Biología Santillana

Biología Anatomía y fisiología humanas. humanas. Genética. Evolución.

Recursos para

Perspectivas

el docente

Biología Anatomía y fisiología humanas. Genética. Evolución.

Recursos para

el docente

Biología. Recursos para el docente –Serie Perspectivas– es una

obra colectiva creada y diseñada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana, bajo la dirección de Herminia Mérega, por el siguiente equipo: Agustín Adúriz-Bravo María Gabriela Barderi Barderi Daniel O. Bustos Débora J. Frid Patricia M. Hardmeier Hilda C. Suárez María Sandra Martínez Filomeno y Fabián De Maio (Herramientas metodológicas )

Índice Cuadro de contenidos 2 Herramientas metodológicas 7 Solucionario 19

Editora: María Gabriela Barderi Editora sénior: Patricia S. Granieri Coordinación editorial: Mónica Pavicich Subdirección editorial: Lidia Mazzalomo

Perspectivas Diagramación: Alejandra Mosconi Corrección: Paulina Sigaloff Ilustración: Marcelo Regalado Este libro no puede ser reproducido total ni parcialmente en ninguna forma, ni por ningún medio o procedimiento, sea reprográfico, fotocopia, microfilmación, mimeógrafo o cualquier otro sistema mecánico, fotoquímico, electrónico, informático, magnético, electroóptico, etcétera. Cualquier reproducción sin permiso de la editorial viola derechos reservados, es ilegal y constituye un delito. © 2006, EDICIONES SANTILLANA S.A. • Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 10: 950-46-1667-4 ISBN: 13: 978-950-46-1667-2 Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723. Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: noviembre de 2006.

Biología : recursos para el docente / Agustín Adúriz-Bravo...[et.al.]. 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2006. 56 pp. ; 28x22 cm. ISBN 950-46-1667-4 1. Biología-Enseñanza Media. CDD 570.712

Herramientas metodológicas El docente en la actualidad

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u s a d i b i h o r P . A . S a n a l l i t n a S ©

Los docentes son los verdaderos artífices del cambio educativo. Las innovaciones sólo podrán impactar en el aula si se tiene en cuenta al educador como el agente promotor por excelencia de ese cambio. Pero para ello es necesario que el propio docente se reconozca en ese rol. La profesión docente se encuentra atravesando una profunda crisis. Y esto se refleja en lo expresado por A. Kornblit y A. Méndez Diz: “Los profesores como grupo social destilan sentimientos contradictorios sobre el sentido mismo del trabajo que realizan. El desconcierto generalizado sobre los objetivos, el contenido y los métodos de su esfuerzo enseñante, unido a la pobre valoración material y a un escaso reconocimiento social de su trabajo, los ha conducido a una exasperación palpable”1. Un indicador de la crisis es que a la escuela, en la actualidad, se le solicita que garantice el acceso, la permanencia y la promoción de los alumnos, lo que ocasiona no pocos problemas a los docentes, ya que en muchos casos no están dadas las condiciones para que se produzca la promoción. Un inconveniente es que, casi siempre, se adjudica al docente casi toda la responsabilidad por no lograr los resultados esperados: la promoción de todos o casi todos los ingresantes en el sistema. Un importante porcentaje de docentes se pregunta hoy cuáles son las funciones que deben cumplir, y en muchas oportunidades llegan a la conclusión de que son tantas que casi no les queda tiempo para enseñar. Esto genera en los educadores lo que se denomina “malestar docente”, definido por J. Esteve como “el saber que algo no funciona bien, pero no somos capaces de definir qué es lo que no marcha y por qué” 2. Este fenómeno incide negativamente en su práctica profesional y se convierte en un obstáculo para que las innovaciones impacten en el aula, produciendo una transformación y, por ende, un mejoramiento en la calidad de la educación. Surge, entonces, el siguiente interrogante: ¿cuáles son los obstáculos para

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la implementación de transformaciones en el área de ciencias naturales? Mencionaremos tres obstáculos: La falta de conocimiento acerca del contenido que se tiene que enseñar. No se aborda el conocimiento incidental, aquello que se aprende producto del pasaje por los distintos niveles del sistema educativo y que impacta fuertemente en la práctica de la enseñanza, por lo general más que el conocimiento aprendido formalmente en las aulas. La falta de incentivo y recompensas –principalmente externas– en la profesión docente, que lleva a los profesionales a sentirse desilusionados, fatigados, desmotivados, y como consecuencia se genera el mencionado malestar.

La profesión docente La superación de las problemáticas planteadas requiere considerar a la docencia como una profesión, en la que resulta fundamental tener en cuenta: la necesidad de una adecuada formación de grado acorde con las demandas de una sociedad caracterizada por el cambio permanente y la incertidumbre; la concientización respecto de la formación permanente, que tome en cuenta las necesidades de los docentes para el desarrollo de una práctica profesional de calidad; la investigación sobre la práctica profesional, que permite, a partir del análisis y la reflexión, la detección de las fortalezas y debilidades que se presentan en el proceso de enseñanza para producir conocimientos que contribuyan a acrecentar los conocimientos de la didáctica de las ciencias naturales. El concepto de profesión deriva del latín profiteor , que significa el acto de brindar un rol social de reconocimiento público. Lourdes Montero define al

Kornblit, A. y Méndez Diz, A. El profesor acosado. Del agobio al estrés . Buenos Aires, Humanitas, 1993, pág. 10. Esteve, J. El malestar docente. Barcelona, Paidós, 1998, pág. 12.

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s a c i g ó l o d o t e m s a t n e i m a r r e H

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profesional docente como “una persona con una elevada preparación, competencia y especialización, que presta un servicio social importante” o “alguien que recurre al conocimiento extraordinario, experto en situaciones de importancia humana”, o “alguien con capacidad para fundamentar sus decisiones”. La denominación de profesional proporciona además “privilegio, autoridad y reconocimiento social [...]” 3. La profesionalización es una cuestión de cualificación, competencia y poder, que se caracteriza por la necesidad de autonomía frente a la sociedad, al poder público, a la comunidad y a otras profesiones. Nos planteamos ahora otro interrogante: ¿qué diferencia la profesión docente de otras profesiones? Sin

El libro de texto es un recurso imprescindible para el trabajo del docente y del alumno en el contexto educativo, pero según cómo se lo utilice puede promover el desarrollo de aprendizajes superficiales o profundos: El aprendizaje superficial no permite relacionar los nuevos conocimientos con los ya existentes. El alumno tiende a estudiar de memoria y por eso los contenidos pronto se olvidan. Este tipo de aprendizaje se promueve cuando se propone como actividad la resolución de un cuestionario, que sólo requiere que el alumno copie textualmente la respuesta a esas preguntas que podrá extraer sin esfuerzo del libro. El aprendizaje profundo está orientado a que el alumno pueda reestructurar su conocimiento,

lugar a dudas, la enseñanza, objeto de estudio de la didáctica, y definida por Alicia Camilloni como “un proceso diferenciado del aprendizaje, es el objeto propio de conocimiento de esta disciplina” 4. Los docentes poseen un conocimiento que otros profesionales no tienen, un conocimiento en el que se distingue la capacidad diagnóstica con el fin de hallar formas de enseñanza adecuadas para promover el aprendizaje de los alumnos con diferentes características, el dominio de los enfoques, modelos y e strategias de enseñanza y la regulación de los intercambios entre los sujetos y de ellos con el conocimiento, para producir aprendizajes significativos. La enseñanza es una acción que requiere del pensamiento y de la acción.

o sea, encontrar su significado. Para ello será necesario que procese el material que se le presenta en el libro de texto para resolver las actividades; por ejemplo, la resolución de situaciones problemáticas, que requerirán la utilización de las estrategias de adquisición, interpretación, análisis, comprensión y comunicación de la información. Es importante tener en cuenta que la información se transforma en conocimiento cuando el alumno está en condiciones de comunicarla de forma escrita, oral o gráfica. Para ello será necesario que observe y analice cómo construyó el conocimiento que va a dar a conocer, y de esta manera se trabajará lo metacognitivo, esencial para producir aprendizajes profundos y significativos.

© S a n t i l l a n a S . A . P r o h i b i d a s u f o t o c o p i a . L e y 1 1 . 7 2 3

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Montero, L. La construcción del conocimiento profesional docente . Buenos Aires, Homo Sapiens, 2001, pág. 89. Camilloni, A.; Davini, C.; Edelstein, G.; Litwin, E.; Souto, M. y Barco, S. Corrientes didácticas contemporáneas . Buenos Aires, Paidós, 1996, pág. 24.

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Obstáculos que enfrenta el profesor de ciencias En el siguiente cuadro se señalan algunas creencias que sostienen los d ocentes, generalmente de manera tácita, y que se transforman en obstáculos que dificultan el proceso de enseñanza y aprendizaje de las ciencias naturales. Para su realización se tomó como fuente lo expresado por Porlan, Rivero y Martín del Pozo 5.

Desvinculación entre la teoría y la práctica. Inadecuada articulación entre lo explícito –los conocimientos adquiridos en la educación formal– y lo tácito –el conocimiento del sentido común que se adquiere con la experiencia–. No se considera la teoría por categorizarla como academicista. Se desconocen los modelos que dan cuenta de la conducta profesional. Se actúa de acuerdo con diferentes rutinas poco fundamentadas.

Se evidencia en

FRAGMENTACIÓN Y DISOCIACIÓN DEL CONOCIMIENTO

Las prácticas de enseñanza que se utilizan concuerdan con la visión simplificada del aprendizaje y de la enseñanza. Esto lleva a la falta de cuestionamiento y al desarrollo de actitudes críticas. Un ejemplo que da cuenta de ello es pensar que las calificaciones obtenidas por los alumnos miden realmente lo que ellos saben. Esta posición conservadora impide el desarrollo de procesos de cuestionamiento, toma de conciencia y construcción del conocimiento que dan cuenta de la enseñanza y del aprendizaje como un fenómeno complejo. Se evidencia en

RECHAZO A LA POSICIÓN CONSTRUCTIVISTA Y EVOLUTIVA DEL CONOCIMIENTO

TENDENCIAS - OBSTÁCULOS QUE SE PRESENTAN EN LOS PROFESORES DE CIENCIAS NATURALES 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f

SIMPLIFICACIÓN Y REDUCCIONISMO DEL CONOCIMIENTO


Se evidencia en

La visión superficial de los procesos de enseñanza y de aprendizaje. La enseñanza y el aprendizaje no considerados como un objeto de estudio complejo. Esto trae como consecuencia la búsqueda de soluciones parcializadas y sesgadas que impactan muy negativamente en el desarrollo de una práctica profesional fundamentada.

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RECHAZO A LA DIVERSIDAD Se evidencia en

La utilización de rutinas de acción que surgen a causa de la visión simplificada y la fragmentación del conocimiento. Estas rutinas se sostienen en creencias que permiten postular una visión hegemónica del conocimiento en ciencias. Un indicador de ello es que se pregona la utilización de modelos didác ticos porque están de moda, pero los docentes no pueden fundamentar por qué y para qué los utilizan, ni tampoco las fortalezas y debilidades que se presentan en su implementación.

Porlan, R.; García Rivero, A. y Martín del Pozo, R. “Conocimiento profesional y epistemología de los profesores I: Teoría, método e instrumentos”. Revista

Enseñanza de las Ciencias , Nº 15, 1997.

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Algunas dificultades en la enseñanza de las ciencias 1. Experiencias de laboratorio

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Aunque se han implementado diversos proyectos en ámbitos nacionales e internacionales, el pasaje a una práctica docente en la que se incluyan las experiencias de laboratorio [1 ] es aún una deuda pendiente. ¿Cuáles son las dificultades que se presentan con mayor frecuencia? La escasez de recursos y la dificultad que surge a la hora de su utilización, por falta de una preparación adecuada. La introducción de conocimientos de manera “aproblemática”. La falta de claridad en la formulación de las guías que, en general, son muy estructuradas. Se formulan sin tomar en cuenta el nivel evolutivo de los alumnos. El excesivo número de alumnos por clase y la presencia de problemáticas sociales, que han llevado a los docentes a no implementar experiencias en el ámbito del laboratorio o del aula-laboratorio.

2. Resolución de situaciones problemáticas Los problemas [2 ] permiten comprobar la facultad que poseen los alumnos para implementar los conocimientos adquiridos, promoviendo el descubrimiento de diferentes caminos para arribar a la solución de las situaciones planteadas, en las que se reconocen las siguientes etapas: Comprensión del problema. El alumno debe examinar el problema, identificar los datos significativos,

recoger y reconocer la incógnita. La tarea del docente radica en orientar el camino hacia la solución. Concepción de un plan. El educando debe encontrar la relación entre los datos y la incógnita que el problema le plantea. Para ello debe apelar a la recuperación de sus conocimientos previos y al empleo de algunos procedimientos heurísticos que lo acompañan para concebir el plan. Ejecución de un plan. En este punto, el alumno pondrá en acción las estrategias indispensables para hacer efectiva la decisión de emplear el camino elegido. Éstas determinarán en qué medida sus capacidades le permiten resolver la dificultad planteada. Examen de la solución obtenida. Demostración de la capacidad para examinar la solución a la que se arriba y de retornar al punto de partida. Mediante el examen de la solución estará en condiciones de satisfacer el valor de la incógnita y se habrá demostrado en qué medida se han satisfecho sus propias capacidades cognitivas.

3. Dificultad para la introducción y el manejo de conceptos propios de las ciencias naturales Esta dificultad se hace presente debido al nivel de abstracción que poseen los conceptos y la presencia de ideas previas [3 ] en los alumnos. Estas ideas son muy resistentes al cambio porque fueron adquiridas y aprendidas a través de la observación y les sirven para su desempeño cotidiano, o bien porque les fueron mal enseñadas y entonces, luego, son difíciles de desaprender.


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Las experiencias propuestas en el libro se ajustan al nivel evolutivo de los alumnos y han sido probadas en el ámbito escolar. Por otro lado, más allá de su ubicación (por lo general, en las páginas finales del capítulo), pueden llevarse a cabo

en el momento que el docente lo considere más oportuno. En muchos casos se deja abierta la posibilidad de seguir investigando mediante el planteo de nuevos problemas.

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Capítulo 13, página 171.

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Muchas actividades o textos del libro pueden aprovecharse para encarar la resolución de situaciones problemáticas como estrategia didáctica. Por ejemplo:

Capítulo 4, página 47. 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f




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En el libro encontrará numerosas actividades en las que se propone recuperar las ideas previas de los alumnos, para comenzar a trabajar a partir de ellas. Por ejemplo:



El constructivismo en la enseñanza de las ciencias

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En la enseñanza de las ciencias se reconocen por lo menos dos posiciones respecto de cómo se arriba al conocimiento: el constructivismo y el asociacionismo 6. Los docentes que adhieren al enfoque filosófico de la enseñanza constructivista se preocupan por comprender cómo se elaboran los conocimientos, es decir, por saber qué sucede en la cabeza del alumno en el proceso de aprendizaje. Los supuestos que sostiene este enfoque son: El alumno aprende a partir de lo que es y sabe; en consecuencia, se sostiene que él mismo, anclándose en lo que conoce y de acuerdo con sus intereses y necesidades, construirá el nuevo conocimiento. Para que el aprendizaje se produzca, es necesario que el docente proponga actividades con el fin de generar el conflicto cognitivo. Éste producirá la disonancia cognitiva y se arribará a la producción de aprendizajes significativos [1 ] . Para este enfoque, el aprendizaje debe considerar los siguientes aspectos: Aprender significa trabajar con los conocimientos espontáneos, los procesos y las actitudes, además de establecer relaciones interactivaspara ir en contra de las ideas previas, erróneas y resistentes al cambio. Esto requiere el esfuerzo por parte de quien esté dispuesto a encarar el proceso de aprendizaje, que necesariamente implica el cambio de esas ideas. Además, es preciso comprender que el sujeto no puede aprender todo por sí solo sino que necesita del docente que lo acompañe en dicho proceso . Por último,

hay que recalcar que para aprender debe existir el placer y el deseo de querer saber, y para ello se requiere encontrarle sentido al fenómeno objeto de estudio. Aprender no es simple. Para lograr la transformación de las ideas, o sea pasar de un sistema de pensamiento a otro, se requiere la creación de situaciones que despierten la creatividad, el interés, la motivación y el deseo. Para aprender es necesario deconstruir lo aprendido para luego construirlo . Algunos de los problemas que se presentan a la hora de enseñar son: Un gran desfasaje entre el docente y el alumno, que dificulta la comunicación y, por ende, el aprendizaje. 6

En general, no se toman en consideración las preguntas de los alumnos o bien se dan respuestas a ellas de manera que no se permite al alumno que vaya construyéndolas por sí mismo. El manejo de códigos de comunicación muy diferentes, que influye para que, frente a las diferentes situaciones que se presentan en el ámbito del aula, la producción de sentido no sea la misma en el docente y en el alumno.

¿Cómo se puede favorecer el aprendizaje? Es necesario diseñar un entorno en donde se puedan crear conflictos en la concepción que poseen los alumnos sobre determinado fenómeno objeto de investigación. Andre Giordan7 señala algunos parámetros para tener en cuenta cuando se desea producir aprendizajes significativos en los alumnos: Es necesario cuestionar a los alumnos, poner en tela de juicio sus conocimientos a través de la formulación de situaciones que generen el conflicto cognitivo, para de esta manera preocuparlos y ocuparlos en el propio proceso de aprendizaje. Las situaciones que se creen para generar el conflicto cognitivo deben posibilitar al alumno su resolución, para que adquiera confianza en sí mismo, en el docente y en la situación de aprendizaje. Se deben producir nexos entre las diferentes ideas o concepciones, así habrá puntos de referencia para poder confrontar con las diferencias. Hay que crear puntos de anclaje, como organizadores previos –esquemas, dibujos, cuadros, etcétera–. El aprendizaje requiere de la activación de los conocimientos para poder reutilizarlos en diferentes situaciones, sea porque se realiza una nueva acción o porque se decide enseñar a otras personas. Aprender requiere del metaprendizaje [2 ] , es decir, de la reflexión acerca de los procesos por los cuales se llega a los conocimientos y de los conocimientos en sí.

No se hará referencia al asociacionismo. Giordan, A. “Más allá del constructivismo y de las prisiones intelectuales”, Novedades educativas , Nº 179, noviembre de 2005.

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La creación de situaciones que les permitan a alumnos y alumnas reestructurar sus conocimientos deben perturbar las ideas que tienen los educandos, pero no obturarlas. Es imprescindible acompañar al estudiante cuando se le presentan dudas, crear un clima distendido para que éstas se pongan de manifiesto; para ello es necesario crear un vínculo de confianza que permitirá la superación de la incertidumbre.

Las estrategias de aprendizaje en ciencias Los enfoques de enseñanza van a sustentar los modelos , entendidos como el conjunto de estrategias que

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se persiguen para el logro de una meta de aprendizaje, en tanto que las estrategias son el conjunto de actividades que se llevan a cabo para el logro de aprendizajes significativos. Pozo8 identifica dos formas de aprendizaje: por un lado, una más superficial que se sustenta en la asociación, que se puede utilizar para el aprendizaje de hechos y técnicas; la estrategia es el repaso. Por el otro lado, otra forma de aprendizaje más profunda que se orienta hacia los procesos y permite el aprendizaje de conceptos, leyes y teorías, y que incluye las estrategias de elaboración y organización de la información [2 ]. 3 1

Existen diversas estrategias y actividades que favorecen el aprendizaje significativo y desarrollan la metacognición, es decir que apuntan a la reflexión sobre el propio proceso de aprendizaje, entre ellas, los mapas y las redes conceptuales. En el libro podrá encontrar distintas propuestas al final de cada capítulo, en la categoría “Organización de la información”. Es importante tener presente que son los propios alumnos quienes deben trabajar activamente para construir los mapas y las redes conceptuales, siempre contando, claro está, con la mediación y la guía del docente.

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En el libro encontrará numerosas actividades, tanto de repaso como de elaboración y organización de la información, pero sobre todo de éstas. En las dos últimas páginas de cada capítulo, las denominadas “actividades finales” apuntan a repasar y recuperar los conceptos clave de la unidad didáctica, y se hallan organizadas en distintas categorías para una mejor planificación de las tareas. Por ejemplo: Capítulo 11, página 144.

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Pozo, J. I. Aprender para comprender y construir el conocimiento . Buenos Aires, Santillana Docentes, 2006.

El modelo investigativo

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El modelo investigativo se basa en el supuesto de que el alumno puede construir su conocimiento y, de esta manera, se logran las metas propuestas por el educador. En este modelo, el docente debe proporcionar al alumno los conocimientos y las estrategias para que se pueda realizar la investigación. Se sugiere a los docentes que organicen y secuencien las actividades que deben basarse en un proceso interactivo y no lineal, como generalmente se presenta. La interactividad es una de las características que es necesario tomar en consideración para promover la construcción del conocimiento. El propósito principal de esta metodología investigativa consiste en proporcionar un marco adecuado para que la organización y la secuenciación de actividades posibiliten y fortalezcan los procesos de construcción de conocimientos en los alumnos. Se plantea que el aprendizaje de las ciencias es posible si se utiliza la investigación guiada, que parte del planteamiento de situaciones problemáticas generadoras de interés. Es necesario, entonces, que el docente tenga en cuenta la necesidad de describir y caracterizar las etapas de una investigación, que son las siguientes: El docente y los alumnos seleccionan un tema a partir del cual se desprenderá la idea de investigación. Para la formulación de la idea, el docente debe incentivar a sus alumnos a que piensen e indaguen sobre un tema que les interese, siempre en el marco de los contenidos propuestos en la currícula. Una vez expresada la idea, se debe analizar si su realización es viable, para que no se presenten inconvenientes en el proceso investigación. A partir de la idea se formula el problema, que se define como aquellas situaciones de las cuales no se posee una respuesta inmediata ; entonces se genera un grado de incertidumbre e interés que promueve el desarrollo de la investigación para poder llegar a la solución. Se trata, por lo general, de una situación abierta que admite varias vías de solución. El docente debe acompañar a los alumnos para que puedan formular posibles problemas a partir de la idea seleccionada. También puede proponer ejemplos que guíen el aprendizaje.

En la vida cotidiana, los alumnos se enfrentan con distintas situaciones problemáticas y desarrollan diferentes propuestas para resolverlas, pero por lo general es difícil que lo hagan en el ámbito educativo, porque presentan actitudes pasivas, dado que consideran que el docente es la fuente de todo conocimiento y que es el único proveedor de contenidos que le posibilitarán el logro escolar. El docente tiene que garantizar que el alumno pueda identificar problemas, seleccionarlos, proponerlos, desarrollarlos y resolverlos. Ayudar al alumno a que realice estas acciones favorece el establecimiento de la relación de enseñanza y de aprendizaje. Cuando se plantean y eligen los problemas, se debe crear una relación entre las metas que se propone el docente y los intereses de los alumnos; de esta manera se logra el desarrollo de la motivación en la enseñanza. El conocimiento de los intereses de los alumnos favorece la posibilidad del planteamiento de situaciones problemáticas.

El siguiente paso que el docente debe tener en cuenta en el modelo de investigación es la elaboración de la hipótesis –respuesta tentativa al problema–, que indica lo que intentamos probar. Debe orientar a los alumnos para que, a partir del problema planteado, puedan proponer una o más hipótesis factibles de ser confirmadas o no. Éstas deben formularse lo más claramente posible, para que se llegue a comprender aquello que se propone que realicen. Las hipótesis deben reunir los siguientes requisitos: • Relacionarse con el problema objeto de investigación, así el alumno puede comprender y sentirse motivado para llevar a cabo su comprobación. • Formularse en un lenguaje claro y concreto; presentar los aspectos que se investigarán de manera explícita y clara, para comenzar a plantear el diseño experimental que posibilite su confirmación o no. Los alumnos deben lograr, mediante su investigación, determinar si las hipótesis propuestas son confirmadas o no, a través de la realización de diseños experimentales. Los docentes deben brindar a los alumnos estrategias para formular los objetivos de la investigación. Y una


vez que los alumnos logran esto, los docentes deben guiarlos para que pueden plantear las preguntas derivadas del problema de investigación. Es preciso que los alumnos justifiquen y fundamenten su investigación; para ello deben recopilar información que les permitan confirmar, o no, las hipótesis.

En síntesis: no es el propósito que el docente resuelva la investigación, sino que brinde todas las herramientas posibles para que sus alumnos puedan llevarla Los que docentes deben dar En síntesis: no es aelcabo. propósito el docente resuelva la ainvestigación, sino la que brinde todas herramientas los educandos posibilidad delasque desarroposibles para que susdiseños alumnosexperimentales puedan llevarla ya cabo. llen sus propios que constaten viabilidad, el fin delacontrastar Los docentes su deben dar a loscon educandos posibilidad deuna que misma desarrollen sus propios diseños experimentales hipótesis, comparando los resulta-y dosconstaten obtenidos en cada caso analizando su coque su viabilidad, con ely fin de contrastar una misma hipótesis, comparando los resultados obtenidos herencia. en cada caso y analizando su coherencia.

Análisis de los resultados y conclusiones finales

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Los alumnos tienen que ser capaces de poder desarrollar un análisis crítico de sus propios resultados. Éste debe centrarse en comprobar en qué medida se confirman o rechazan las hipótesis. Se trata de que los alumnos comparen y analicen los resultados obtenidos por los distintos grupos mediante los experimentos realizados en condiciones rigurosas. De esta forma se resalta el hecho de que no bastan los resultados de un único experimento para dar por con firmada una hipótesis. Una vez completado el análisis de

resultados y la exposición de las conclusiones, se plantea la posibilidad de nuevas vías de investigación, de nuevos problemas relacionados con el tema aunque no vayan a abordarse inmediatamente.

La cuestión principal es evitar que casi todas las prácticas se reduzcan al mero seguimiento La cuestión principal es evitar casialumnos, todas las estructurado de pasos por parteque de los sin la formulación problemas, sinestructurado plantear prácticas se reduzcan al de mero seguimiento dehipótesis, pasos porsin parte de los alumnos, sin lade formulación permitir la propuesta posibles dediseños, problemas, plantear hipótesis, permitir la proquesinno posibilitan la sin familiarización con lademetodología científica. puesta posibles diseños, que no posibilitan la familiarización con la metodología científica.

Descripción de una experiencia A continuación se describirá un trabajo práctico experimental que tendrá lugar en el laboratorio, ámbito en el que el docente lleva a cabo una experiencia de aprendizaje tomando como referencia el modelo de enseñanza por investigación, incluyendo actividades que responden a la estrategia de resolución de problemas. Inicialmente, el docente divide la clase en grupos de cuatro integrantes y comienza el trabajo.

Tema: Sistema respiratorio Idea de investigación: La relación entre el sistema respiratorio y la temperatura. Problema: ¿Qué relación puede existir entre los pulmones y la temperatura? Los distintos grupos plantean posibles hipótesis para el problema planteado. Por ejemplo: “Los pulmones podrían evitar la pérdida de calor del cuerpo”. Sobre la base de la hipótesis, los alumnos plantean objetivos y proponen preguntas de investigación. Objetivo: Indagar la relación entre la temperatura y el funcionamiento de los pulmones. Preguntas: ¿Cuáles son las características y la función de los pulmones? ¿A qué temperatura se encuentra el cuerpo? ¿Qué relación puede haber entre ambas cuestiones?

Diseño experimental: Se realizan experiencias mediante las cuales se confirma o se rechaza la hipótesis. El docente les proporciona instrumentos de laboratorio para que hagan la recolección de datos de modo experimental (recipientes de vidrio, frascos con tapa perforada, pulmones de pollo, termómetros y un reloj). Los distintos grupos realizan diferentes procedimientos para obtener resultados que permitan confirmar la hipótesis, o no.

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A manera de ejemplo

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Se registran las temperaturas del agua en los dos frascos cada 5 minutos, durante un total de 20 minutos. Un grupo llena dos frascos con la misma cantidad de agua, cuya temperatura es 60 °C.

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Ambos frascos se cierran y se introduce un termómetro por la perforación de sus tapas; los bulbos deben quedar dentro del agua.

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Se introducen los frascos dentro de dos recipientes iguales: uno lleno de pulmones que deben cubrir todo el frasco y el otro vacío, que será el tubo testigo.

El modelo de investigación utilizado por el docente debe proporcionar al alumno no sólo su empleo durante el transcurso de la enseñanza y del aprendizaje sino también en situaciones de su vida.

Con la recolección de datos se confeccionan tablas para ordenar los resultados e interpretarlos, es decir, se analizan los datos, se formulan explicaciones para el problema planteado que posibilitan la comprobación o el rechazo de la hipótesis. Ante el surgimiento de errores en los procedimientos, el docente guía a los alumnos mediante preguntas que posibiliten la reflexión, para que lleguen a una resolución productiva y que reconozcan los errores y los corrijan. Si bien el modelo investigativo es tomado en cuenta por los docentes en el ámbito del laboratorio, se sugiere que también sea implementado en distintas problemáticas que no tienen que ver especialmente con el ámbito científico. Por ejemplo, que sus alumnos puedan pensar algún tema relacionado con problemáticas que los afecten, como la contaminación por la basura domiciliaria. El problema podría ser: ¿Cuál es la relación existente entre la contaminación y la basura domiciliaria? A partir de esta problemática se induce a los alumnos a que generen hipótesis, objetivos, preguntas de investigación, confección de un marco teórico del tema, la recolección de datos para confirmar las hipótesis o no y que logren desarrollar una conclusión. A partir del análisis y de la interpretación de los datos obtenidos, se puede realizar un proyecto de intervención con el fin de esbozar soluciones posibles a esta problemática ambiental.

Es importante que el docente utilice el modelo investigativo porque favorece que los alumnos desarrollen diferentes tipos de estrategias y logren utilizarlas en otros ámbitos de su vida.


Enfoques actuales para la enseñanza de las ciencias Alfabetización científica y tecnológica (ACT)

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En la actualidad, la sociedad enfrenta cambios vertiginosos; por eso la escuela debe promover el desarrollo de competencias científicas y tecnológicas que les permitan a los futuros ciudadanos pensar los problemas que se le presentan a la sociedad, de manera reflexiva y crítica, para la toma de decisiones responsables con el fin de lograr el bien común. Surge el siguiente interrogante: ¿Cuándo se considera que una persona se encuentra científicamente alfabetizada? Para responder esta pregunta se tomará lo expresado por Gèrard Fourez, quien considera que el ciudadano está científicamente alfabetizado cuando: Maneja los conceptos científicos articulados con los valores para una toma de decisiones responsables frente a los problemas que se presentan en su vida cotidiana. Reconoce que la sociedad ejerce un control sobre las ciencias y la tecnología, y viceversa, por ejemplo, a través de las subvenciones que otorgan las organizaciones que forman parte de ella. Puede delimitar cómo interviene la ciencia y la tecnología en el progreso del bienestar de los ciudadanos. Conoce las hipótesis, las teorías y los problemas principales que se plantea la ciencia y está en condiciones de utilizarlos cuando sea necesario. Puede reconocer cómo la ciencia y la tecnología estimulan el desarrollo intelectual. Reconoce que la producción del saber científico deviene de las investigaciones realizadas por los científicos. Reconoce las diferencias entre el saber cotidiano y el saber científico. Identifica el origen de la ciencia y reconoce que éste es probabilístico y provisorio. Posee un saber y una experiencia que le permiten valorar la importancia de la investigación y del desarrollo tecnológico. Reconoce las fuentes válidas de conocimientos a las cuales puede recurrir para la toma adecuada de decisiones responsables.

Reconoce el desarrollo de las ciencias y las tecnologías en el devenir histórico. La alfabetización científico-tecnológica en la escuela se produce cuando se articulan tres dimensiones (las actitudes y los valores, las habilidades y los conceptos acerca de la Naturaleza), porque permiten a los educandos desarrollar competencias para la indagación, el análisis, la interpretación y la resolución de los problemas que se plantean a partir de la toma de decisiones responsables. La alfabetización científico-tecnológica en la escuela encuentra algunos obstáculos: la falta de actualización de los contenidos, que generan una fisura entre lo que se enseña en la escuela y lo que acontece en la vida cotidiana, y la escasa motivación e interés por aprender ciencias.

Ciencia, tecnología y sociedad (CTS) El enfoque CTS se origina con el fin de crear conciencia respecto de los efectos negativos que surgen a partir de la utilización de la ciencia y la tecnología sin contemplar el impacto que éstas causan en la sociedad. Para ello hacen falta instituciones que formen expertos para el desarrollo de políticas científico-tecnológicas y para su monitoreo y evaluación. Este movimiento supera el enfoque ACT, porque hace especial hincapié en las necesidades sociales. El propósito de este enfoque es conceptualizar más socialmente la enseñanza de las ciencias. La alfabetización científica se ha convertido en una necesidad para que todo ciudadano pueda desarrollarse satisfactoriamente en la sociedad. Se basa en un enfoque interdisciplinario y se caracteriza porque se incorporan a la enseñanza de las ciencias conceptos provenientes de la historia, la sociología y la filosofía de la ciencia. La utilización de este enfoque en la enseñanza de las ciencias posibilita el desarrollo de la sensibilidad social en relación con los cambios científicos y tecnológicos; de esta manera se logra una regulación democrática de estos cambios. Algunos de los obstáculos con los que se encuentra la enseñanza de la ciencia para el desarrollo de este enfoque en el ámbito educativo son:

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La fragmentación del conocimiento, que deviene principalmente de una formación de grado y permanente que se centra en lo disciplinar y que obstaculiza la identificación de las interrelaciones entre las diferentes disciplinas que conforman el área de Ciencias naturales. Las creencias de los docentes respecto de la concepción de ciencia y de los científicos; por ejemplo, todavía se sostiene que la ciencia arriba a verdades absolutas y que es neutra. Una escasa formación profesional adecuada para

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implementar los cambios que exigen la enseñanza de las Ciencias naturales con una mirada social. El carácter conservador del sistema educativo y de algunos docentes que resisten las innovaciones. El enfoque CTS sostiene que para comprender la ciencia se requiere que los conocimientos sean operativos en los contextos sociales, y esto se logra a través del desarrollo de conductas que se sustentan en conocimientos, procedimientos y actitudes coherentes con el enfoque, que resalta la necesidad de enseñar ciencias desde un punto de vista social.

Los enfoques ACT y CTS están presentes en el libro desde su misma concepción. Algunas secciones, en particular, dan cuenta de ello: En las aperturas de cada capítulo, una mirada lejana, o atrás en el tiempo, y su mirada cercana o actual para una problemática en particular. Una misma cuestión en diferentes contextos para entrar en tema.

Una sección especialmente dedicada a analizar aspectos generales y particulares relacionados con la estructura y las estrategias argumentativas comunes de distintas fuentes de comunicación científica. Incluye interesantes propuestas de actividades que promueven el desarrollo de ideas adecuadas sobre la ciencia y el conocimiento científico.

Al final de cada sección, “Nuestra gente”, una entrevista en la que un profesional nos cuenta su trabajo y nos permite reconocer y confirmar que la producción del saber científico deviene de las investigaciones realizadas por los científicos.


Solucionario Capítulo 1 La ciencia ¿es o se hace? Página 11 1. a) Es una cuestión epistemológica. Hume se pregunta sobre la relación entre la teoría y la realidad; apunta a entender qué es el conocimiento. b) “Ideas derivadas de impresiones”, “se piensa en lo que se ha visto o sentido”. Para Hume, lo primero es la experiencia sensible; de allí se deriva el conocimiento.

c) El concepto se generaría a partir de observaciones y generalizaciones. Vemos distintos cortes de tejidos de animales y plantas con el microscopio, identificamos en todos ellos una estructura común, en forma de “celdita” de panal de abejas. Quedarían así establecidas las bases empíricas del concepto de célula.

Página 12 Pediles a tus padres o a tus abuelos que nombren… Algunas res-

puestas posibles: la tectónica de placas (c. 1965), el ADN recombinante (c.1972), las lentes de contacto rígidas (c. 1950), el trasplante de órganos (1957), el láser (1960), el Homo floresiensis (2003). ¿Por qué te parece que esta página…? La frase pretende dar a en-

tender, mediante una analogía, que la ciencia es a la vez el camino (un producto: el conocimiento científico) y la acción de andar (un proceso: la actividad científica). Existen diversas concepciones... Las respuestas dependerán de los diagramas que se dispongan para la comparación.

Página 14 2. a) Las imágenes difieren en el grado de detalle que muestran y en las “convenciones” (colores, texturas, etc.) usadas para representar los distintos elementos, entre otras cosas. b) La microfotografía se puede utilizar para conocer tamaños y distancias con gran precisión. Tiene como ventaja la capacidad de “recoger” información espacial con mucha fidelidad, y como desventaja, que es una imagen compleja y, en parte, confusa. El esquema (1-7a) captura los elementos esenciales y puede servir para explicar estructuras y procesos, analizar y estudiar la célula, o

identificar y nombrar partes. Como ventaja tiene el grado de abstracción y simplicidad; como desventaja, que deja afuera muchos detalles. La representación pictórica (1-7b) trata de transmitir ideas acerca del volumen y la textura de la célula. Su ventaja frente a la fotografía es que es más nítida y “precisa”; sin embargo, pierde muchos detalles y “estiliza” fuertemente los componentes (por ejemplo, los cromosomas en el núcleo).

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3. a) Respuesta abierta. Convendría introducir y enfatizar los nombres de Bernardo Houssay, Luis Federico Leloir y César Milstein, los tres premios Nobel de Medicina de la Argentina. También sería interesante presentar a algunas mujeres argentinas destacadas en ciencias naturales y sociales y de la e ducación (Eugenia Sacerdote de Lustig, Rosa Muchnik de Lederkremer, Christiane Dosne Pasqualini, Virpi Niemela, Ana María Barrenechea, Berta Braslavsky). b) Respuesta abierta. c) Si no conocen ningún nombre pueden recurrir a la Academia Nacional de Medicina, al Museo de Ciencias Naturales “Bernardino Rivadavia”, al IBYME (Instituto de Biología y Medicina Experimental), a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, etcétera. 4. a) Empirismo; b) racionalismo; c) criticismo; d) racionalismo; e) racionalismo; f) empirismo. 5. Respuesta abierta. 6. a) Los tres modelos representados son: la célula, el árbol filogenético y la cadena trófica. b) El modelo de la célula representa la estructura microscópica y los componentes que integran un sistema celular. El árbol filogenético representa las relaciones evolutivas entre diferentes

especies de organismos (en este caso, los vertebrados). La cadena trófica representa un tipo de relación que se establece entre organismos en una comunidad. c) El modelo de célula permite conocer cómo está constituida y cómo funciona una célula tipo. El modelo del árbol filogenético permite conocer qué especies están emparentadas de acuerdo con sus características. La cadena trófica permite saber cuáles son las relaciones tróficas que se establecen en una comunidad de seres vivos, quién se alimenta de quién en ese sistema particular. d) Se podría intentar saber si todas las células presentan la misma estructura y funciones, o cómo es el ciclo de vida celular. El árbol filogenético permitiría averiguar datos acerca de la relación evolutiva de estos organismos, la similitud en el ADN entre ellos. La cadena trófica permitiría investigar las consecuencias de la desaparición de alguna de las especies en el ecosistema. 7. El modelo de red trófica es una simplificación o “recorte”, abstrae relaciones que se dan en la Naturaleza; es ejemplo para otras redes; se puede representar gráficamente; está confeccionada para responder la pregunta concreta de cómo algunos seres vivos se alimentan de otros; con ella se pueden plantear explicaciones y sacar conclusiones.

9 1

o i r a n o i c u l o S

0 2

8. Es de esperar que asocien los siguientes términos con el concepto de “método científico”: intervención en el mundo, evidencias, comunicación de resultados, uso de procedimientos, hipótesis. El resto de la tarea dependerá de las palabras que cada alumno escoja. Algunos ejemplos de frases: El método científico puede ser visto como una forma de organizar y pautar la intervención activa en el mundo natural. Al poner en marcha el método científico, los científicos y científicas recogen evidencias para respaldar sus afirmaciones sobre el mundo natural. Una parte importante del método científico es lacomunicación formal de los resultados que se obtienen en el proceso de hacer ciencia. Se llama “método científico” al uso racional de procedimientos para alcanzar ciertos fines (descubrir, inventar, explicar, estudiar…). Dentro del método científico, llamamos hipótesis a una respuesta inventiva, provisional y perfectible que se da a los problemas estudiados. 9. Respuesta abierta. 10. a) Artificial, poderosa, fuerte, obediente, sin voluntad, incontrolable, peligrosa. b) Se dice que el rabino Löw creó varios hombres artificiales de arcilla

y que los inmigrantes judíos trajeron uno de ellos a Buenos Aires. Este Golem sería el “Gigante del Once”, que ayuda a los vecinos del barrio de Balvanera que están en peligro. c) La ciencia puede dar lugar a aplicaciones nefastas (como la fabricación de la bomba nuclear, el uso de la clonación humana con fines reproductivos o la justificación del racismo), o degradar severamente el ambiente. 11. a) Fue propuesta en 1980, en la revista Science , por los científicos estadounidenses Walter y Luis Álvarez (hijo y padre). b) El nombre más común es “invierno global”. c) Localizar el cráter, datar el impacto, buscar evidencias de su relación con la muerte de especies. d) Más bien no, está fuertemente cuestionada. Se dice, por ejemplo, que el meteorito cayó medio millón de años antes de lo supuesto, o que su impacto no es suficiente para dar cuenta de la extinción masiva. e) Si el cielo quedó oscurecido por años deteniendo la fotosíntesis (como suponen algunos defensores de la hipótesis), probablemente murieron primero los dinosaurios herbívoros, que no tuvieron ninguna fuente de alimento.

Capítulo 2 La biología tiene un antes y un después Página 19 1. a) Para cualquiera de los cuatro personajes es importante destacar que las fuentes los presentan con profesiones diversas: médico, cirujano, anatomista (Vesalius, Paré); alquimista, mago (Paracelso); filósofo, teólogo (Servet). Pocas veces se asocia la palabra “científico” con estos personajes, y nunca el término “biólogo”. Además de insistir con la noción de que la biología es un “constructo” reciente (del siglo ), conviene trabajar con los estudiantes el hecho de que la profesión científica, en esas épocas, estaba poco “delimitada” y se superponía con muchas otras, y que las contribuciones de estos personajes a las “ciencias de la vida y de la salud” provinieron, en muchos casos, de estudios destinados a fines más concretos, como curar heridas, tratar enfermedades, preparar medicamentos, practicar operaciones, etcétera. En el caso de Paracelso, algunas biografías disponibles en enciclopedias y en la Web son bastante difíciles de trabajar, puesto que se internan en los fundamentos teóricos de las ideas de este científico (como la alquimia y la “magia natural”). Conviene seleccionar previamente algunos materiales más accesibles para los estudiantes. Servet es el personaje más complicado sobre el cual se puede indagar, debido a la amplitud y heterogeneidad de su obra . Para orientar a los estudiantes se pueden aportar “pistas”: por ejemplo, concentrarse en sus hallazgos acerca de la circulación de la sangre. Para trabajar sobre las contribuciones de Vesalius a la anatomía, existe un sitio web dependiente de una universidad pública estadounidense (vesalius.northwestern.edu) en el cual están

disponibles, con alta calidad, los dibujos del primer libro de su obra De humanis corporis fabrica (1543). Además, poniendo la palabra “vesalius” en cualquier busca dor de imágenes, se accede a muchos materiales que se pueden utilizar en clase. Si se elige a Ambroise Paré, llamado el “cirujano de los reyes”, hay una página web (ambroise.pare.free.fr) que, aunque está en francés, contiene interesantes figuras acerca de las técnicas (amputación, cauterización), herramientas (trépano, sierra) y prótesis inventadas o utilizadas por este médico. b) En los diarios de gran circulación aparecen noticias vinculadas a “biología y sociedad” con una frecuencia no menor de una o dos veces por semana. Algunos temas vigentes a mediados de 2006 son (se indican entre paréntesis sus posibles implicaciones sociales): clonación humana con fines terapéuticos y uso de las células madre (derecho a la vida y a la dignidad); enseñanza de la teoría de la evolución en las escuelas (diferentes miradas sobre el origen del hombre, respeto por la diversidad de pensamiento, religión y ciencia); soja transgénica, su uso y patentamiento (relaciones Norte-Sur, monocultivos); deforestación para nuevos usos del suelo (degradación del ambiente, pérdida de biodiversidad); uso de los análisis de ADN para identificar a niños “apropiados” por la última dictadura militar (impunidad, derecho a la intimidad); recolección de ADN para trazar un “mapa” de la humanidad (derechos de las minorías y de los pueblos originarios); desarrollo de tratamientos para enfermedades “huérfanas” (intereses de las multinacionales, ciencia para el país, pobreza y salud).


Página 21 2. Algunas hipótesis de Redi: a) no existe la generación espontánea (general); b) las moscas provienen de otras moscas (general); c) las larvas de mosca en los frascos nacen de huevos depositados sobre la carne (particular); d) la tela impide la entrada de huevos de mosca (particular). Algunas hipótesis de Spallanzani: a) no existe la fuerza vital (general); b) el calor destruye los microorganismos (general); c) es necesario

calentar un tiempo importante y sellar muy bien los frascos para impedir la recontaminación (particular); d) Needham utilizó procedimientos de esterilización ineficaces (particular). 3. En el capítulo 19 se cuenta el experimento histórico de Louis Pasteur quien, a mediados del siglo , echó por tierra la tesis de la generación espontánea.

Página 22 Uno de los grandes temas de la biología… Respuesta abierta.

200 µm). Para medir células, como unidad se utiliza en general el micrómetro (µm), que equivale a la millonésima parte del metro (10-6 m). También se lo llama micra o micrón. Si un organismo de un metro de largo (animal mediano) se aumenta al tamaño de un estadio de fútbol (de 100 m de diámetro), sus células también quedan 100 veces aumentadas; tendrían ahora 1.000 µm, es decir, 1 mm. Serían como la cabeza de un alfiler.

4. El tamaño celular depende del tipo de célula y, hasta cierto punto, de la especie de la que proviene. Un tamaño “típico” para organismos pluricelulares superiores podría ser el diámetro de una célula de tejido animal: entre 10 y 20 micrómetros (µm). Pero ¡cuidado!: hay células bastante más grandes que eso (en el ser humano: las neuronas, cuyos cuerpos pueden tener 100 µm y los axones, 1 m, o los óvulos,

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5. En la Sección II aparece la biología celular y miradas tales como la fisiología, la histología y la anatomía. Las Secciones III y IV se ocupan de la biología humana, desde una perspectiva anatómica, histológica y fisiológica. En la s ección IV aparecen también cuestiones de medicina y salud. La sección V introduce la genética y trata sobre las técnicas actuales de biotecnología. La sección VI está dedicada a la biología evolutiva. 6. Respuesta abierta. 7. La idea no es aplicar rigurosamente la teoría de la evolución, que recién se trata en los capítulos 19 y 20. Una respuesta “aceptable” sería de este estilo: “Según Darwin, las especies actuales (como el ser humano) provienen de especies anteriores (como los simios) y han evolucionado a partir de ellos”. Esta actividad puede usarse como rastreo de las ideas de los estudiantes: si éstas se alejan bastante de las “correctas”, se puede postergar la discusión hasta cubrir el tema de la teoría evolutiva, y allí hacer una comparación entre las ideas previas de los estudiantes y lo que la biolo gía postula. Una propuesta es pedir este ejercicio por escrito y guardarlo hasta avanzar en la programación anual. 8. a) En orden de aparición se habla de “descubrir”, “pregunta”, “experimentos”, “comprobar”, “modelo”, “in vitro”, “verificar”. b) Se dice que la ciencia “aporta” en la “lucha contra el cáncer”: parte de la ciencia se dirige a la solución de problemas concretos de la sociedad actual. Se menciona la revista Cancer Cell como una publicación científica prestigiosa: la ciencia se difunde por escrito. Se dice que el estudio fue hecho por un grupo de investigadores de diferentes instituciones: la ciencia se construye a partir de un esfuerzo colectivo. Se menciona que el doctor Rabinovich estudió en el exterior y fue becado: la ciencia es una profesión y una carrera. Se dice que el descubrimiento ha dado lugar a una patente: la ciencia genera innovaciones tecnológicas. Se habla de la posible aplicación de los descubrimientos científicos: la ciencia conduce a aplicaciones prácticas. 9. Hay algunas convenciones útiles para armar la línea de tiempo: • Comenzar por la izquierda y “avanzar” (tiempo creciente) hacia

la derecha. Si hay “puntos” antes y después de Cristo (a. C. y d. C.), habrá que poner un “origen de coordenadas” (aunque esto es relativamente incorrecto, puesto que no hubo “año 0”). a. C.

•

d. C.

1200

1300

1400

1500 d. C.

En intervalos donde “no pasa nada”, se pueden omitir espacios prolongados de tiempo indicando el “salto” con algún símbolo: 900

•

100

Usar unidades y escalas cómodas: por ejemplo, marcar sólo los inicios de siglo y separarlos por uno o dos centímetros, dependiendo del espacio disponible (esto también es relativamente incorrecto, ya que usualmente se usan los años “redondos” como 100, 200, 1900… que no son los inicios de siglo: los siglos comienzan en 101, 201, 1901, etcétera).

1100

•

100

1000

1500

1600

d. C.

Donde se “apilan” muchos personajes o eventos, hay dos formas interesantes de solucionar el problema: Sacar flechas divergentes: 1800

1900 d. C.

1898, Marie y Pierre Curie: elementos radiactivos 1896, Henri Becquerel: actividad del uranio 1895, Wilhelm Roentgen: rayos X

1 2


Hacer un zoom: 1700

1800

1900 1910

2000 d. C.

E i n s t e i n

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a) Brevemente, en la Antigua Grecia. Luego, en la ciencia médica del Renacimiento. Un poco más exhaustivamente, a partir del siglo , con especial énfasis en algunos puntos de los siglos  y xx. b) Por orden de aparición en el libro (no es el orden cronológico para la línea): Aristóteles, Paracelso, Servet, Vesalius, Paré, van Helmont, Redi, Spallanzani, Needham, Hooke, van Leeuwenhoek, Schleiden, Schwann, Watson, Crick, Wilkins, Franklin, Darwin y Mendel. c) La postulación del modelo de doble hélice, los experimentos históricos de Redi y Spallanzani, la proposición de una primera “teoría celular” por parte de Schleiden, la publicación del artículo de Mendel. d) Se podría hacer un “corte” en la línea para saltear los diez siglos de la Edad Media y hacer un zoom en algunos intervalos, como el siglo . e) Respuesta abierta. Se puede usar este libro, prestando especial atención al índice, a las figuras y a los textos de profundización. 10. a) Claudio Galeno fue un médico griego del siglo  de nuestra era. Nació en el año 131 d. C. en la ciudad de Pérgamo (actual Turquía) y murió en el 201 d. C. (ambas fechas son estimadas). b) El nombre se usa como sinónimo anticuado de “médico”. c) Hay una en la fachada de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires, en la calle Paraguay entre Uriburu y

Junín. También hay otra en los jardines del Hospital Italiano, en Gascón entre Potosí y Teniente General Juan Domingo Perón. 11. Ésta es una actividad muy abierta, con múltiples respuestas admisibles. Lo que se plantea en el ejercicio se conoce como “asunto sociocientífico”: un tema controvertido cuya solución requiere usar conocimiento científico y saberes provenientes de otras disciplinas (ciencias sociales, economía, derecho, politología) y de múltiples campos (ética, derechos humanos, religión). Por tanto, no conviene “clausurar” demasiado las respuestas sino dar a los estudiantes oportunidades para argumentar de forma fundamentada. Algunos puntos interesantes para discutir en clase alrededor del debate que se establezca: • Las “normas” éticas son contextuales: cambian en el tiempo (a lo largo de las épocas), en el espacio (entre los diferentes países) y en la cultura (las so ciedades sostienen distintos valores). Lo que nosotros hoy consideramos factible puede no ser así en otros momentos o por otros grupos. • Los actores involucrados en el debate (sociedad, Estado, cuerpo médico, familias, enfermos, empresas privadas) tienen diversas responsabilidades e intereses, no siempre declarados ni “loables”. • Hay cuestiones “supraordenadas” al debate, como los derechos humanos, el bien común, la dignidad humana, el aumento de la calidad de vida de la población, que deberían pesar en las decisiones. • Es necesario un análisis concienzudo de los riesgos y beneficios en cada caso. • Es muy importante examinar la idea de consentimiento informado (para la participación de personas en experimentación clínica). Los sujetos son voluntarios, dan su permiso por escrito, son informados con detalle de todos los procedimientos y pueden abandonar la prueba cuando lo deseen.

Capítulo 3 Un ser vivo: un sistema Página 33 1. a) Los seres vivos están formados por células, que a su vez están integradas por biomoléculas (proteínas, lípidos, glúcidos, ácidos nucleicos), sustancias inorgánicas, fundamentalmente agua. Cumplen funciones vitales: intercambian materia y energía con el entorno, transforman sustancias, crecen y se desarrollan, tienen el potencial de reproducirse, y responden a estímulos, entre otras. b) La vida, tal como se la conoce en la Tierra, depende de la existencia del agua, por eso se considera que podría ser lo mismo para otras formas de vida. El agua es el principal componente de todo ser vivo, es buen disolvente, es el medio de transporte de sustancias, y participa en reacciones químicas, entre otras funciones. c) Las sustancias orgánicas o biomoléculas que contienen carbono

son componentes fundamentales de los seres vivos; éstas son: proteínas, carbohidratos (glúcidos), lípidos, ácidos nucleicos. d) Resulta asombroso, ya que sabemos que la vida en la Tierra depende de los productores que realizan la fotosíntesis a partir de la luz como primera y única fuente de energía. Estos organismos constituyen la base de la cadena alimentaria de la que depende el resto de los seres vivos. e) Las temperaturas muy elevadas son nocivas para la vida pues afectan a los componentes celulares, entre ellos las proteínas, que se desnaturalizan (pierden su estructura y función), de modo que el organismo no puede funcionar. f) Respuesta abierta.

Página 34 ¿Cuáles son las partes que i ntegran un sistema…? Algunas de las partes serían: monitor, CPU, mouse , teclado, impresora, cables. ¿Qué sucede si una de esas partes…? Si alguna de ellas dejara de

funcionar, dependiendo de cuál se trate, el sistema informático en su totalidad se vería afectado o se vería restringida alguna de sus funciones. Por ejemplo, si la impresora deja de funcionar, no podrán


obtenerse copias en papel pero sí se podría trabajar con los archivos. En cambio, si es la CPU la que deja de funcionar, nada podrá hacerse. De acuerdo con lo que estudiaste en años anteriores… Sí, la célula

puede definirse como un sistema, ya que está integrada por componentes (organelas, moléculas, átomos) organizados que interactúan entre sí y dependen unos de otros para el funcionamiento de la célula.

Página 35 2. a) Las plantas, como otros organismos que realizan fotosíntesis, incorporan del ambiente dióxido de carbono, agua y sales minerales, que emplean en la fotosíntesis, y también aire que utilizan en el proceso respiratorio. Los animales incorporan alimentos (que contienen moléculas orgánicas, agua, vitaminas, minerales) y aire, que interviene en el proceso respiratorio. b) Las plantas y otros organismos que realizan fotosíntesis incorporan energía lumínica. Los animales obtienen energía química alma-

cenada en las uniones químicas de las sustancias que ingieren. c) Un ejemplo de transformación sería la degradación de proteínas en aminoácidos, o la síntesis de proteínas a partir de la unión de aminoácidos. d) Por ejemplo, la fotosíntesis consume dióxido de carbono y provee de oxígeno al ambiente (aire o agua). También hay ejemplos negativos, como la actividad industrial humana que contamina el ambiente.

Página 37 3. a) El entorno celular con el cual el paramecio intercambia materia y energía es el agua en donde vive. El entorno celular de un glóbulo rojo es el plasma sanguíneo (agua, sales minerales, nutrientes, gases). El entorno celular de una bacteria podría ser el agua, o el aire, o incluso la sangre si se tratara de una bacteria que infecta a un individuo. b) La reproducción no se considera una función vital, como la respiración o la alimentación, ya que un organismo puede continuar su vida y cumplir con las otras funciones vitales sin reproducirse. Sin embargo, la reproducción se considera una función vital para la especie

porque si los organismos no se reproducen la especie puede correr el riesgo de extinguirse (sobre todo en especies que tienen poblaciones reducidas). c) El mimetismo con el ambiente es una característica que ofrece una ventaja adaptativa a los organismos, ya que les permite pasar desapercibidos y protegerse de los predadores. Esta característica que apareció en algunos organismos favoreció su supervivencia, su reproducción y la transmisión a futuras generaciones.

Página 38 ¿Cuáles son los componentes...? El aire inhalado está formado fun-

¿Qué podrías concluir...? Se puede concluir que el tipo de elemen-

damentalmente por los gases nitrógeno (N2), oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O), argón (Ar) y otros gases en menor proporción. ¿Qué elementos químicos...? Los principales elementos químicos que forman el aire son nitrógeno, carbono, oxígeno e hidrógeno. Analizá el cuadro... Los principales elementos son carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

tos que forman el cuerpo humano y el aire es similar. 4. a) Nivel molecular. b) Nivel celular. c) Ser humano: organismo complejo; proteína: nivel molecular; elemento carbono: nivel atómico; corazón: nivel de órganos; ribosoma: nivel molecular (organela), bacteria: nivel celular. d) Población, comunidad, ecosistema.

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5. Irritabilidad; homeostasis (en este caso, la temperatura); crecimiento y desarrollo; reproducción (en este caso, asexual); intercambio de materia y energía; adaptación al ambiente; adaptación al ambiente y homeostasis; reproducción; formada por células. 6. La respuesta es abierta, pero los alumnos deben respetar la consigna en cuanto a la extensión del texto y a la relación entre los conceptos. De esta forma se puede evaluar la comprensión de los conceptos y la capacidad de expresarlo de manera clara y concisa. 7. a) Falso. Obtienen otra forma de energía (química) a partir de compuestos químicos que despiden las chimeneas en la profundidad del mar. b) Verdadero. A pesar de que uno es unicelular y el otro pluricelular, ambos son organismos. Pero si se tienen en cuenta los organismos complejos (formados a partir de la organización de sistemas de órganos), entonces la bacteria se incluiría en el nivel “célula” y el ser humano en el nivel “organismo complejo”. c) Verdadero. Los carnívoros se alimentan de otros organismos que, a su vez, se alimentan de vegetales. Los organismos autótrofos son los productores de materia orgánica de la que dependen todos los seres vivos.

d) Falso. Los seres vivos necesitan incorporar sustancias siempre, para renovar y reparar células, y como fuente de energía química contenida en los enlaces químicos de esas sustancias. e) Falso. Los organismos autótrofos fabrican sus propias sustancias orgánicas a partir de sustancias simples (dióxido de carbono, agua, minerales) que incorporan del entorno. f) Falso. El oxígeno gaseoso es un desecho de la fotosíntesis que se elimina y es incorporado durante la respiración por todos los organismos aerobios. g) Verdadero. La hipertensión indica que el organismo no mantiene estable la presión arterial, en los valores normales, y esto puede afectar el funcionamiento del organismo. Por esto los especialistas recomiendan controlar la presión arterial. h) Falso. La reproducción es una capacidad de los seres vivos pero no es una función vital. Un organismo puede no reproducirse y sin embargo no se ve alterada su condición de ser vivo. i) Falso. Una célula de un organismo pluricelular tiene vida pero no es un ser vivo en sí mismo. Es decir, cumple con las funciones vitales pero no tiene vida independiente y depende del resto de las células para el funcionamiento integral del organismo.

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j) Verdadero. Un ser vivo y el aire están constituidos por algunos elementos químicos similares (C, O, N, H). La diferencia entre ellos es el nivel de organización que alcanza la materia. k) Verdadero. En cada nuevo nivel de organización aparecen características nuevas. Por ejemplo, el oxígeno y el hidrógeno forman sustancias gaseosas, diferentes de las propiedades del agua que surge de la combinación de átomos de hidrógeno y de oxígeno. 8. a) La inclusión de los virus en el grupo de los seres vivos está en discusión. Hay quienes consideran que no son seres vivos y hay quienes creen que por ser inertes fuera del hospedero y vivos en su interior (donde pueden reproducirse a expensas del hospedero), están en el umbral o límite de la vida . b) Del nivel más simple al más complejo se ordenarían así: Moléculas: proteínas, enzimas, ácido nucleico, ADN, ARN. Organelas: ribosomas. Límite entre no vivo y vivo (supramolecular) : virus. Células: células (eucariotas y procariotas). Organismos: seres vivos. 9. a) El estómago degrada los componentes de los alimentos y aporta nutrientes que llegan a través del intestino a la sangre. El corazón es el encargado de bombear la sangre que transporta esos nutrientes a todas las células, incluso a las mismas células del corazón y del estómago, que deben obtener materia y energía. b) El cerebro procesa información nerviosa que recibe de distintas partes del cuerpo (entre ellas, de los músculos). Ante esta informa-

ción, el cerebro emite una respuesta que activa diferentes órganos, como pueden ser los músculos. Por ejemplo, si los músculos de las piernas se agotan al hacer actividad física, envían información al cerebro, que la procesa y emite una respuesta de manera que la persona deja de correr y descansa. c) Los órganos de los sentidos (tacto, visión, oído, gusto, olfato) captan estímulos del entorno. d) Los componentes del sistema nervioso y del sistema endocrino. 10. a) El esquema representa el ciclo de la materia y el flujo de la energía en una cadena trófica de un ecosistema. Un epígrafe posible: En el esquema se encuentran representadas las relaciones que se establecen entre los seres vivos en cuanto a la transferencia de materia y energía. b) Celeste: energía química; rojo: energía calórica (calor). c) De los productores a los consumidores y a los descomponedores se transfiere materia orgánica; los descomponedores aportan materia inorgánica a los productores. d) No se agota porque existe una fuente constante de energía, que es el Sol. 11. La red conceptual depende del criterio de los alumnos guiados por el docente. La frase es correcta pero está incompleta, deben agregarse los factores abióticos y, sobre todo, la interacción que se da entre ellos. Pueden extraerse las siguientes ideas: transformación de materia y energía, el concepto de homeostasis, el concepto de que los seres vivos son sistemas abiertos. El concepto de célula puede incluirse con el de los seres vivos, ya que éstos se hallan formados por células.

Capítulo 4 Composición química de los seres vivos Página 43 1. a) Porque aquello que llamaban “elemento” en la Antigüedad no es lo que se entiende hoy por elemento en el lenguaje de las ciencias naturales. En este contexto se hace referencia al elemento como elemento químico, es decir, a un tipo de sustancia formada por átomos con el mismo número de protones en el núcleo. b) Los principales componentes de los seres vivos, además de los ácidos nucleicos (ADN y ARN), son las proteínas, los lípidos, los hidratos de carbono, las vitaminas, el agua y las sales minerales.

c) A pesar de que parecen ser tan diferentes, los seres vivos tienen un ADN similar, así como el resto de los componentes químicos. El código genético universal, que comparten todos los seres vivos, permite transferir información genética. d) En los últimos cincuenta años, los avances científicos fueron muy veloces. Conocer la estructura del ADN y su función, y el desarrollo de tecnología y métodos avanzados y de gran precisión, favorecieron estos desarrollos y sus aplicaciones en distintos aspectos de la vida cotidiana (agricultura, salud, alimentación, industrias).

Página 44 2. a) Las galletitas contienen en su mayoría productos de origen vegetal (harina de trigo, aceite de girasol, centeno, etc.). La leche y el yogur son productos derivados de la leche vacuna, es decir que son de origen animal. b) Los componentes en mayor proporción son carbohidratos, lípidos (grasas o aceites) y proteínas, en diferente proporción según el tipo de alimento. También aportan agua y ADN (en poca cantidad que no aparece en su composición) así como otros metabolitos en poca cantidad. En menor proporción se encuentran las vitaminas y los minerales. c) La fibra alimentaria es un conjunto de moléculas complejas que se incluyen en el grupo de los carbohidratos, y proviene de los vegetales (cereales, legumbres, frutas, verduras). Constituye la pared de la célula vegetal.

d) El colesterol es un tipo de lípido, que se fabrica en su mayor parte en el organismo humano y es necesario para las células. Sin embargo, un consumo excesivo puede causar su acumulación y afectar el sistema cardiovascular. Por eso, al mencionarlo por separado se busca destacar su ausencia y, por lo tanto, los beneficios del alimento. De todas maneras, la información es engañosa, ya que los alimentos de origen vegetal no contienen colesterol. e) El valor energético se refiere a la cantidad de energía (medida en kilocalorías) que el organismo podría obtener de ese alimento si se degradara totalmente en las células, en el proceso de respiración celular. f) Además de aportar energía, los alimentos proporcionan materia, es decir, los componentes que constituyen el material de construcción del organismo.


g) El principal componente que no aparece es el agua, cuya proporción varía según el tipo de alimento. Si se hace el cálculo, será mayor en la leche que en las galletitas. Otros componentes que se encuentran en los alimentos y no aparecen son los ácidos nucleicos (fundamentalmente ADN), que se hallan en proporciones mínimas.

h) Estos alimentos resultan nutritivos (aportan materia y energía) al cuerpo humano, ya que están formados por los mismos componentes. Es decir que el cuerpo humano también contiene proteínas, lípidos, carbohidratos, agua, vitaminas y minerales. Los diversos componentes se requieren en diferentes proporciones.

Página 46 3. a) La homeostasis se refiere al mantenimiento de las condiciones internas del organismo de manera estable. Por ejemplo, la temperatura, la presión, la concentración de sales, de nutrientes, de oxígeno, de dióxido de carbono, y también el contenido de agua, entre otras. b) Nuestro cuerpo pierde agua diariamente a través de los pulmones

y de la piel (como vapor de agua), en la materia fecal, en el sudor y, la mayor parte, a través de la orina. Para compensar estas pérdidas diarias incorporamos agua en los alimentos, en las bebidas, y una pequeña proporción se obtiene en las células como resultado de las reacciones químicas que se producen allí.

Página 47 4. Si bien las vitaminas no tienen una función constructiva, son esenciales en pequeñas cantidades para regular la actividad de enzimas que intervienen en procesos variados, entre ellos el cre-

cimiento. Una dieta variada puede proveer la cantidad de vitaminas que requiere el organismo.

Página 49 5. a) Al hablar de aminoácidos, de polipéptidos y de proteínas se hace referencia a las moléculas. Los aminoácidos son moléculas que al unirse integran un polipéptido, una molécula más grande y comple ja. A su vez, una proteína es una molécula polipeptídica que tiene una función especial que puede cumplir a partir de su estructura espacial. b) Los aminoácidos provienen de los alimentos, más específicamente de la degradación de las proteínas que componen los alimentos.

También en el organismo se pueden fabricar algunos aminoácidos. Aquellos que sólo provienen de la dieta se denominan “aminoácidos esenciales”. c) Las proteínas son polipéptidos que tienen la disposición espacial necesaria para cumplir su función. En cambio, un polipéptido es una cadena formada a partir de aminoácidos que no siempre es una proteína. Sólo será una proteína cuando alcance la estructura espacial que requiera para funcionar.

Página 51 Escribí en tu carpeta la secuencia de ADN…

¿Cuáles son las tres diferencias…? 1) En el ARN se encuentra la

TGCAAATTGCTGTTCATAATTCTGTTCATAATT No existe otra posibilidad, ya que la secuencia es complementaria a la hebra que sirve de molde. Si se formara otra hebra diferente, sería a causa de una mutación.

base uracilo en lugar de timina; 2) el azúcar del ARN es la ribosa, y la del ADN, la desoxirribosa; 3) el ARN es una cadena simple, y el ADN está constituido por dos hebras complementarias.

Página 53 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


6. Los lípidos son esenciales. Pero la “mala prensa” se debe a que algunos lípidos, como las grasas y el colesterol, cuando se encuentran en exceso en el organismo animal pueden acumularse

y provocar alteraciones en la salud (obesidad y trastornos cardiovasculares, entre otros).

Páginas 54-55 7. a) Se compara la composición química de biomoléculas en tres tipos de organismos, dos animales (mamífero, representado por el ser humano, y pez) y un vegetal. b) El total de biomoléculas, que sería el peso total del organismo. c) El vegetal tiene mayor porcentaje de agua y de minerales en relación con su peso. d) En los animales es el glucógeno y en los vegetales, el almidón. e) Todos tienen fosfolípidos en la membrana celular. El vegetal no contiene colesterol y tiene aceites. Los animales tienen grasas y colesterol. f) Convendría consumir productos derivados de animales, ya que su contenido de proteínas, en comparación con los vegetales, es mayor. g) La dieta humana está constituida por alimentos que tienen una composición similar a la del propio organismo, en cuanto al tipo de productos. Para lograr la cantidad requerida de cada

uno es preciso hacer una dieta variada, que incluya productos animales y vegetales. 8. El ADN es la biomolécula que contiene la información para la fabricación de proteínas. Estas proteínas determinan la fabricación de los otros tipos de biomoléculas y las características y funciones del organismo. El ADN, a su vez, se replica y así se transmite de una célula a otra cuando se produce la división celular. Esta función incluye la transmisión del material genético a la siguiente generación durante la reproducción a través de las células sexuales. 9. El hierro es un componente de la molécula de hemoglobina, la principal proteína de los glóbulos rojos, responsable del transporte de oxígeno en la sangre. La escasez de hemoglobina provoca una disminución en la cantidad de glóbulos rojos, disminuye la cantidad de oxígeno transportado a las células y, por lo tanto, la energía obtenida en la respiración celular (que requiere del oxígeno).

5 2


10. Elementos que los forman

Principal función en los organismos

Glúcidos

C, H, O también N y S

Reserva de energía, estructural

Proteínas

C, H, O, N, S

Estructural, enzimática, hormonal, defensa, transporte

Lípidos

C, H, O, N, P

Ácidos nucleicos

C, H, O, P, N

Reserva energética, estructural, regulación, protección Información genética

Ejemplos Glucosa, almidón, celulosa, glucógeno Hemoglobina, colágeno, miosina, insulina Grasas, aceites, colesterol

ADN, ARN

11. Algunas proteínas del cuerpo humano 6 2

Función

Ejemplo

Ubicación

Estructural

Colágeno

Piel, huesos, dientes, ligamentos

Transporte

Hemoglobina

Glóbulos rojos de la sangre

Enzimática

Amilasa

Saliva, intestino delgado

Contráctil

Miosina

Músculos

Regula dora

Insulin a (hormona)

Se produce en el páncreas; circula en la sangre

Defensa

Anticuerpos

Sangre y linfa

Reserva

Ovoalbúmina

En el huevo para desarrollo del embrión

12. Para completar el cuadro 4-4: tubos 1 y 2: azul; tubos 3 y 4: ro jiza. a) El tubo 1 es el “testigo o control” que muestra el color del reactivo, y con el cual se puede comparar el resto de los tubos para reconocer el cambio en la coloración ante la presencia de las proteínas. b) Los tubos 3 y 4 muestran la presencia de proteínas. Se puede determinar a partir del cambio en la coloración del reactivo que, comparado con el tubo control (1), da cuenta de la presencia de proteínas. c) El resultado del tubo 2 se explica ya que el almidón es un glúcido y no reacciona con este reactivo (que reconoce proteínas). 13. Para completar el cuadro 4-5: tubos 1, 3 y 4: celeste; tubo 2: anaranjado; tubos 5, 6 y 8: caramelo; tubo 7: azul intenso. a) Los tubos 1 y 5 son tubos “control o testigo” que muestran el color del reactivo, con los cuales se puede comparar el resto de los tubos para reconocer el cambio en la coloración ante la presencia de la glucosa (tubo testigo 1) o del almidón (tubo testigo 5). b) Sí, en ambos casos hay glucosa pero esta sustancia sólo reacciona con el reactivo Fehling y no lo hace con el Lugol. c) La glucosa es un monosacárido y el almidón es un polisacárido formado a partir de la unión de cientos de unidades de glucosa. d) Se debería dividir la muestra en dos partes. Una de ellas se hace reaccionar con el reactivo Fehling, que permitiría reconocer las unidades de glucosa que resultan de la degradación del almidón. La otra parte de la muestra debería colocarse en presencia de Lugol para determinar la presencia de almidón. e) Ninguno de estos indicadores reaccionó ya que reconocen glúcidos, y la clara del huevo está formada por proteínas (albúmina). Para detectarlas se debería usar el reactivo Biuret.

Capítulo 5 Estructura y metabolismo celular Página 57 1. a) Las levaduras y los músculos están formados por células. Las levaduras son organismos unicelulares; las células musculares forman parte de un organismo pluricelular. b) Las células intercambian sustancias y materia con el entorno, se alimentan, fabrican nuevas sustancias, se dividen, transforman sustancias y energía; esto les permite mantener sus condiciones estables (homeostasis), etcétera. c) La fermentación es una función vital para los microorganismos anaerobios ya que es el proceso mediante el cual obtienen la energía necesaria para cumplir con todas sus actividades.

d) En la mayoría de los seres vivos es la respiración celular. e) En aquellos casos, las levaduras que participaron provenían del aire. En la actualidad las levaduras que se emplean en la industria se cultivan en laboratorios y se emplean métodos de conservación, de manera que se pueden comprar en comercios. f) El término “metabolismo” se suele emplear en relación con la alimentación y el peso. En biología , el significado es diferente (ver la página 60).

Página 58 Justificá esta afirmación y aportá ejemplos… Las células presentan

diferencias en su forma y en algunos componentes. Sin embargo, todas realizan las mismas funciones vitales. Por ejemplo: se nutren, se dividen, intercambian sustancias con el exterior y transforman la materia y la energía.

2. Las células vegetales tienen cloroplastos, vacuolas y pared celular, que cumplen funciones particulares en organismos autótrofos y fotosintetizadores. El resto de los componentes es similar en ambos tipos de células.


Parte de la célula Membrana celular Membrana nuclear

Célula animal Sí

Célula vegetal Sí

Sí

Sí

Pared celular

No

Sí

Ribosomas

Sí

Sí

Mitocondrias Cloroplastos

Sí No

Sí Sí

Vacuola

No

Sí

REL y REL, complejo de Golgi

Sí

Sí

Página 61 b) En este caso la afirmación es incorrecta, ya que las enzimas digestivas tienen la función de degradar los componentes de los alimentos que ingresan en el sistema digestivo, es decir, reacciones catabólicas.

A partir de lo que ya estudiaste… Respuesta abierta.

3. a) En el recipiente de vidrio no habrían estado las enzimas necesarias para la coagulación de las proteínas de la leche, y entonces no se habría formado el queso.

Página 62 Observá las figuras de la página 59. ¿Dónde hay membranas?...

Las membranas rodean al núcleo tanto de la célula animal como vegetal (se trata de una membrana doble, conocida también como envoltura nuclear o carioteca). Además, hay una membrana rodeando el citoplasma (la membrana plasmática), a través de la cual las cé-

lulas intercambian materia con el medio; para que esto suceda debe ser permeable, aunque esta permeabilidad es selectiva. También las organelas son compartimientos separados del citoplasma por membranas, sean simples o dobles.

Página 63 Volvé a observar la estructura… Existen diferentes mecanismos

de transporte, los cuales dependerán del tipo de sustancia que se transportará (características químicas y tamaño molecular). Si las moléculas son simples y apolares, como el oxígeno, atraviesan la

membrana por simple difusión. Las sustancias que sean solubles en lípidos, como las vitaminas liposolubles, atravesarán la membrana por la parte lipídica, por difusión. Explicá con tus palabras... Respuesta abierta.

Página 64

3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f

4. Verdadera. La solución que está más concentrada (de la cual no pueden “irse” moléculas de soluto ya que no pueden atravesar la membrana), recibirá las moléculas de agua hasta que la solución se diluya e iguale en su concentración a la otra solución, que inicialmente era hipertónica.


5.

Difusión Difusión Transporte Mediado simple facilitada activo por vesículas Oxígeno a favor del gradiente Glucosa en contra del gradiente Ion sodio a favor del gradiente Insulina a la sangre Agua en contra del gradiente Microbio atrapado por glóbulos blancos

X X X X X X

Página 65 Observá la figura 5-13… Sí. La principal diferencia entre ambas

es la “fabricación” de biomoléculas por parte de la célula autótrofa, mientras que en la célula heterótrofa, las biomoléculas se incorporan “ya elaboradas”. Comer es una forma de alimentarse… Las plantas incorporan materia inorgánica que luego transforman en materia orgánica por medio del proceso de fotosíntesis. La energía se obtiene a través de

las reacciones catabólicas exergónicas (respiración celular, fermentación). 6. Es así, ya que incorporamos energía química cuando comemos vegetales, la cual es producto de la transformación de la energía solar que se lleva a cabo durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.

7 2


Página 66 7. En los tres casos las células se encuentran en condiciones anaerobias. En esas condiciones, la fermentación es el proceso que

permite obtener la energía que el organismo requiere para sus funciones.

Páginas 68-69 8. La respuesta es abierta, pero los alumnos deben respetar la consigna en cuanto a la extensión del texto y la relación entre los conceptos. De esta forma se puede evaluar la comprensión de los conceptos y la capacidad de expresarlo de manera clara y concisa. Por ejemplo: El metabolismo involucra todas las reacciones químicas que ocurren en el organismo, esto es, las reacciones de síntesis o anabólicas y las reacciones de degradación o catabólicas. En cada una de estas reacciones participan enzimas , que son un tipo particular de proteínas cuya función es catalizar, o acelerar, las reacciones químicas. Así, las reacciones del metabolismo ocurren a un ritmo que es compatible con la vida. 8 2

9. a) El entorno es el espacio extracelular entre las células que componen el organismo pluricelular. b) El oxígeno va a ingresar en la célula a favor del gradiente de concentración por el mecanismo de difusión simple. c) El dióxido de carbono va a salir de la célula a favor del gradiente de concentración por el mecanismo de difusión simple. d) El oxígeno se consume en el proceso de respiración celular. e) El dióxido de carbono se origina en el proceso de respiración celular. f) El agente extraño entraría por un mecanismo de endocitosis. 10. El primer caso es el estado normal de los glóbulos rojos, cuando se encuentran en un medio isotónico (igual concentración de solutos a ambos lados de la membrana celular). En el segundo caso, en un medio hipotónico, la concentración de solutos es mayor dentro de la célula, y a causa de esto el agua ingresa mediante el mecanismo de ósmosis, por lo que la célula se hincha (turgencia). En el tercer caso, la célula está expuesta a un medio hipertónico, es decir, más concentrado fuera que dentro de la célula, y a raíz de esto el agua sale y la célula se contrae (plasmólisis). 11. Parte de la célula Membrana celular Membrana nuclear Pared celular Ribosomas Mitocondrias Cloroplastos Vacuola REL y RER, complejo de Golgi

Sí

Eucariota animal Sí

Eucariota vegetal Sí

No

Sí

Sí

Algunos tipos Sí No No No

No Sí Sí No No

Sí Sí Sí Sí Sí

No

Sí

Sí

Procariota

12. a) Las levaduras hacen levar la masa y por eso ésta es más esponjosa. b) Las levaduras se alimentan de los carbohidratos de la harina y obtienen de ellos energía mediante el proceso de fermentación.

c) Las levaduras, como son organismos vivos, requieren determinadas condiciones para vivir. A temperaturas cálidas realizan mejor la fermentación y otras funciones. d) Los agujeritos del pan son vestigios de las burbujas de dióxido de carbono que se produjeron durante la fermentación y quedaron atrapadas dentro de la masa. e) El alcohol se evapora durante la cocción del pan. f) Durante la cocción las levaduras mueren. Sin embargo, en otros productos, como los lácteos, las bacterias lácticas quedan vivas y se incorporan con el alimento. 13. a) La ecuación representa el proceso de respiración celular. b) Este proceso ocurre en todos los organismos aerobios, en todas sus células, y dentro de ellas en las mitocondrias. c) Los organismos autótrofos obtienen la glucosa mediante la fotosíntesis, mientras que los heterótrofos la obtienen a través de la ingesta de productos derivados de otros organismos. d) Tanto los heterótrofos como los autótrofos obtienen el oxígeno de muy variadas maneras, pero siempre del entorno (agua, aire) mediante el proceso de respiración (intercambio de gases con el medio). e) La energía que aparece como producto es la que se libera al degradar la glucosa. 14. a) La pasteurización consiste en subir la temperatura de la leche y mantenerla durante un tiempo, y luego enfriarla rápidamente. El objetivo es eliminar microorganismos que podrían ser patógenos. Se pueden distinguir dos tipos de pasteurización para la quesería: 1) lenta, que consiste en llevar la temperatura a 60 ºC, mantenerla durante media hora y luego enfriarla inmediatamente; 2) rápida, que consiste en subir la temperatura a 70 ºC, dejarla 1 minuto y enfriarla enseguida. b) Porque el proceso de pasteurización garantiza que se han eliminado los gérmenes dañinos para la salud. c) Este tipo de bacterias realiza el proceso de fermentación láctica, por el cual producen ácido láctico que baja el pH de la leche (aumenta su acidez). Este efecto es importante para la producción de queso, ya que ayuda a crear un ambiente ligeramente ácido en el cual coagulan (precipitan) las proteínas de la leche. d) En esos grados trabajan correctamente las bacterias. La temperatura está relacionada con el tiempo: a mayor temperatura (dentro de los límites establecidos), menor es el tiempo que se necesita para el proceso de elaboración, y a menor temperatura se necesita mayor tiempo para la elaboración. e) El ácido láctico le confiere a la leche fermentada ese sabor ligeramente acidulado. f) Podría ser que se le haya agregado demasiado fermento iniciador (bacterias lácticas), que producen demasiado ácido. En tal caso habría que tratar de reducir la cantidad de fermento.


Capítulo 6 De la célula al organismo complejo Página 71 1. a) Neuronas, glóbulos rojos, células epidérmicas (capa externa de la piel), hepatocitos, células óseas, células musculares, células cardíacas, espermatozoides, óvulos, etcétera. b) Básicamente se diferencian en su estructura (forma y contenido celular) y en su función. c) Las células forman tejidos, que se organizan en órganos que, a su vez, forman sistemas de órganos. La ventaja es la división de tareas, lo que haría más eficiente el trabajo del sistema completo.

d) En un caso son componentes mecánicos, no biológicos, mientras que en el otro caso son células y podrían funcionar y ser controladas como el resto de las células. e) La principal ventaja es que se evitarían las complicaciones causadas por la falta de órganos para trasplantes y los problemas de rechazo inmunológico del órgano. f) Las primeras células, las que forman las primeras etapas embrionarias.

Página 72 A partir de lo que estudiaste en el capítulo… Respuesta abierta.

Página 74 2. Tejido dérmico: 1 y 5; tejido fundamental: 4; tejido vascular : 2 y 3

9 2

Página 75 3. Los ejemplos que se pueden dar son variados y van desde casos que afectan la supervivencia del organismo, como una alteración cardíaca o una deficiencia pulmonar, hasta casos más simples, como un problema estomacal o una fractura en una pierna, que

influyen en el desempeño cotidiano por poco tiempo. En cualquiera de los ejemplos es importante remarcar que una alteración en un componente del sistema afecta a todas las demás partes que interactúan y actúan coordinadamente con él.

Páginas 76-77

3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


4. a) 1 , átomos; 2 , moléculas; 3 , célula; 4 , tejido; 5 , órgano; 6 , sistema de órganos; 7 , organismo complejo. b) Es una célula ósea u osteocito. c) La estructura representada en el nivel 5 es un hueso largo que tiene la función de dar sostén al cuerpo. d) Es el esqueleto, que forma el sistema óseo. 5. a) La ilustración de la izquierda representa un organismo o un sistema pluricelular, y la estructura de la derecha representa un organismo unicelular. b) Las sustancias que ingresan y salen dan cuenta de la función de nutrición, ya que están implicados los alimentos, los gases (el oxígeno y el dióxido de carbono), los desechos metabólicos y el transporte de sustancias entre el interior y el exterior del sistema. c) El transporte de sustancias podría ser poco eficiente, porque las células que se encuentran en el interior no tienen un contacto directo con el exterior y, por lo tanto, el intercambio de sustancias sería lento. d) La única célula que forma el organismo está en contacto con el entorno, y por eso el intercambio de materia y energía con el ambiente es directo. e) La diferenciación celular y la especialización son procesos que ofrecen una ventaja adaptativa a los organismos pluricelulares, ya que permiten un funcionamiento eficiente de todas sus células. f) Intervienen los sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. 6. Radio, cúbito y húmero : tejido conectivo óseo. Músculos : tejido muscular esquelético. Cartílago: tejido conectivo cartilaginoso. 7. Se presenta una red conceptual posible.

CÉLULAS

que tienen núcleo se llaman

proceso por el cual se especializan las

EUCARIOTAS son un tipo de

DIFERENCIACIÓN

se organizan en

NEURONAS

TEJIDOS constituyen el cerebro, que es un

es un tipo de pueden desarrollar diferentes tipos de

SANGRE CÉLULAS MADRE son componentes de la

ÓRGANO se organizan y forman

SISTEMAS son componentes de un

GLÓBULOS ROJOS

ORGANISMO COMPLEJO

8. a) La investigación en células madre aún se encuentra en una etapa temprana, falta mucho para llegar a la ingeniería de órganos. b) Reconstruir tejidos más complejos e incluso órganos o algu-


0 3

nas de sus partes, con plena funcionalidad, con su vasculatura y su inervación. Por ejemplo, prótesis óseas biológicas a base de combinaciones de células, sustancias bioactivas y matrices tridimensionales de soporte que imitan el hueso natural. c) Uno de los puntos clave es lograr estructuras organizadas tridimensionalmente, en las que las células adquieran posiciones adecuadas para comunicarse entre sí y con otras partes del organismo. d) A diferencia de las prótesis óseas biológicas que se espera desarrollar, los órganos biónicos son artificiales y mecánicos, no están formados por células, o sea que no están biológicamente relacionados con otros órganos, no están controlados y dirigidos por el propio sistema nervioso, y tampoco llegan a ellos l os vasos sanguíneos. e) Ha habido, entre otros, avances hacia algo parecido a un hígado artificial. f) Respuesta abierta. 9. a) Contiene las estructuras reproductivas y participa en el proceso de reproducción sexual. b) Las estructuras reproductivas masculinas se llamanestambres. Puede haber más de un estambre por flor y en conjunto se llaman androceo. Cada estambre está formado por una antera , donde se producen los granos de polen, y un filamento de sostén. Los carpelos son las estructuras reproductivas femeninas y en conjunto forman el gineceo. Cada carpelo está compuesto por un extremo superior pegajoso, llamado estigma , una base ensanchada, el ovario , y un conducto que comunica a ambos, el estilo. Las estructuras más externas de la flor son los sépalos

(en conjunto forman el cáliz) que cierran y protegen la flor en desarrollo. Los pétalos (en conjunto forman la corola) tienen colores llamativos que atraen insectos y animales que acuden a ellos por sus reservas de alimento, y en esta acción transportan el polen de una flor a otra. c) La planta vería dificultada su reproducción y, por lo tanto, la continuidad de la especie. d) Las raíces incorporan el agua y las sales que se utilizarán en la fabricación de sustancias que aportan el material de construcción de las estructuras de la planta (entre ellas, las flores), y la energía que los órganos necesitan para sus actividades. e) La diferencia se debe a que cada tipo de célula se especializó en una función particular y tiene una estructura acorde con esa función. La diferenciación ocurre cuando parte del material genético se “silencia” y la región del ADN que confiere estas características particulares queda activa. 10. La solución salina provoca la salida del agua por ósmosis de las células de guarda de los estomas. Como resultado de esta pérdida de turgencia, los estomas se cierran y evitan la pérdida de más agua de la planta. Al sacar la solución salina y colocar los estomas en un medio hipotónico, el agua tiende a entrar por ósmosis en las células de los estomas, por lo cual recuperan la turgencia y se abren. Podría pensarse que cuando las células oclusivas absorben agua, se hinchan y por lo tanto el estoma se cierra. Pero esto no ocurre porque la pared celular es más gruesa en el lado que da hacia el poro. Cuando se produce la entrada de agua en las células, las paredes delgadas se estiran más que las gruesas; las células adoptan una forma cóncava y se abre el estoma.

Capítulo 7 La digestión Página 85 1. a) La vieja pirámide no hace referencia a la importancia del ejercicio físico y propone reducir considerablemente la ingesta de lípidos y aumentar la de hidratos de carbono. La nueva pirámide propone consumir “lípidos sanos” como los omega 3, e hidratos de carbono no refinados, como los de los cereales o el arroz integral. b) El chorro de agua indica que además debe incluirse dentro de la dieta una buena cantidad de este líquido (alrededor de 1,5 l por día), para una buena hidratación y un buen balance electrolítico; es importante, asimismo, utilizarla para preparar los alimentos. c) La importancia de los lácteos reside en su contenido de calcio, mineral necesario para el crecimiento y fortalecimiento del sistema óseo. d) El consumo de lípidos excesivo, fundamentalmente de los satu-

rados, trae aparejado el riesgo de padecer obesidad y enfermedades cardiovasculares. e) Las frutas y verduras son fuente primordial de agua, minerales y vitaminas. f) Las Guías Alimentarias para la Población Argentina, a diferencia de la nueva pirámide alimentaria, hacen referencia a la importancia de ingerir una buena cantidad de agua potable por día. Además, destacan la importancia de dedicar tiempo a la comida como un momento de reunión familiar, y se adaptan a las necesidades de la población argentina. g) Una alimentación sana es sinónimo de una alimentación inteligente. Debe ser variada y equilibrada en cantidad y calidad de nutrientes.

Página 86 2.

Nutrientes Hidratos de carbono Proteínas

Ácidos nucleicos

Alimentos en los que se encuentran Cereales, frutas, verduras, lácteos Carne, pescado, huevos, lácteos, porotos, trigo, maíz, soja Alimentos de origen animal (grasas) Alimentos de origen vegetal, como, por ejemplo, semillas y frutos secos (aceites) Alimentos de origen animal y ve getal

Proveen los nucleótidos para la síntesis de nuestro ADN

Vitaminas

Frutas, verduras, carnes y huevos

Depende de la vitamina

Minerales

Lácteos, verduras, pescados y frutas secas

Depende del mineral

Agua

Alimentos de origen animal y ve getal

Es el medio donde se realizan todas las reacciones metabólicas

Lípidos

Función Energética y estructural Reguladora y estructural o constructiva Energética, estructural, reguladora y protectora


Página 88 ¿Qué tipo de digestión...? Los dientes participan activamente de la di-

gestión mecánica, y la saliva, de ambas: la digestión mecánica porque humedecen el alimento y facilitan su fragmentación, y la digestión química porque contiene enzimas. 3. a) El cubo grande representa un bocado de alimento entero, mientras que los cubos más pequeños representan los fragmentos obtenidos después de la masticación y salivación. b) Los cubos más coloreados son los pequeños. c) Volumen del cubo entero = 8 cm3 (V = a3); superficie exterior = 24 cm2 (S = 6 x a 2) .

d) Volumen total de 8 cubos de 1 cm de lado = 8 cm3. Superficie total = 48 cm2. e) La relación superficie/volumen en el cubo entero es de 3, y en el total de ocho cubos es de 6. Es decir que en los cubos partidos la superficie se duplicó. f) El líquido coloreado representa la saliva que contiene las enzimas digestivas. La mayor coloración de los cubos pequeños permite demostrar cómo se realiza de manera más eficiente la digestión química cuando el alimento está fragmentado, ya que aumenta la superficie de contacto entre las enzimas de la saliva y el alimento.

Página 89 4. a) Tubo 1: el alimento se convierte en una pasta semilíquida. La clara de huevo contiene una proteína (albúmina) que es degradada por acción de la enzima pepsina. Tubo 2: el alimento permanece inalterable. En ausencia de enzimas las proteínas no se degradan. Tubo 3: el alimento se convierte en una pasta semilíquida aún mayor que en el tubo 1. El vinagre es un ácido (ácido acético) que favorece la acción de la pepsina. Tubo 4: no cumple ninguna función. La idea es destacar que la muestra testigo es la del tubo N° 2.

Página 90 5. La papa contiene almidón, que será degradado por la amilasa pancreática. El pescado contiene proteínas que serán transfor-

b) El tubo 3 está simulando la digestión gástrica, mediante la acción de la pepsina y del vinagre, que aporta un medio ácido (en el estómago esta función la cumple el ácido clorhídrico). c) No ocurriría la degradación, ya que ésta se da por acción de las enzimas; el ácido ayuda en este proceso. d) Como producto de la degradación de proteínas se obtienen aminoácidos. e) Las enzimas actúan en un nivel óptimo a determinadas temperaturas, en este caso a 36 ºC, similar a la temperatura corporal humana. A 10 ºC, la enzima pepsina no actuaría en forma óptima y no ocurriría la degradación de las proteínas. madas por las proteasas. Los lípidos presentes en el pescado se degradan por medio de las lipasas.

Página 91 6. La función del sistema digestivo es degradar las sustancias del alimento, y la absorción depende exclusivamente del tamaño alcanzado y no de su utilidad. De hecho, sustancias que podrían ser útiles, como la celulosa, son desechadas porque no pueden ser degradadas.

7. a) La superficie sería de aproximadamente 56 m2 (superficie de cilindro = 2πr x h). b) Aumenta más de cinco veces (300 m2 frente a 56 m2). c) Una mayor superficie favorece el proceso de abs orción de los productos de la digestión del intestino a la sangre.



8. Las actividades sedentarias, como mirar la televisión, requieren cuatro veces menos energía que una actividad física como nadar. El exceso de carbohidratos que no se emplean como fuente

de energía se acumulan en forma de grasas. La acumulación de grasas provoca aumento de peso y puede alterar el sistema cardiovascular.

Páginas 96-97 9. La nutrición es un proceso que incluye, entre otros, la alimentación. La alimentación es la incorporación de alimentos en la dieta. El concepto de nutrición es más amplio y hace referencia a la obtención de materia y de energía a partir de los nutrientes que aportan los alimentos. Incluye la digestión, la respiración, la circulación y la excreción. 10. La digestión mecánica consiste en la ruptura del alimento en trozos más pequeños y su mezcla con los jugos digestivos a través de la acción de los dientes y de los músculos que realizan la acción de “batido”. La digestión química consiste en la degradación de las moléculas por acción de las enzimas. La digestión mecánica favorece la digestión química ya que, al reducir el tamaño de los alimentos, aumenta la superficie externa en contacto con los jugos digestivos (donde están las enzimas).

11. Respuesta abierta. 12. a) Ambas son enfermedades que se deben a la ausencia de una enzima digestiva, y sus síntomas pueden evitarse a través de una dieta adecuada. Para los fenilcetonúricos, una dieta pobre en fenilalanina, y para los celíacos, una dieta exenta de gluten. b) Es aconsejable que las personas que padecen fenilcetonuria no coman huevos y carne pues son alimentos ricos en proteínas y, por lo tanto, en fenilalanina. Los celíacos deben evitar el pan, las pastas y las tartas, ya que poseen gliadina.

1 3


13. Órgano

Jugo digestivo

Boca

Saliva

Enzimas digestivas Amilasa salival

Estómago Jugo gástrico Pepsina

Intestino delgado

2 3

Jugo pancreático Jugo intestinal Bilis (no contiene enzimas; emulsiona las grasas)

Nutriente digerido

Producto de la digestión

Almidón

Maltosa

Proteín as

Oligopéptidos y polipéptidos

Proteasa

Proteínas

Péptidos y aminoácidos

Amilasa Lipasa

Almidón Lípidos

Maltosa Ácidos grasos y glicerol

Nucleasas

Ácidos nucleicos

Nucleótidos

14. a) Almidón. b) Detectar la presencia de almidón. Es un reactivo que cambia su coloración a violeta al entrar en contacto con el almidón. c) En ambos casos se observa un cambio de coloración, ya que el Lugol reaccionará con el almidón presente en las muestras. d) Permitir la acción de la amilasa salival. e) Actuará la amilasa salival que degradará el almidón en unidades de maltosa (disacárido).

f) La coloración violeta que se obtiene es menos intensa que en la placa 2. Como producto de la amilasa salival se degradó parte del almidón presente en el pan, por lo cual la reacción con el Lugol es menor. 15. a) El proceso de absorción. b) La bolsa de celofán representa el intestino delgado. El tubo grande que la rodea con agua representa la sangre adonde pasan los nutrientes degradados. c) La glucosa. d) La glucosa atraviesa la membrana por difusión debido a su tamaño pequeño, mientras que el almidón no puede atravesarla. Se comprueba que en el líquido del tubo las sustancias reaccionan con reactivo Fehling, mientras que el contenido de la bolsa de celofán reacciona con Lugol. e) Los nutrientes no se absorben bajo l a forma de polímeros sino que se absorben los monómeros que los constituyen. f) La glucosa atraviesa la pared intestinal a través de las vellosidades porque tiene un tamaño suficientemente pequeño como para atravesarla, mientras que el almidón, para ser absorbido, primero debe ser degradado por acción enzimática durante la digestión química.

Capítulo 8 La respiración Página 99 1. a) Este tipo de situación suele relacionarse con un sueño profundo y reparador, pero esto no es real. No es correcto asociar el ronquido con el descanso porque sucede todo lo contrario. En los roncadores se observa una menor ventilación pulmonar provocada por el menor ingreso de aire; en consecuencia, el descanso no es el adecuado. b) La función que cumple esta entidad es de suma importancia, ya que el 40% de la población sufre trastornos del sueño. Su objetivo es, entre otras cosas, concienciar a la población sobre las alteraciones del sueño y sus consecuencias. Los trastornos del sueño se manifiestan a la hora de dormir y alteran la calidad de vida de las personas, y por eso surgen, por ejemplo, los problemas de aprendizaje en los niños. En los adultos y niños roncadores, el sueño que no es reparador provoca, además de somnolencia, una falta de oxigenación en las células, y esto hace que las personas estén fatigadas durante el día y puedan provocar un accidente, por ejemplo, cuando manejan. Se ha calculado que el porcentaje de accidentes causado por personas cansadas es mayor que el que causan las personas alcoholizadas. c) Las personas que sufren de apneas se quedan sin aire por unos segundos. En ese instante los pulmones no ventilan y se interrumpe el flujo normal de oxígeno hacia las células.

d) Porque, como las vías respiratorias están parcialmente obstruidas, llega menor cantidad de oxígeno a sus células. e) El problema es que durante estos episodios obstructivos, el corazón debe bombear con más fuerz a para que la sangre circule más rápido. Esto puede causar irregularidades en los latidos y, después de muchos años, ocasionar trastornos en la salud, como arritmias cardíacas, hipertensión arterial, ataques cardíacos y cerebrales. Las personas con apnea del sueño pasan solamente unas pocas horas de la noche en sueño profundo; por lo tanto, se despiertan cansadas y están somnolientas gran parte del día. 2. El sueño es una función vital para el desarrollo de la vida. Contribuye a la correcta maduración neurológica, la reparación de energía física y psíquica, y es fundamental en los procesos de aprendizaje y de memoria. Por este motivo debe hacerse todo lo que sea necesario para lograr un buen descanso y un factor muy importante para esto es la dieta. Hay comidas más fáciles de digerir que otras, y algunas de ellas son los p escados y las pastas. Cuanto más rápido las digiera, menos “pesada” se sentirá la persona y menos energía se invertirá en el proceso de digestión; como consecuencia, se mejora la calidad del descanso, del sueño y se hace evidente que los pacientes roncan menos.

Página 100 3. La cantidad de energía que ha consumido una persona puede evaluarse de manera indirecta a partir del consumo de oxígeno. Esto significa que, si se conoce la cantidad de oxígeno que se incorpora,

se puede estimar la cantidad de energía que se gasta. Cuanto mayor oxígeno consuma, mayor será su gasto energético. Este dato es de mucha importancia porque, conociendo la cantidad


de energía que gasta una persona por día, se puede planificar una dieta balanceada, que responda a sus necesidades energéticas. 4. Es un hecho conocido por todos que al hacer una actividad intensa se consume mucha energía y se acelera la respiración, con lo cual aumenta la entrada de oxígeno. Es decir, existe una relación entre el oxígeno y la energía: cuanta más energía se consume, más oxígeno se incorpora. Concretamente, el oxígeno participa en la oxidación de ciertos nutrientes que aportan los alimentos. Este proceso permite liberar la energía química almacenada en los nutrientes para que quede disponible para usarla. 5. La energía liberada en las reacciones exergónicas se utiliza para formar la molécula de ATP, identificada por los científicos como la “moneda universal de energía”. Le otorgaron este nombre porque

esta molécula interviene en todas las transformaciones energéticas, tanto anabólicas como catabólicas, que se llevan a cabo en todos los seres vivos Los enlaces de alta energía del ATP son fáciles de degradar y, cuando esto sucede, se libera toda la energía que necesitan las células para que lleven a cabo sus funciones vitales. 6. Siempre hace falta energía. Esto significa que en todo momento se están “gastando” moléculas de ATP. A su vez, de manera continua la célula debe formar nuevas moléculas de ATP para recuperar las que fueron utilizadas. Es decir que se genera un ciclo de degradación y síntesis de ATP. La degradación del ATP libera energía mientras que la fabricación de ATP requiere energía para que se forme la unión entre el ADP y el grupo fosfato.

Página 103 7. Durante el ejercicio, la frecuencia respiratoria aumenta porque las células necesitan más oxígeno para oxidar más glucosa, y así obtener mayor cantidad de energía; por lo tanto, en el mismo lapso ingresa mayor cantidad de oxígeno en el cuerpo. Cuando el ejercicio culmina, la frecuencia respiratoria disminuye, porque también es menor la cantidad de energía que necesitan las células.

8. La relación entre ambos procesos se establece porque durante la inspiración (una fase de la mecánica respiratoria), ingresa el oxígeno que se necesita para oxidar la glucosa durante la respiración celular. 9. Se puede utilizar un centímetro y medir la diferencia de diámetro de la cavidad torácica durante la inspiración y la espiración.

Página 104 Observá la figura 8-13… El aire espirado tiene menor proporción

de oxígeno y mayor proporción de dióxido de carbono. Parte del oxígeno inspirado se ha utilizado en la oxidación de la glucosa, y el

dióxido de carbono es generado en la misma reacción como producto de desecho.

Página 105 10. La disociación del oxígeno de la hemoglobina es de fundamental importancia para la respiración celular porque, debido a esta liberación, el oxígeno ingresa por difusión simple hacia la mitocondria para oxidar la glucosa. Si esta disociación no se llevara a cabo, sería imposible la respiración celular. La disociación se da

a nivel celular (en las células de los tejidos corporales). Las variables que están representadas son la presión parcial de oxígeno y el porcentaje de saturación de la hemoglobina. A medida que aumenta la presión parcial de oxígeno aumenta el porcentaje de saturación.



¿Qué sucedería con el pH…? Si se acumulan protones (iones hi-

drógeno) en el citoplasma celular, el pH desciende y las enzimas que intervienen en la oxidación se desnaturalizan, y pierden su función

biológica; por lo tanto, la reacción no puede llevarse a cabo y se altera el metabolismo celular.

Páginas 108-109 11. Respiración interna: difusión de O2 y CO2 entre la sangre y las células. Respiración externa: intercambio de O2 y CO2 entre el aire de los pulmones y la sangre. Respiración celular : oxidación de la glucosa. Ventilación pulmonar : entrada y salida de aire de lo s pulmones. 1.° , ventilación pulmonar; 2.° , respiración externa; 3.° , respiración interna; 4.° , respiración celular. 12. 1 , Los músculos intercostales y el diafragma se contraen; 2 , el aire entra en los pulmones; 3 , aumenta el volumen pulmonar; 4 , aumenta la presión parcial de oxígeno en el alvéolo pulmonar; 5 , los músculos intercostales y el diafragma se relajan; 6 , el aire sale de los pulmones; 7 , disminuye la presión parcial de oxígeno en el alvéolo pulmonar;8 , disminuye el volumen pulmonar. 13. La concentración de nitrógeno permanece constante, porque no interviene en el proceso de respiración. Mientras Juan duerme, su

metabolismo es basal, es decir que se metaboliza lo justo y necesario para eliminar la energía suficiente que permita realizar las funciones vitales básicas. Cuando Juan hace ejercicio, la demanda energética es mayor, por lo tanto, el metabolismo es más elevado, se consume más oxígeno y se libera mayor porcentaje de dióxido de carbono. 14. a) En el aire alveolar, la concentración de oxígeno es mayor que en el interior de los capilares; por el contrario, en los capilares es mayor la concentración de dióxido de carbono. b) Estas diferencias de concentración provocan una diferencia de las presiones parciales de oxígeno y de dióxido de carbono dentro de ambas estructuras. c) La flecha que representa el oxígeno va desde los alvéolos hacia los capilares, y la que representa el dióxido de carbono, desde los capilares hacia los alvéolos. 15. El rectángulo simboliza los capilares sanguíneos que rodean el alvéo-

3 3


16. 17.

18.

19.

lo, en el caso de la “respiración externa”, y los que se ponen en contacto con los tejidos corporales, en la “respiración interna”. La ecuación c) es la correcta, y corresponde a la respiración celular aeróbica. La respiración celular es una oxidación controlada porque la energía química que reserva la molécula de glucosa no se libera “de golpe” bajo la forma de luz y calor. Las enzimas regulan la cantidad de energía que se libera en cada paso de las transformaciones químicas. Sí. La solución se pondrá turbia pero no alcanzará el grado de turbidez de la solución en la que se ha burbujeado. El cambio de coloración se debe al dióxido de carbono que está presente en el aire atmosférico. a) En la glucólisis no se consume oxígeno. b) Sí. Utiliza otras fuentes de energía como, por ejemplo, los ácidos grasos. La oxidación de ácidos grasos, que se lleva a cabo dentro de la mitocondria, recibe el nombre de beta-oxidación. c) Sí, porque cuanto mayor es la cantidad de energía que necesita una célula, mayor es el número de mitocondrias que posee.

21. a) y b) Respuestas abiertas. c) Alquitrán: cáncer de pulmón; nicotina: aumento de la frecuencia cardíaca y respiratoria; tabaco: neumonía, asma y bronquitis. Además, el consumo de cigarrillo puede causar EPOC (Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica) y enfisema pulmonar. d) I. Como producto de la combustión del tabaco se libera dióxido de carbono, que no es eliminado por completo durante la espiración. Queda en la sangre unido a la hemoglobina, formando la carbaminohemoglobina. II. Las personas fumadoras se agitan cuando corren porque tienen menor cantidad de alvéolos pulmonares funcionales, por los depósitos de nicotina, lo que impide que realicen la hematosis; como consecuencia, llega menor cantidad de oxígeno a sus células, se produce una menor oxidación de la glucosa, y se genera menor cantidad de ATP, es decir que la cantidad de energía es menor y esto les provoca agitación.

20. 4 3

Etapa

Sustancias iniciales

Productos

¿Dónde se realiza?

Glucosa NAD

Ácido pirúvico ATP NADH

Citoplasma

Ciclo de Krebs

Acetil-CoA

CO2 ATP NADH FADH2

Matriz mitocondrial

Cadena respiratoria

NADH FADH2

H2O ATP

Crestas mitocondriales

Glucólisis

Capítulo 9 La circulación Página 111 1. a) La sangre que circula por las venas se representa de color azul y la que circula por las arterias, de color rojo. En realidad, esta coloración no es del todo correcta porque, además de que la vena pulmonar transporta sangre oxigenada, la sangre no es a zul. La sangre que circula por las venas no es rojo escarlata sino rojo más oscuro, color borravino. b) Se debe a la falta de oxigenación de la sangre que circula por las venas. c) Las arterias tendrían que pintarlas de un azul brillante porque transportan hemocianina combinada con oxígeno, y las venas de un azul más opaco, porque transportan hemocianina combinada con dióxido de carbono.

d) El cian o cyan es uno de los colores primarios y su nombre deriva del griego ciano , que significa azul. e) Se denominan cromoproteínas porque son coloreadas. L a semejanza entre ambas moléculas es que ambas son macromoléculas que tienen la función de transportar gases. La diferencia es que la hemoglobina posee hierro, mientras que la hemocianina posee cobre. El hecho de que posean diferentes iones determina que su coloración también sea distinta. La hemoglobina es de color rojo, mientras que la hemocianina es de color azul.

Página 112 2. En las personas que viven en las alturas es normal que haya un mayor número de glóbulos rojos por mm3 de sangre. Esto se debe a que, a medida que se asciende, disminuye la presión parcial de

oxígeno, y aumentan las frecuencias cardíaca y respiratoria; al tener mayor número de glóbulos rojos, existe la posibilidad de transportar más oxígeno y, de esta forma, abastecer a las células.

Página 114 Observá la figura 9-6... El miocardio de los ventrículos es más

grueso porque, debido a su contracción, la sangre sale del ventrículo

izquierdo con un gran “impulso” para llegar a todos los tejidos del cuerpo.


Página 115 3. La aorta es la arteria más grande del cuerpo, a partir de la cual se origina el resto de las arterias del árbol circulatorio. Nace en el ventrículo izquierdo, por lo tanto, recibe toda la sangre que

sale del corazón a una gran presión, y por eso la velocidad de circulación de la sangre en esta arteria es mayor que en el resto.

Páginas 118-119 4. Circuito pulmonar : ventrículo derecho, arteria pulmonar, capilares pulmonares, venas pulmonares, aurícula izquierda. Circuito sistémico : ventrículo izquierdo, arteria aorta, capilares de tejidos y órganos, venas cavas, aurícula derecha. 5. Arteria, capilar, vena. 6. a) 1 , vena pulmonar; 2 , arteria aorta; 3 , arteria pulmonar; 4 , vena cava. b) Flechas rojas: 1 y 2; flechas azules: 3 y 4. c) No. Hay dos excepciones: la arteria pulmonar que transporta sangre carboxigenada y la vena pulmonar que transporta sangre oxigenada. 7. a) En Juan hay un proceso infeccioso porque tiene un número muy elevado de glóbulos blancos. b) Cicatrizará más rápidamente porque tiene un mayor número de plaquetas. c) Hemograma normal Número de eritrocitos: 4.500.000/ml – 5.850.000/ml Colesterol total: menor de 200 mg/dl Plaquetas: 150.000 a 450.000/mm3 Leucocitos: 4.500 a 11.000/ mm3

8. Algunos vasos del sistema circulatorio Aorta

3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


Características Arteria de paredes muy elásticas que sale del ventrículo izquierdo y transporta s angre oxigenada hacia cada una de las células.

Vena cava inferior

Vaso de paredes poco elásticas que llega a la aurícula derecha y transporta s angre carboxigenada hacia el corazón.

Vena cava superior

Vaso de paredes poco elásticas que llega a la aurícula derecha con sangre carboxigenada.

Arteria pulmonar

Vaso que sale del ventrículo derecho con s angre carboxigenada.

Vena pulmonar

Vaso poco elástico que llega a la aurícula izquierda con sangre oxigenada.

9. Respuesta abierta. 10. VERTEBRADOS Peces Anfibios Aves Mamíferos

TIPO DE CORAZÓN Una aurícula Dos cavidades Un ventrículo Dos aurículas Tres cavidades Un ventrículo Cuatro cavidades

Dos aurículas Dos ventrículos

11. a) Respuesta abierta. b) La diferencia es que las paredes de los ventrículos son más gruesas que las paredes de las aurículas; esto se debe a que las paredes de los ventrículos, al contraerse, dan el impulso necesario para que la sangre salga expulsada del corazón. c) Es importante un correcto funcionamiento de las válvulas para que la sangre fluya de manera unidireccional por el corazón, desde las aurículas hacia los ventrículos. d) Si se introduce un cable en la arteria aorta, se llegará al ventrículo izquierdo. Si se introduce un cable en la arteria pulmonar, se llegará al ventrículo derecho.. 12. a) Las arterias, porque transportan la sangre hacia todo el cuerpo. La arteria aorta, concretamente, es la que soporta mayor presión. Las arterias tienen una capa muscular muy desarrollada, lo que les confiere elasticidad. b) Es el aumento de la presión, por encima de lo normal, que ejerce la sangre dentro de las arterias. Una enfermedad silenciosa…

a) Un control médico una vez por año en el que, además de realizarse los exámenes pertinentes, se tome al paciente la presión, pues esta enfermedad es asintomática. b) El exceso de colesterol se deposita en el interior de las arterias, y eso provoca estenosis, es decir, una reducción del espacio libre. Esto dificulta el paso de la sangre y, como consecuencia, se produce un aumento de la presión arterial. c) La placa de ateroma se forma por los depósitos de colesterol en el interior de las arterias, lo que dificulta el paso de la s angre y, por lo tanto, de la cantidad de oxígeno que llega a los tejidos.

Capítulo 10 La excreción Página 121 1. a) La sensación de sed se produce cuando la cantidad de agua perdida es mayor que la cantidad de agua ingerida. La sensación de sed está regulada por un órgano perteneciente al sistema nervioso: el hipotálamo. Cuando incorporamos agua se recupera la homeostasis.

b) El problema es que el agua de mar tiene un alto contenido de cloruro de sodio con respecto al de nuestras células. Nuestras células son hipotónicas con respecto al agua de mar; esto significa que si tomamos contacto con el agua salada, tenderemos a perder agua

5 3


por ósmosis, como una manera de igualar las concentraciones, y esto provoca la deshidratación de la célula. Esta diferencia de concentraciones provoca que, a pesar de que se beba agua, estemos sedientos, y esta mayor eliminación de agua y sales ocasiona la deshidratación. c) A través del sistema digestivo incorporamos agua. Eliminamos agua a través de la orina, en la transpiración, en la respiración, en las heces, etcétera. d) Por ejemplo, la urea. El exceso de urea en la sangre, llamado ure-

mia, causa serios problemas de salud ya que altera el normal funcionamiento de todos los órganos. e) El mayor porcentaje de agua que cubre el planeta es de agua salada y, como dice el texto, el agua dulce potable es un recurso que corre serios riesgos de agotarse. Por este motivo es muy importante estudiar el proceso de desalinización como una manera de suplir la falta de agua potable en un futuro.

Páginas 126-127

6 3

2. Opción correcta: b. 3. Excreción urinaria = filtración – absorción + secreción. El resultado final de la excreción, es decir, la orina, se produce por una filtración. Como en este primer filtrado hay sustancias útiles, éstas se absorben (vuelven a la sangre); luego, por medio del proceso de secreción, las células liberan hacia el interior del túbulo renal otras sustancias que pasan, finalmente, a formar parte de la orina. 4. Esto permite la eliminación de orinas muy concentradas, hasta veinte veces más de lo normal, y así conservar la mayor cantidad de agua posible para evitar la deshidratación. 5. a) F, F, F, V. b) Los anfibios, en su fase larvaria (los renacuajos), son animales netamente acuáticos, por lo tanto, eliminan amoníaco, que se disuelve fácilmente en agua. En su fase adulta eliminan urea, compuesto menos tóxico que el amoníaco. 6. a) No. La glucosa es un monómero necesario para el organismo, se reabsorbe a nivel del asa de Henle. b) No. Las proteínas son macromoléculas que, en condiciones normales, no filtran desde la sangre al glomérulo. c) No, es exactamente al revés. La orina contiene mayor cantidad de urea, ya que es tóxica. Si la afirmación fuera verdadera significaría que se “reabsorbe” urea en el nefrón y esto es absolutamente imposible, porque nos intoxicaríamos con urea. 7. El sudor es como una orina muy diluida, puesto que tiene una composición similar. 8. Túbulos de Malpigh: insectos; metanefridios y riñones: mamíferos; mesonefros: peces; metanefros: anélidos; protonefridios: platelmintos. 9. a) En la orina están presentes los cloruros. b) Siempre se encontrarán sales inorgánicas de sodio y cloro. c) Indicaría que no hay un filtrado glomerular correcto. d) Es el tubo testigo o control.

10. a) ingresa

egresa

Alimento O2

Materia fecal

SISTEMA DIGESTIVO

CO2 egresa

ingresa

Nutrientes

CO2

ingresa

Desechos metabólicos

egresa

SISTEMA RESPIRATORIO

SISTEMA CIRCULATORIO

egresa

SISTEMA egresa Orina URINARIO

ingresa

O2 egresa

Nutrientes

ingresa

Agua, CO2 y otros desechos CÉLULAS

b) La sangre transporta sustancias nutritivas, sustancias de desecho, hormonas y gases, desde y hacia las células de todo el organismo, razón por la cual se encuentra en estrecha relación con todos los sistemas: digestivo, respiratorio, excretor, endocrino y nervioso. Transporta nutrientes hacia las células, como, por ejemplo, los monómeros absorbidos durante la digestión por las vellosidades intestinales, y desechos hacia los órganos de excreción, como el dióxido de carbono hacia los pulmones. ) Respuesta abierta.

i a . L e y 1 1 . 7 2 3

Capítulo 11 Recepción de estímulos Página 135 1. a) Los anteojos no tuvieron grandes cambios, más allá del formato de los armazones, salvo con la aparición de las lentes de contacto, que para algunas personas resulta una mejor alternativa estética. En cuanto a los audífonos, con el tiempo tuvieron una mayor capacidad de amplificación, pero lo más importante fue la gran disminución de su tamaño.

© S a n t i l l a n a S . A . P r o h i b i d a s u f o t o c o p

b) En la actualidad se está tratando de revertir problemas que ya no son de disminución visual o auditiva sino de la pérdida total de éstas, y por eso se investiga con los implantes tanto en el oído como en los ojos y en el cerebro. c) La ceguera puede estar causada por una afección en los ojos o bien en la zona del cerebro a la que le llega la información procedente

del ojo. Por lo tanto, el tipo de implante que se necesite dependerá del lugar de la afección. d) El desarrollo del lenguaje tiene una base de imitación, es decir que

el niño emite sonidos porque imita los sonidos que escucha. Esto significa que si no oye no dispone de sonidos para imitar.

Página 136 Mencioná algunos ejemplos de estímulos… Estímulos que pro-

ceden del entorno: luz, sonido, temperatura. Estímulos que se producen en el interior del cuerpo: cantidad de glucosa en la sangre, cantidad de agua corporal, estado de contracción o de relajación de un músculo.

Página 138 Leé el cuadro 11-2... Respuesta abierta.

3. Córnea, pupila, humor acuoso, cristalino y humor vítreo. 4. a) La estructura que falla es el cristalino, porque su función es concentrar la luz en un punto de la retina.

2. La nariz y la lengua captan sustancias (aunque más adelante se hará referencia a que la lengua también desencadena sensaciones táctiles, de calor y de frío); los ojos captan luz; los oídos, sonido y movimiento, y la piel, presión y temperatura. El oído y la piel son los sentidos que captan estímulos diferentes, ya que están constituidos por distintos tipos de receptores. b) La falla consiste en que el cristalino pierde la capacidad de modificar su convexidad. Entonces, los rayos de luz que entran a través de la pupila no se desvían bien, y no inciden todos en un punto de la retina para formar una imagen nítida.

Página 139 5. Que ambos hemisferios cerebrales reciben información de los dos ojos. Así se superpone la información, mayor que la que

aportaría un solo ojo, generándose una imagen en tres dimensiones.

7 3

Página 140 ¿Dónde suponés…? Los implantes cocleares se colocan en el oído inter-

no, para que generen la señal eléctrica que debe transmitirse al cerebro. 6. a) Si un tapón de cera se pega en el tímpano, esta membrana pierde flexibilidad y, en consecuencia, su capacidad de vibrar cuando llega el sonido. Entonces, si no vibra, se interrumpe, o al menos se dificulta, la transmisión del sonido hacia el oído interno.

b) Tanto en un avión como cuando nos sumergimos se produce una diferencia de presión entre un lado y el otro del tímpano, que puede manifestarse con la sensación de tener los oídos tapados. Por eso, se aconseja tratar de eliminar aire con la nariz tapada, para equilibrar la presión.

Página 141 7. En las figuras 11-9 y 11-10 están señalados los conductos semicirculares y el nervio vestibular; ambas estructuras son dos de las que participan en el sentido del equilibrio y forman parte del oído interno. 8. Sí. El vestíbulo y los canales semicirculares están comunicados

con el caracol. Por lo tanto, una infección o una inflamación del oído puede hacer que los órganos del equilibrio no funcionen adecuadamente y, en consecuencia, provoquen vértigo. 9. Los valores superiores a 120 dB pueden producir daños irreparables en los oídos.



10. La cantidad de receptores para los diferentes estímulos da idea del grado de sensibilidad que tiene nuestro cuerpo para cada uno de ellos. Entonces, de acuerdo con esta información, somos mucho más sensibles al frío que al calor, y extremadamente sensibles al dolor. 11. El sistema Braille, inventado en el siglo , está basado en un símbolo formado por seis puntos. Estos seis puntos se combinan de modo tal que algunos so bresalen, y así cada combinación re-

presenta una letra que puede ser reconocida por medio del tacto. No se trata de un idioma sino de un código para representar las letras. Por lo tanto, las particularidades y la sintaxis serán las mismas que para el idioma que maneja la persona. 12. En nuestro país existe una institución llamada Fátima que se dedica a la atención de las personas con sordoceguera. Para averiguar cómo lo hace, los alumnos pueden leer la entrevista al final de esta sección.

Páginas 144-145 13. Todos los órganos de los sentidos están constituidos por células receptoras, que convierten o transducen los estímulos externos en impulsos nerviosos. Así, los impulsos viajan a través de los nervios hasta el cerebro. Lo que diferencia a los órganos de los sentidos es el tipo de células receptoras que poseen, y esto determina el tipo de estímulo que pueden captar. 14. Cuando se observa un objeto lejano, los rayos de luz ingresan en el ojo en forma paralela. El cristalino, al disminuir su curvatura, desvía esos rayos de luz y permite que incidan en un mismo

punto de la retina para que se forme la imagen. Cuando se observa un objeto cercano, los rayos de luz no ingresan en el ojo de manera paralela. En este caso, para que esos rayos incidan en el mismo punto de la retina y se forme la imagen, el cristalino aumenta su curvatura. 15. a) Como el cristalino pierde su transparencia no permite que la luz ingrese en el globo ocular. Entonces, si la luz no llega a la retina, no se forma la imagen. b) Se debe a que existe un período crítico, que dura hasta los 4 años,


16.

17. 8 3

18.

19.

durante el cual el cerebro debe recibir información a partir de los ojos para que la visión se desarrolle. Entonces, cuando los niños tienen cataratas durante ese período, el cerebro no recibe información. Si no se los opera a tiempo puede ocurrir que la visión no se desarrolle normalmente, y aunque se los opere más adelante ésta no se recupera. En los adultos, en cambio, la visión ya está desarrollada, por lo que no existe riesgo de esperar para que se los opere. a) Cuando se tapa el ojo derecho y se mira la cruz con el izquierdo, al acercar la tarjeta llega un momento en que deja de verse el punto. De manera similar, cuando se tapa el ojo izquierdo y se mira el punto con el ojo derecho, al acercar la tarjeta llega un momento en que deja de verse la cruz. b) Los resultados se deben a la existencia del punto ciego, un lugar en la retina en el que no se forman imágenes, y que coincide con el lugar por donde sale el nervio óptico que llega hasta el cerebro. Entonces, cuando dejamos de ver el punto y la cruz, es porque a la distancia a la que se encuentra la tarjeta, el lugar en donde debería formarse la imagen coincide con el punto ciego. a) Cuando aumenta la intensidad de la luz que llega al ojo, disminuye el diámetro de la pupila, y cuando disminuye la intensidad de la luz, aumenta el diámetro de la pupila. b) Sí, el diámetro de la pupila aumenta o disminuye en ambos ojos. Así, el ojo regula la cantidad de luz que ingresa a través de la pupila. c) Si al aumentar la intensidad de la luz sólo disminuyera el diámetro de la pupila en un ojo, en el otro ingresaría mucha luz, lo cual provocaría una gran molestia. Es lo que sucede, por unos instantes, cuando estamos en una habitación a oscuras y se enciende la luz. a) Averiguar si la exposición a sonidos muy intensos provoca alguna consecuencia negativa en el funcionamiento del oído. b) En todos los casos, la exposición a sonidos muy intensos (en ensayos colectivos) aumenta la aparición de molestias relacionadas con el oído, en comparación con la exposición a sonidos de menor intensidad (ensayos individuales). Incluso, los sonidos de mucha intensidad provocan la aparición de diferentes molestias a la vez. c) La exposición a sonidos intensos y durante tiempos prolongados, como la costumbre de escuchar música con un volumen muy elevado, puede provocar alteraciones en el funcionamiento del oído. Pruebas específicas demostraron la disminución auditiva en muchos adolescentes. Por eso, existe la norma de que los obreros que trabajan en ambientes muy ruidosos deben utilizar auriculares que disminuyen el sonido al que están expuestos, como medida para prevenir alguna afección auditiva. a) Si se observa la superficie que representa cada región corporal en el mapa cerebral, se nota que la menor superficie corresponde a la

cabeza, y la mayor superficie corresponde a los labios. Por lo tanto, la cabeza es la parte de nuestro cuerpo con menor sensibilidad, y los labios son los que poseen la mayor sensibilidad. b) Nuestra experiencia personal indica que la pierna y el brazo tienen una sensibilidad similar, aunque menor que la de los dedos. c) Nuestra experiencia personal nos indica que la sensibilidad de los dedos de las manos es mucho mayor que la de los dedos de los pies. Y en ambos casos, esa sensibilidad es mayor de la que poseen el resto de la pierna y del brazo. d) Si se consideran los miembros inferiores formados por el muslo, la rodilla, la pierna, el pie y los dedos, y los miembros superiores formados por el brazo, el antebrazo, la mano y los dedos, la observación del mapa cerebral permite confirmar la experiencia personal, y también aporta más información. Con respecto a los dedos, se observa que la superficie que corresponde a los dedos de las manos es mucho mayor que la que corresponde a los dedos de los pies. En cuanto a las demás regiones de los miembros, el pie y la mano parecen tener una sensibilidad similar, ya que es similar la superficie correspondiente en el mapa. Y la pierna parece tener una sensibilidad bastante menor que la que posee el miembro superior en su conjunto.

21.

Receptores están en

Nariz

Lengua Ojo son

Oído

son

son

Piel son

Vísceras son

Quimiorreceptores Fotorreceptores Mecanorreceptores Termorreceptores Nociceptores

captan

Sustancias

captan

Luz

captan

captan

Vibración Movimiento Temperatura

captan

Dolor

22. Una de las pruebas más comunes es la de leer letras de diferentes tamaños, que se encuentran en un cartel a una distancia de 4 a 6 metros. Para hacerlo, el paciente debe mantener ambos ojos abiertos y realizar la prueba con un ojo a la vez, mientras mantiene el otro tapado con un papel o con la palma (sin apretar el ojo). Lo que se tiene en cuenta es el menor tamaño de letra que puede leer. El resultado de la prueba indica si existe la necesidad de usar anteojos o no, ya que permite detectar si la persona posee alguna alteración en la visión, como miopía o hipermetropía. En la miopía la imagen se forma delante de la retina, y en la hipermetropía por detrás. En ambos casos, los lentes permiten que la imagen se forme sobre el lugar adecuado, mejorando la visión. 23. Respuesta abierta.

i a . L e y 1 1 . 7 2 3

Capítulo 12 Control, regulación e integración de funciones Página 147 1. a) Gall creía que los abultamientos en el cráneo de una persona acompañaban la forma del cerebro, y que esto indicaba su personalidad. Si bien fue un error, hoy se sabe que cada región del cerebro controla un tipo particular de actividad, como se ve en las imágenes PET cuando una persona ve o escucha una palabra. b) Broca fue el primero en vincular una zona del cerebro con

© S a n t i l l a n a S . A . P r o h i b i d a s u f o t o c o p

una función particular (zona en la región frontal izquierda del cerebro, con el control de la articulación del lenguaje hablado), iniciando el mapeo cerebral. Ramón y Cajal descubrió que el tejido nervioso no era una red continua de fibras nerviosas sino que existían unidades celulares: las neuronas.

c) Permite estudiar el funcionamiento cerebral mientras una persona realiza una actividad determinada. Antes sólo se estudiaba el cerebro en las autopsias, vinculando los problemas de la persona con el hallazgo de alguna lesión cerebral.

d) Porque no es invasiva, ya que no hay que inyectar ninguna sustancia y además no requiere materiales radiactivos. Y algo importante, las imágenes que se obtienen son de gran resolución.

Página 148 2. Tipo de mensaje Cómo viaja el mensaje por el cuerpo

Tipo de respuesta

Sistema endocrino Químico

Sistema nervioso Eléctrico y químico

A través de la sangre

A través de los nervios

Contracción muscular, secreción de alguna sustancia o cambios en la actividad celular

Conducción del estímulo a otra neurona, contracción muscular o secreción de sustancias

3. Si bien puede haber muchas llaves parecidas, sólo una tiene la forma que encaja en determinada cerradura. De manera similar, si bien existen muchas hormonas, sólo un tipo de ellas tiene la forma adecuada que le permite unirse con cierto receptor. Entonces, se dice que un receptor es específico para una hormona cuando puede unirse con ella.

Página 149 4. a) La respuesta es abierta, pero un ejemplo posible es el siguiente: la temperatura ambiente (estímulo) es captada por la piel (receptor) y se convierte en un impulso nervioso que viaja por l a vía sensitiva hasta el sistema nervioso central. Éste procesa la información que recibe y elabora una respuesta; ésta viaja a través

de la vía motora hasta los músculos (efectores) que se contraen (manifestación de la respuesta) y permiten que una persona se dirija a buscar un abrigo. b) Los nervios que forman el sistema nervioso periférico son los que constituyen estas vías.

Página 151 5. El impulso nervioso que se genera en el oído llega al área auditiva de ambos hemisferios, lo que permite escuchar. Luego pasa al área de la memoria auditiva que, en el hemisferio izquierdo, permite interpretar las palabras y, en el hemisferio derecho, reconocer la música. 6. La comunicación a través del lenguaje verbal es controlada por el

hemisferio izquierdo, pero la comunicación a través de gestos es controlada por el hemisferio derecho, que permite reconocer las expresiones faciales. La comunicación por medio de imágenes gráficas, como las señales de tránsito o las luces de un semáforo, también son reconocidas por el hemisferio derecho.

Página 152 Observá la figura 12-11…

3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


a) Recibe y conduce información captada por la piel, por lo que puede tratarse, por ejemplo, de temperatura o presión. b) La respuesta se elabora en l a sustancia gris de la médula espinal y consiste en la contracción de un músculo. c) El receptor es la piel y el efector, un músculo.

d) En este caso, la respuesta es refleja porque se elabora en la sustancia gris de la médula espinal. Para que se considere voluntaria, debe elaborarse en la corteza del cerebro, aunque es el mismo nervio el que conduce esa respuesta y también el mismo músculo el que se contrae poniéndola de manifiesto.

Página 155 Observá la misma figura y relatá… Una baja concentración de

glucosa en la sangre estimula la producción de glucagón en el páncreas. Entonces, el glucógeno almacenado en el hígado se transforma en glucosa, que pasa a la sangre. Así, la glucosa en la sangre asciende hasta el valor normal, y ahora esa información inhibe la producción de glucagón en el páncreas. 7. a) La gonadotrofina actúa sobre los ovarios, estimulando la producción de estrógenos y de progesterona.

b) Cuando la cantidad de estrógenos y de progesterona aumenta, lo que permite que actúen sobre el útero, ese aumento constituye una información que inhibe la producción de gonadotrofina por parte de la hipófisis. Entonces, como no hay gonadotrofina, también se interrumpe la producción de estrógenos

Página 156 8. a) Hipófisis: tirotrofina, que estimula el funcionamiento de la tiroides, y adrenocorticotrofina, que estimula el funcionamiento de la corteza suprarrenal. Tiroides : tiroxina, que aumenta el metabolismo celular. Suprarrenales: glucocorticoides, que favorece la formación de glucosa, así las pueden utilizar en la obtención de energía.

b) Los nervios del sistema simpático. c) El aumento de la temperatura ambiente provoca un aumento de la temperatura corporal. Esto es detectado por el hipotálamo, que inhibe la producción de tirotrofina y adrenocorticotrofina por parte de la hipófisis. De ese modo, no hay estimulación de la tiroides ni de las suprarrenales y, por lo tanto, estas glándulas no

9 3


producen las hormonas que aumentan la producción de energía en las células. Además, en este caso son los nervios del sistema parasimpático los que mandan impulsos a los capilares, que entonces se dilatan favoreciendo la pérdida de calor. Todo esto contribuye a disminuir la temperatura corporal, y mantenerla en valores cercanos a los 37 ºC.

9. El hipotálamo es una estructura que forma parte del cerebro, pero algunas de sus neuronas producen hormonas que se almacenan en la parte posterior de la hipófisis, hasta que pasan a la sangre.

Páginas 158-159

0 4

10. a) El sistema nervioso autónomo controla el aumento de la transpiración, de las frecuencias cardíaca y respiratoria, y también disminuye la evacuación de la orina acumulada en la vejiga, que se estimula por medio del sistema simpático. El sistema nervioso de relación controla los movimientos de las piernas, a través de la elaboración de impulsos nerviosos que llegan a los músculos. b) Las respuestas, que se elaboran en la corteza cerebral, se conducen a través de nervios del sistema periférico de relación hasta los efectores, que son los músculos de la s piernas. c) La disminución de pérdida de agua por los riñones está controlada por la hormona antidiurética que produce la hipófisis. Al disminuir la glucosa en la sangre debido a su consumo por parte de las células, actúa la hormona glucagón, que aumenta la glucemia. También puede haber control hormonal de la actividad cardíaca y respiratoria y de la transpiración por acción de la adrenalina que producen las glándulas suprarrenales. 11. Las proteínas son la base para obtener los aminoácidos que permiten sintetizar las hormonas proteicas, y los neurotransmisores necesarios para que los impulsos nerviosos pasen de una neurona a otra por medio de la sinapsis. Las grasas se utilizan como materia prima para la producción de mielina, que aumenta la velocidad de conducción del impulso nervioso a través de los axones. El sodio y el potasio son necesarios para la generación del impulso nervioso. 12. a) A partir de la ingestión de agua con glucosa la glucemia aumenta hasta un cierto valor, luego disminuye y recupera el valor normal. b) Para que la sangre no tenga un aporte extra de glucosa, a partir de los alimentos que pudo haber ingerido. Así es posible comparar los valores de glucemia de cada persona con los que se consideran normales de la población. c) La hormona que no producen es la insulina, por eso no pueden disminuir la glucemia y tienen valores de glucosa en la sangre superiores a los que se consideran normales. d) El valor está dado por la línea entera. ) l / g m ( a s o c u l g e d �� n ó i c a r t n e c n o � C

Ingesta de glucosa

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

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Tiempo (h)

13. a) Las sustancias que descubrió son las hormonas vegetales denominadas auxinas, que determinan el crecimiento en largo del tallo. b) El hecho de que el crecimiento de la planta se detuviera al quitarle el extremo del tallo, y que se reiniciara al colocar nuevamente el extremo retirado, lo llevó a pensar que en esa zona del tallo se producía la sustancia que determinaba el crecimiento. 14. a) Al comparar el cerebro con una computadora se destaca el hecho de que la computadora debe armarse por completo antes de que se la pueda utilizar. En cambio, el cerebro comienza a funcionar antes de que se haya terminado su estructuración, y esa estructuración se ve influenciada por su propio funcionamiento. b) El proceso de estructuración del cerebro luego del nacimiento comienza con la formación de muchas conexiones entre las neuronas, y continúa con la eliminación de aquellas conexiones que no se utilizan tanto. Las experiencias y el contacto con otras personas, es decir, los estímulos a los que se enfrenta parecen ser el principal factor que influye en este mecanismo de estructuración cerebral. c) Porque se estima que el proceso de formación de conexiones entre las neuronas se extiende hasta los 10 años de vida y, por lo tanto, es vital que en esos años los niños puedan adquirir la mayor cantidad de experiencias posibles, que contribuirán a una mayor formación de esas conexiones y a una menor eliminación de éstas. 15. a) Nivel 1: sistema nervioso central, sistema nervioso periférico. Nivel 2: encéfalo, médula espinal, sistema de relación, sistema autónomo. Nivel 3: sistema simpático, sistema parasimpático. Nivel 4: neuronas sensitivas, neuronas motoras. Nivel 5: receptores sensoriales, efectores. Nivel 6: musculatura lisa y cardíaca, glándulas, musculatura esquelética. b) Sistemas de control. Sistema nervioso, sistema endocrino. Nivel 1: sistema nervioso central, sistema nervioso periférico, glándulas endocrinas. Nivel 2: encéfalo, médula espinal, sistema de relación, sistema autónomo, hormonas. Nivel 3: hipotálamo , sistema simpático, sistema parasimpático. Nivel 4: neuronas sensitivas, neuronas motoras. Nivel 5: receptores sensoriales, efectores. Nivel 6: musculatura lisa y cardíaca, glándulas, musculatura esquelética.


SISTEMAS DE CONTROL

c)

son

SISTEMA NERVIOSO recibe estímulos desde

SISTEMA ENDOCRINO formado por

se clasifica en

SISTEMA NERVIOSO SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO DE RELACIÓN

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

RECEPTORES a través de

NEURONAS SENSITIVAS

se clasifica en

envía mensajes a

MÉDULA ESPINAL

se clasifica en

incluye

HIPOTÁLAMO

producen

HORMONAS

SISTEMA SIMPÁTICO SISTEMA PARASIMPÁTICO

MÚSCULOS ESQUELÉTICOS son

ENCÉFALO

envía mensajes a

GLÁNDULAS ENDOCRINAS

EFECTORES a través de

MÚSCULO LISO NEURONAS son MOTORAS MÚSCULO CARDÍACO GLÁNDULAS

incluye

1 4

16. Respuesta abierta.

Capítulo 13 Sostén y movimiento Página 161 1. a) El hombre primitivo seguramente utilizó ramas, hojas grandes, corteza de los árboles, piedras, huesos o cuernos de animales para inmovilizar los miembros fracturados. Eran acciones puramente instintivas. b) Hipócrates confeccionó las primeras historias clínicas de sus pacientes, registraba en ellas sus características físicas, los síntomas, los tratamientos y los resultados. Entonces, observaba, comparaba, planteaba hipótesis, experimentaba y elaboraba conclusiones, es decir, aplicaba el método científico. c) Pueden dañarse principalmente huesos, cartílagos, músculos, tendones y ligamentos. 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


d) Los rayos X, que en la actualidad se utilizan para las radiografías o las tomografías computarizadas. e) Recuperación: la inmovilización y los vendajes. Prácticas orto pédicas: el uso de muletas. f) El bioimplante de células madre consiste en extraer células de la médula ósea mediante una punción en la pelvis y, luego de multiplicarlas en el laboratorio, se implantan en la zona afectada. Se aplicó en pacientes que no lograban soldar sus fracturas con terapias convencionales.

Página 162 2. a) Los radiolarios, los caracoles y los artrópodos poseen exoesqueleto. b) Los artrópodos tienen patas articuladas que se mueven por acción de los músculos que se insertan en su interior. El exoes-

queleto quitinoso protege de la deshidratación a los artrópodos terrestres. c) Los invertebrados que poseen endoesqueletos son los equinodermos.

Página 165 Teniendo en cuenta la figura… Huesos largos: húmero, cúbito y

radio (extremidad superior); fémur, tibia y peroné (extremidad inferior). Huesos cortos: vértebras, huesos del carpo (mano) y huesos del

tarso (pie). Huesos planos: frontal, parietal, temporal (cráneo) esternón, costillas, omóplato, etcétera.

Página 167 Pensá en la ar ticulación... Hombro: abducción (elevación activa de brazos), aducción, flexión, extensión, rotación interna, rotación externa. Columna vertebral: rotación, flexión, extensión, flexión lateral.


3 y 4. Se presenta un cuadro posible. Tipo de articulación

Movilidad

Características

Ejemplos

Sinartrosis

Carecen de movilidad, son rígidas

Se mantienen unidas por una delgada capa de tejido conectivo fibroso y denso

Huesos parietales entre sí, huesos nasales entre sí

Anfiartrosis

Pueden realizarse algunos movimientos

Las superficies articulares son planas o casi planas, el material de conexión es un disco ancho y plano de fibrocartílago

La sínfisis pubiana, la articulación entre los cuerpos vertebrales

Diartrosis

Poseen gran movilidad

Presentan: cartílago articular, menisco, cápsula articular, ligamentos

Hombro, cadera, rodilla, tobillo

Página 169 Nombrá algún músculo esquelético… Respuesta abierta.

Páginas 170-171

2 4

5. a) La función de sostén permite mantener las posturas y formas corporales características de cada organismo. b) Delfín y tiburón : ambos poseen un sistema de sostén, pero el esqueleto del delfín es óseo y el del tiburón es cartilaginoso. Mosca y caracol: ambos son invertebrados. La mosca es un artrópodo, posee exoesqueleto quitinoso y patas articuladas; el caracol tiene un caparazón calcáreo y no tiene patas. Anfioxo y salamandra: ambos son cordados porque presentan, al menos en algún momento de su vida, una varilla esquelética rígida denominada notocorda. El anfioxo presenta una notocorda bien desarrollada durante toda su vida que proporciona apoyo a los músculos utilizados en la natación. La salamandra es un anfibio con cola y, por l o general, cuatro patas. Posee una columna vertebral ósea, que se desarrolla alrededor de la notocorda y la suplanta por completo. 6. a) Exoesqueleto: formación esquelética ubicada en el exterior del cuerpo; endoesqueleto: formación esquelética ubicada en el interior del cuerpo. b) Notocorda: cordón macizo que corre a lo largo del cuerpo a manera de varilla esquelética rígida y que sirve como esqueleto interno en los embriones de todos los cordados; en la mayoría de los cordados adultos la columna vertebral es reemplazada; columna vertebral: eje del esqueleto de los vertebrados, formada por una serie de huesos cortos articulados entre sí, llamados vértebras, y localizada a lo largo de la línea media dorsal del cuerpo. c) Esqueleto axial: parte del esqueleto formada por el cráneo, la columna vertebral, las costillas y el esternón;esqueleto apendicular : parte del esqueleto constituido por las extremidades y las cinturas escapular y pélvica. d) Osteoblastos: tipo especial de células que fabrican o forman hueso nuevo depositando sales óseas en la sustancia proteica; osteoclastos: tipo especial de células que destruyen el hueso viejo formando huecos o canales. e) Sinartrosis: articulaciones rígidas, inmóviles, como las que unen los huesos del cráneo; diartrosis: articulaciones móviles que se caracterizan por la presencia de una estructura compleja que le otorga al mismo tiempo gran fuerza y flexibilidad. f) Músculo liso: tipo de músculo de contracción involuntaria que forma las paredes de las vísceras y de los vasos sanguíneos; músculo esquelético o estriado: tipo de músculo de contracción voluntaria que se inserta en los huesos mediante tendones.

g) Ligamentos: cordones fibrosos largos y fuertes que refuerzan la unión de los huesos que intervienen en una articulación móvil; tendones: especie de cordones muy resistentes de tejido conjuntivo que unen los músculos a los huesos. 7. Ejemplos de huesos largos: húmero, cúbito, radio, fémur, tibia y peroné. 8. Respuesta abierta. 9. a) Diartrosis, en bisagra. b) Diartrosis, deslizantes. c) Diartrosis, esféricas o de cabeza-cavidad. 10. Los músculos antagonistas son los que cumplen funciones antagónicas o contrarias. Los músculos carecen de la capacidad de relajarse para volver a estirarse y empujar a la estructura a su posición original; entonces, ese movimiento lo lleva a cabo otro músculo antagonista. a-e Flexor-extensor. Ejemplo: flexor del pie: plantar; extensor del pie: tibial posterior. b-f Abductor-aductor. Ejemplo: abductor del brazo: pectoral mayor; aductor del brazo: redondo. c-d Pronador-supinador. Ejemplo: pronador del antebrazo: pronador redondo en el antebrazo; supinador del antebrazo: supinador largo del antebrazo. 11. a) Respuesta abierta. Sugerencia: Palabras clave sobre estructura muscular : miofibrillas, miofilamentos, sarcómeros. Palabras clave sobre contracción muscular : estimulación, acortamiento, contracción.

Los músculos de nuestro cuerpo están conectados a nervios, a través de los cuales reciben la estimulación. La membrana celular de la fibra muscular estimulada hace que la célula libere calcio por entre las miofibrillas. Este catión facilita la unión entre los miofilamentos que forman las bandas A (miosina) y los que forman las bandas I (actina). Con el aporte de energía, las bandas A “tironean” a las bandas Iy acortan la longitud de los sarcómeros. El acortamiento simultáneo de todos los sarcómeros constituye la contracción de la fibra muscular. b) Los tendones unen los músculos esqueléticos a los huesos. Un extremo se inserta en el hueso fijo (punto de apoyo) y el otro en el hueso que se mueve. c) 1: llegada del estímulo; 2: sarcómero estimulado; 3: liberación del calcio entre las miofibrillas; 4: unión de las bandas I y A; 5: contracción del sarcómero; 6: contracción de la fibra muscular; 7: contracción del músculo.


SISTEMA MUSCULAR

12. a) Se estima que… Los huesos se renuevan permanentemente por medio de los mecanismos de reabsorción ósea y formación de nuevo hueso, hasta ser reemplazados en su totalidad. Hasta los 30 años… Predomina la fabricación de hueso nuevo por acción de los osteoblastos. Entre los 30 y los 40 años… El proceso que llevan a cabo los osteoclastos y los osteoblastos es parejo, no prevalece ninguno sobre el otro. A partir de los 40 años… La actividad de los osteoblastos se reduce, por lo que se empieza a producir la destrucción ósea. Cuando un hueso se fractura… En el lugar de la fractura los osteoblastos se vuelven muy activos, se multiplican, se distribuyen en el área afectada y forman hueso nuevo. b) El organismo requiere un suministro adecuado de calcio y otros minerales para mantener la densidad ósea. También necesita un aporte adecuado de vitamina D para absorber el calcio de los alimentos e incorporarlo a los huesos. Esto se logra con una buena nutrición. c) La osteoporosis es la disminución de la masa ósea y de la consecuente resistencia mecánica de los huesos, lo cual aumenta la probabilidad de que se produzcan fracturas. d) La densitometría ósea es una técnica que permite detectar la pérdida de calcio o el debilitamiento del hueso. Se trata de una técnica no invasiva e indolora, que utiliza rayos X de baja energía y no requiere una preparación previa por parte del paciente. Un escáner registra la radiación que atraviesa las distintas zonas del cuerpo en estudio y determina la densidad ósea de los huesos en esas zonas. 13. SISTEMA ÓSEO integrado por

Huesos constituidos por

Tejido óseo puede ser

3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


Compacto

Esponjoso

presentes en

Huesos planos

Huesos cortos

integrado por

Músculos constituidos por

Tejido muscular puede ser

Liso

Estriado

Cardíaco

Se clasifican en

Músculos cortos Músculos anchos

Músculos largos

a) Contracción involuntaria, principalmente de vísceras como estómago, intestinos, etcétera. b) Contracción rápida e involuntaria del corazón. c) Huesos, articulaciones y músculos estriados. d) El sistema nervioso. e) Las articulaciones son puntos de contacto entre dos o más elementos óseos. Podrían incluirse en el mapa del sistema óseo. 14. a) Antes del experimento, el hueso era rígido, y después pierde consistencia y rigidez. b) El ácido clorhídrico provoca el desprendimiento de las sales del hueso (carbonato cálcico). c) El hueso contiene aproximadamente un 40% de sales. d) El carbonato de calcio. e) El porcentaje de sales es más o menos constante en todos los huesos del mismo animal. En el caso de los cartílagos, éstos poseen mayor flexibilidad, l a matriz extracelular está constituida principalmente por colágeno y no poseen depósito de sal es que le otorguen la rigidez y la dureza característica del hueso.

Haversiano presente en

Huesos largos

Capítulo 14 Las defensas del organismo humano Página 173 1. a) Los antibióticos son sustancias capaces de destruir bacterias o impedir su desarrollo. Se pueden obtener a partir de cultivos de microorganismos (bacterias u hongos) o por síntesis química. b) A pesar de estar rodeados de microbios potencialmente patógenos, contamos en nuestro cuerpo con mecanismos de defensa que evitan su ingreso o los eliminan una vez que han entrado en la sangre. c) Puede ser que nos enfermemos porque nuestras defensas no se ponen en marcha eficientemente y los microorganismos actúan más rápido que las propias defensas.

d) Cuando las defensas del organismo no pueden actuar de modo eficiente, se requieren mecanismos o terapias que lo “ayudan”, como los antibióticos, que colaboran en la eliminación de bacterias. e) Las vacunas se aplican antes de que la persona se enferme, justamente para evitar la enfermedad (prevención); sin embargo, los antibióticos son un método curativo que se aplica una vez que la enfermedad ya se ha manifestado.

3 4


Página 174 2. Representa la piel. 3. Al igual que el vinagre, el estómago produce ácidos que matan bacterias.

4. Los probióticos contienen bacterias que se i nstalan en el intestino y constituyen la flora intestinal que actúa como barrera, impidiendo que otras bacterias potencialmente patógenas ingresen.

Página 176 5. a) Es importante la distribución ya que un agente extraño puede entrar o desarrollarse en cualquier parte del cuerpo, por lo cual debe estar “custodiado” en todas las zonas.

b) Sí, es lo que ocurre habitualmente, los síntomas no aparecen ya que el sistema inmunológico elimina los agentes extraños antes de que se produzca la enfermedad.

Página 177 A partir del párrafo anterior… Si el agente extraño causante de

una enfermedad ya entró alguna vez en el organismo y desencadenó una respuesta inmune, la próxima vez que entre será reconocido y eliminado rápidamente, antes de que pueda producir la misma enfermedad. Si una persona se enferma muchas veces de gripe o se resfría muchas veces en su vida, en realidad cada una de esas

enfermedades, todas con los mismos síntomas característicos, son causadas por virus diferentes, por lo tanto cada una de ellas es una enfermedad diferente. Si una persona se enfermó, por ejemplo, de la gripe X causada por el virus X, nunca volverá a tener esa misma gripe X. Podrá tener otra enfermedad con los mismos síntomas pero será la gripe Z, causada por el virus Z, una enfermedad nueva.

Páginas 178-179 4 4

6. a) El gráfico ilustra el nivel de anticuerpos circulantes en el plasma frente a la exposición a dos antígenos diferentes, uno que ingresa dos veces (el antígeno A) y otro que ingresa una única vez (el antígeno B). La línea roja representa la cantidad de anticuerpos originados ante la presencia del antígeno A, y la línea azul, la cantidad de anticuerpos en respuesta al antígeno B. b) La primera parte de la curva roja (hasta el día 28) representa la respuesta inmune primaria contra el antígeno A y la continuidad de la línea representa la respuesta inmune secundaria, desde el posterior ingreso del mismo antígeno. En el caso del antígeno B, sólo se representa un primer ingreso, y la respuesta inmune primaria que se genera (del día 28 al día 56). c) Se nota un aumento abrupto de la curva después de la segunda exposición al antígeno, es decir que en menos tiempo se genera mayor cantidad de anticuerpos. d) Debido a que, luego de la respuesta inmune primaria, quedan en la sangre linfocitos B memoria, cuando el mismo tipo de antígeno vuelve a entrar, ellos se multiplican (sin necesidad de que ocurra su activación por macrófagos y linfocitos T), y rápidamente liberan sus anticuerpos. e) La respuesta inmune secundaria contra el antígeno A y la respuesta inmune primaria contra el antígeno B ocurren simultáneamente en el organismo. f) Una vez eliminado el agente extraño, la respuesta inmune termina y, por lo tanto, baja la producción de anticuerpos específicos. 7. a) Se nota un aumento de glóbulos blancos, por encima del valor normal. b) Podría estar ocurriendo una infección en el cuerpo de esta persona, y la reacción inmune para eliminarlo. 8. a) Para imitar las condiciones del organismo y permitir que las bacterias se multipliquen. b) Se requieren varios días hasta que las bacterias en el cultivo se multiplican. c) La aparición de zonas oscuras alrededor del disco indica que allí no crecen bacterias. d) El antibiótico más efectivo sería el señalado con la letra A, ya que es el que provoca mayor daño a las bacterias que crecen a

9.

10.

11.

12.

su alrededor. Hay varios antibióticos que muestran poco efecto sobre las bacterias, entre ellos, fundamentalmente, el B, el C y el F. a) Teniendo en cuenta que los linfocitos T4 son los cooperadores, que activan al resto de los linfocitos (en la respuesta inmune primaria), si estas células se ven afectadas se altera la respuesta inmune. b) Los linfocitos T4 infectados serán reconocidos como extraños por el sistema inmune y esto desencadenará una respuesta inmune que eliminará los linfocitos T4. c) El resultado sería la eliminación de los linfocitos T4. d) “Inmunodeficiencia” significa que el sistema inmune actúa de manera deficiente, y esto se debe a la destrucción que hace el propio sistema inmune de los linfocitos T4 infectados. e) Aunque el sistema inmune reconoce el agente extraño y reacciona, el virus logra ingresar e instalarse dentro de los linfocitos T4 antes de que el sistema inmune pueda eliminarlo. f) Los antibióticos actúan contra bacterias, y el sida es causado por un virus. a) Los glóbulos rojos serán reconocidos como agentes extraños y se iniciará la respuesta inmune destinada a eliminarlos. b) Los antígenos son las proteínas A que desencadenan la respuesta inmune. c) Debido a que los glóbulos rojos de una persona de grupo 0 no tienen proteínas A ni B, no habrá antígeno que desencadene una respuesta inmune, es decir que la sangre del dador será compatible con la del receptor. d) Puesto que estas personas tienen en su sangre las proteínas A y las proteínas B no reconocerá como extraños a los glóbulos rojos que tengan una o ambas proteínas (A y/o B). Sí, a través de la inmunidad activa, natural o artificial, se adquiere memoria inmunológica. Es decir que la persona queda protegida permanentemente ya que se realiza la respuesta inmune y, por lo tanto, quedan en la sangre linfocitos B y T memoria que lo protegerán contra el mismo agente extraño si lle gara a entrar en otras oportunidades. Si a la persona herida le aplicaron en los últimos años la vacuna antitetánica no sería necesario otro tratamiento más que limpiar la herida. Sin embargo, si se quiere prevenir cualquier problema


porque no hay certeza respecto de la fecha en la que se aplicó la vacuna se le puede aplicar el suero antitetánico que contiene anticuerpos específicos contra antígenos de la bacteria. En ocasiones, aunque la persona esté vacunada se aplica el suero para proveer una protección adicional. 13. Si los microorganismos (suponiendo que sea una enfermedad infecciosa) se reproducen más rápido que los glóbulos blancos puede ocurrir que lleguen a producir síntomas de la enfermedad. En tal caso, si el médico verifica que se trata de una bacteria, puede suministrar un antibiótico adecuado que contribuya con la acción inmunológica eliminando las bacterias. 14. Sí, la acción del suero es específica, ya que se fabrica con anticuerpos específicos contra determinados antígenos. Por lo tanto, sólo actuará contra los agentes extraños que porten esos antígenos y no contra otros. 15. Características

Vacunas

Sueros

Tipo de inmunidad

Activa artificial

Pasiva artificial

Composición

Gérmenes muertos o vivos y atenuados, o sus antígenos

Anticuerpos (inmunoglobulinas)

Acción

Lenta (1 o 2 s emanas)

Inmediata

Duración del efecto

Permanente

Temporal

Aplicación

En personas sanas para prevenir enfermedades

Cuando se sospecha una infección

Ejemplos

Antitetánica, Sabin, BCG, antisarampionosa, antigripal, etc.

Antitetánico, antirrábico, antiofídico, etc.

16. Agente extraño es fagocitado por el

Macrófago que lo presenta con el MHC a los Envían linfocinas que activan a los

Linfocitos B

Linfocitos T4

Se dividen y dan origen a

Plasmocitos Actúan y eliminan

activan los

Linfocitos T8 Actúan y eliminan

Que quedan en la Células alteradas sangre y actúan en la Respuesta

Linfocitos B memoria

inmune secundaria

Se multiplican y liberan Ocurre cuando vuelve a entrar un mismo tipo de

Anticuerpos Se unen específicamente a los

Antígenos


Capítulo 15 Población humana y salud Página 183 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


1. a) Existen diferentes modos de transmisión, entre ellos: por el aire exhalado en la respiración; a través del contacto entre las personas; a través del agua y de los alimentos contaminados; a través de animales transmisores. b) Los resultados de la experiencia de Jenner se explican por la gran similitud entre el agente causante de la viruela vacuna y el de la viruela humana. Lo que ocurrió es que la presencia del agente causante de la viruela vacuna generó una respuesta inmune y quedaron en la sangre anticuerpos y linfocitos de memoria que actuaron contra el agente causante de la viruela humana.

c) Algunos de los métodos preventivos son: el lavado de las manos, la utilización del agua potable, tener una alimentación adecuada, una vida activa, no beber alcohol en forma descontrolada, evitar el tabaco y las drogas, usar preservativos en las relaciones sexuales. d) De esta forma, las personas más alejadas de los centros sanitarios que en ocasiones no acceden a los cuidados médicos podrían recurrir a un método preventivo muy importante.

Página 184 Para empezar, respondé... Respuestas abiertas.

2. Una alteración genética puede causar un cambio en una característica del organismo, que puede derivar en una enfermedad. 3. Sí, es posible. Determinadas enfermedades con el tratamiento adecuado permiten llevar una vida sana, desarrollar las actividades cotidianas, físicas y mentales. Por ejemplo, una persona diabética con el tratamiento adecuado y una dieta baja en carbohidratos puede llevar una vida sana. Lo mismo, una persona

5 4

celíaca que consume alimentos libres de gluten (harina de trigo, avena, cebada y centeno). 4. Los ejemplos podrían ser: una persona con predisposición a las caries consume azúcares en exceso y no se limpia los dientes; una persona que tiene predisposición a padecer hipertensión (presión arterial alta) y come con abundante sal y grasas; una persona con predisposición a enfermedades pulmonares o de los bronquios y fuma.

Página 185 5. Sí, existen factores vinculados con el estilo de vida que son modificables. Por ejemplo, la higiene personal y hogareña, hacer actividad física, no fumar, no excederse en el consumo de alcohol, evitar las drogas, usar preservativo en las relaciones sexuales.

6. En algunos factores la influencia es directa, como contribuir a mantener la higiene en los lugares públicos. En otros casos, la actitud ciudadana de reclamo y denuncia puede contribuir a que las normas y los controles de salud pública se cumplan.

Página 186 7. Las enfermedades no transmisibles o no infecciosas serían, entre otras, la anemia, el infarto, el cáncer y la alergia, producidas por otras causas, no por microorganismos. 8. Uno de los motivos es que en invierno es habitual que estemos en ambientes cerrados donde es más fácil la transmisión de los microorganismos de una persona infectada a una sana. Además, los microbios se encuentran más “a gusto” dentro del organismo humano, donde están en temperaturas adecuadas.

9. Aire: ventilar los ambientes; agua: hervir el agua que se utiliza para usos domésticos; alimentos: conservarlos adecuadamente y mantener la higiene de manos y utensilios, así como lavarlos y cocinarlos bien; vectores : si no se puede eliminar el agente causante, se debe controlar el vector, ya que sin vector no se transmite la enfermedad; fluidos corporales: usar preservativo en las relaciones sexuales, evitar la drogadicción y el uso de jeringas; contagio: evitar el contacto con personas infectadas o sus pertenencias.

Página 188 ¿Qué te sugiere el título...? Respuestas abiertas. 6 4

Páginas 190-191 10. a) Respuesta abierta; depende de los afiches trabajados. Para los ejemplos del libro: el primero busca prevenir los golpes de calor, sobre todo en personas mayores; el segundo se basa en la prevención del sida; el tercero busca crear conciencia sobre la necesidad de usar el cinturón de seguridad para prevenir accidentes de tránsito; el cuarto intenta crear conciencia acerca de la importancia de la donación de sangre para salvar vidas; el quinto brinda información sobre enfermedades comunes de los niños en época invernal, con el objetivo de prevenirlas. b) Algunos de los afiches ofrecen más información, otros tienen un efecto más visual. Cada uno es diferente según el tipo de enfermedad que trate y el objetivo que tenga, informar y/o prevenir. c) La información de los afiches va destinada a un público general. Se supone que el objetivo es que todas las personas lo entiendan y generar conciencia acerca de los riesgos y la forma de prevenir cada tipo de enfermedad en particular. d) Sí, para que todas las personas puedan tener información y cada uno pueda tomar las medidas preventivas necesarias. Las campañas masivas pueden llegar a gente que, de otro modo, no accede a la información. 11. a) PROBLEMAS

SOLUCIONES

Construcción de las pasteras en Fray Bentos, Uruguay, que contaminarían el río Paraná también del lado argentino.

Se propone lograr el consenso y el control de la contaminación.

En las grandes ciudades hay problemas de recolección de basura, inundaciones por alcantarillas obstruidas, escapes de vehículos, descuido de parques, etcétera.

Organización adecuada, información, educación y aplicación de multas para conservar la limpieza y el orden urbano.

La cuenca hídrica Matanza-Riachuelo tiene gran suciedad y hedor en sus aguas por los residuos industriales y cloacales que se vierten sin tratamiento, por las embarcaciones hundidas y por los desechos arrojados.

Se debe exigir a las industrias linderas que apliquen la última tecnología para reducir la polución.

PROBLEMAS La mitad de nuestra población carece de agua potable y de cloacas. Las inundaciones del Bermejo, del Pilcomayo y de otros ríos afectan extensas zonas rurales. Hay desertización y salinización de los suelos, tala irracional de árboles, cambios climáticos a causa de esa deforestación. Problemas globales son el cambio climático y la gripe aviaria, entre otros.

SOLUCIONES La Argentina necesita una política ambiental. Apuntar a un desarrollo sustentable. Acordar políticas de Estado comunes con sus vecinos y acuerdos regionales para controlar coordinadamente los peligros para la producción agropecuaria. Colaboración internacional; alerta permanente e intercambio de información; establecer, por un interés común, una alianza para la protección del ambiente.

b) Lo que debe establecerse y controlarse, en sintonía con la evolución de los progresos científico-técnicos, son los límites aceptables y tolerables de contaminación. Se debe prevenir y anticipar las consecuencias. c) Respuesta abierta. La idea es hablar acerca de las actitudes personales cotidianas que influyen sobre el ambiente, y proponer la difusión mediante afiches, charlas en la comunidad, u otros medios, de la forma de colaboración ciudadana deseable. 12. Respuestas abiertas.


Capítulo 16 Reproducción, crecimiento y desarrollo Página 197 1. a) Respuesta abierta y puesta en común. b) Respuesta abierta y puesta en común. c) y d) Los alumnos pueden identificar los caracteres de su propio sexo: en los varones: el cambio de la voz, el crecimiento del vello y de la barba, el ensanchamiento de los hombros, la eyacu-

lación, etc. En las mujeres: el crecimiento de las mamas, del vello púbico, el ensanchamiento de las caderas, la menstruación, etc. En ambos casos los cambios se relacionan con modificaciones hormonales, más precisamente con una mayor producción de hormonas sexuales.

Página 198 2. La función de reproducción y la actividad sexual están reguladas por hormonas que, a su vez, están reguladas por el sistema nervioso. Por lo tanto, diferentes estímulos que influyen en la activi-

dad neuroendocrina pueden afectar la liberación de hormonas sexuales y, en consecuencia, la actividad sexual y reproductiva, así como el ciclo menstrual.

Página 199 ¿Cuántos espermatozoides…? Se forman 4 espermatozoides a partir de cada célula germinal en el proceso de meiosis.

Página 203 3. Opción d. Los espermatozoides que se depositan en la vagina inician un recorrido ascendente por el útero, hasta alcanzar el oviducto o la trompa de Falopio, donde un espermatozoide se encuentra con el óvulo y se puede producir la fecundación.

4. Desde el momento de la ovulación, si la mujer mantiene relaciones sexuales sin protección en el período fértil del mes es probable que se embarace. Es decir que al comenzar la ovulación la mujer ya puede procrear.

Página205 5. Hay que tener en cuenta que el óvulo vive entre 48 y 72 horas en el oviducto luego de la ovulación, y que los espermatozoides viven hasta 72 horas dentro del sistema reproductor femenino. Por lo tanto, si los espermatozoides entran tres días antes de la ovulación, cuando el óvulo esté disponible podrá ocurrir la fecundación. Del mismo modo, si los espermatozoides entraran

dos días después de la ovulación el óvulo aún estará viable para ser fecundado. 6. En realidad no se puede conocer el día de ovulación ya que no es fijo, y al estar regulado por el sistema neuroendocrino –que es sensible a estímulos externos– no se sabe con exactitud cuándo ocurrirá.

Página206 El ombligo es la huella… Al producirse el parto se corta el cordón um-

bilical que conectaba a la madre y al niño, y le permitía nutrirse (respirar, alimentarse y excretar desechos). El cordón umbilical contiene vasos san 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


guíneos que llegan desde la placenta al abdomen del feto y se conectan con su sistema circulatorio. Por lo tanto, el ombligo es el rastro que queda del cordón umbilical luego de que lo cortan.

Página207 ¿Qué sucede con los folículos…? En este caso, los folículos ováricos no maduran y no hay ovulación, y por lo tanto no es posible el embarazo.

Páginas 208-209 7. El esquema representa el ciclo vital humano. El ciclo comienza por un joven y una joven en cuyos organismos se da el proceso de meiosis, por el cual generan gametas masculinas y femeninas, respectivamente. Cuando el óvulo y el espermatozoide se encuentran y ocurre la fecundación se origina la cigota, que se multiplica por mitosis y da lugar a la formación del embrión que crece y se desarrolla hasta el nacimiento, luego de nueve meses de gestación. El bebé crece y se desarrolla y atraviesa las etapas de niñez, pubertad y llega a la adolescencia, en la cual se inicia en su cuerpo la meiosis. Así se convierte en adulto y el ciclo vuelve a comenzar. 8. a) Órganos masculinos: vejiga urinaria, conducto deferente, vesículas seminales, próstata, escroto, testículo, pene, prepucio, epidídimo, uretra. Órganos femeninos: ovario, trompa de Falopio, útero, vagina, vulva. b) Los espermatozoides, inmóviles, pasan del testículo al epidídimo,

donde se almacenan hasta que adquieren movilidad; desde allí avanzan por los conductos deferentes y desembocan en la uretra. El óvulo sale del folículo ovárico y recorre las trompas de Falopio hasta llegar al útero. La unión del óvulo con el espermatozoide se produce en las trompas de Falopio. 9. a) Cuello del útero: canal que comunica la vagina con el útero. b) Cordón umbilical: conducto con vasos sanguíneos que conecta a la madre con su hijo, y a través del cual éste se nutre. c) Placenta: tejido formado por la madre y el embrión, a través del cual intercambian sustancias entre ambos. d) Oviducto o trompa de Falopio: conducto que comunica al ovario con el útero, por el cual circulan los óvulos y donde puede producirse la fecundación. e) Saco amniótico : bolsa que rodea al embrión/feto, lo protege, evita golpes y su deshidratación.

7 4


10. a) Verdadero. Las píldoras contienen las mismas enzimas que se producen durante el embarazo en altas concentraciones. Al mantener elevadas las concentraciones de estrógenos y progesteronas, como ocurre en un embarazo, se evita la maduración de un nuevo folículo, la ovulación y la posibilidad de embarazo. b) Falso. El feto no utiliza su sistema respiratorio sino que incorpora y elimina los gases de la respiración a través del intercambio entre su sistema circulatorio y el de la madre que se conectan en la placenta. c) Verdadero. A través de la placenta el embrión/feto obtiene nutrientes y oxígeno, con los cuales realiza, en sus células, la respiración celular, y elimina los desechos, producto de su actividad metabólica. 11. Hormona

Dónde se produce

Dónde actúa

8 4

Hip ófisis

Testículos y ovarios

Folículo estimulante

Hipófisis

Ovarios y testículos

Testosterona

Testículos

Testículos y otros órganos

Estrógenos

Progesterona

Ovarios: folículo y cuerpo lúteo Ovarios: cuerpo lúteo

14. La talidomida es un fármaco que comenzó a utilizarse al final de la década del 50 en Europa para tratar la ansiedad, el insomnio y los vómitos matutinos. En la década del 60 se comprobó que causaba efectos indeseables (malformaciones) en los recién nacidos y por esa razón la retiraron del mercado. Recientemente, la Secretaría de Alimentos y Fármacos de los Estados Unidos (FDA) aprobó la talidomida como fármaco, pero esta vez se elaboraron normas rígidas para su utilización. Este fármaco resultó muy útil para el tratamiento de enfermedades como las úlceras bucales y de garganta en pacientes con sida, artritis reumatoidea y lupus eritematoso.

Función

Liberadora de Hipotálamo Hipófisis gonadotrofina Luteinizante

13. El hábito de fumar aumenta el rie sgo de aborto espontáneo, parto prematuro y bajo peso en el recién nacido. El alcohol y el tabaco pueden provocar un retraso en el crecimiento intrauterino. El exceso de alcohol en la madre genera complicaciones en el bebé que pueden llegar hasta la primera infancia.

Estimula la liberación de las hormonas hipofisarias Estimula la ovulación y la formación del cuerpo lúteo, y la producción de testosterona en los hombres Estimula la maduración de folículos en los ovarios y la producción de testosterona Producción de espermatozoides y caracteres sexuales secundarios Provoca el engrosamiento del endometrio y la aparición de los caracteres sexuales secundarios

Útero y otros órganos

Produce el engrosamiento del endometrio

Útero

12. Le faltan los conectores. a y b) puede ser

Sistema reproductor puede ser

Masculino que desarrollan los

Femenino

produce

produce que regulan el

Andrógenos

Caracteres sexuales masculinos

Espermatozoides

Ciclo ovárico

Testículos Escroto

Canal deferente

Vesículas seminales

llegan a la

y por el

que estimulan la formación de

que consta de

de ahí pasan al

en el

Estrógenos y progesterona

Menstruación

Ovulación

Próstata

Pene

se conecta por la

Folículos

Trompa con el

Útero

Uretra que se extiende a lo largo del

Caracteres sexuales femeninos

Óvulos que contiene los

Epidídimo

que estimulan el desarrollo de

que interviene en el

Acto sexual

que interviene en el

que puede llegar a dar lugar a la

CIGOTA

que se divide y forma el

Placenta

se nutre a través de la

Embrión que al crecer se llama

Feto sale en el

Parto

protegido por el

Líquido amniótico

que desemboca en la

Vagina


Capítulo 17 Genética y herencia Página 211 . a) El criminal puede dejar manchas de sangre, semen, saliva, cabellos, escamas de piel, de las cuales se pueden extraer células y analizar el ADN para determinar la identidad. b) Un perfil genético único significa que cada persona tiene una combinación particular de ADN, diferente de la de otras personas. c) Los gemelos se obtienen de una única cigota que se separa en dos grupos de células, cada uno de los cuales desarrolla todo un individuo. Al provenir de la misma cigota (formada a partir de la unión de un óvulo y un espermatozoide), ambos tienen la misma información genética. d) Se obtiene el perfil genético de un sospechoso a partir de u n análisis automatizado del material genético. Una vez obtenido el perfil se comparan fragmentos particulares del material genético

(marcadores genéticos) de los sospechosos que proporciona el juzgado interviniente, con los mismos fragmentos de ADN del banco genético. Al compararlo se establece la correspondencia (si son iguales) y se puede determinar la culpabilidad del sospechoso. e) Dado que cada individuo contiene en sus células la mitad del material genético de cada padre, se puede establecer el parentesco mediante la comparación del ADN del hijo con el de ambos padres. El material genético del hijo debe ser una combinación del ADN de ambos padres. f) Los factores a los que Mendel hacía referencia, sin saberlo, se relacionan con el ADN, descubierto muchos años después, que determina las características de cada individuo y que se transmiten de un individuo a su descendencia.

Página 212 Repasá lo que viste en el capítulo 5… Los organismos que se re-

producen asexualmente se dividen mediante mitosis. Las células somáticas de los organismos pluricelulares también utilizan este mecanismo para dividirse. El padre aporta la mitad de su ADN a través del espermatozoide y la madre aporta la mitad de su ADN en el óvulo; estas células contienen la mitad del material genético, ya que se originan por el proceso de meiosis, y se unen en la fecundación,

formando la cigota que contiene el total del material genético del nuevo individuo. 2. Parte del ADN es idéntico en todos los seres humanos y es el que determina los caracteres propios de la especie. Una mínima porción del ADN es levemente distinta en la secuencia de nucleótidos que lo forman y eso determina las diferencias entre uno y otro.

Página 214 3. a) y b) Como concluyó Mendel, el factor amarillo, en e ste caso, es dominante sobre el verde. Por lo tanto, basta con que la planta tenga un factor dominante para que el color amarillo se manifieste y el color verde quede oculto, aunque el factor recesivo esté presente.

4. Para que se manifieste el carácter recesivo, ambos factores deben ser recesivos (yy). En el caso contrario, con la presencia de un único factor dominante ya se manifestaría el carácter dominante.



Antes de seguir leyendo… Los factores hereditarios de Mendel son los

genes. Están constituidos por ADN. El conocimiento de la estructura del ADN, los alelos múltiples, la codominancia, etcétera.

¿Considerás que el concepto…? Con lo que hoy llamamos alelos. De esto, ¿se puede concluir que…? El fenotipo para cada característica

depende del genotipo.

Página 217 5. La cruza es Gametas Cuadro de Punnet:

yy x Verde y, y Y y

y Yy yy

Yy Amarilla Y , y

En la siguiente generación se obtendría la mitad de organismos de genotipo heterocigota y, por lo tanto, de semillas amarillas, y la otra mitad de genotipo homocigota recesivo, o sea de semillas verdes. En este caso, coincide la proporción de genotipo y de fenotipo.

y Yy yy

Página 218 A partir de la figura 7-13... En la figura se muestra que cada ca-

racterística está determinada por una proteína, y ésta se encuentra

codificada por un gen particular. Por lo tanto, genes similares darán lugar a características similares.

9 4


Páginas 220-221

0 5

6. a) Falso. Los descendientes muestran uno solo de los caracteres y siempre el mismo (dominante). b) Verdadero. Al cruzar dos individuos de F1 (de rasgo dominante y heterocigotas), en sus descendientes la relación es de 3 a 1 (dominante a recesivo). c) Falso. Esta explicación se refiere al fenotipo. El genotipo se refiere a los alelos que conforman un gen particular. d) Verdadero. Cada uno de los progenitores en la reproducción sexual aporta la mitad de su material genético a las células del hijo. e) Falso. Los alelos se distribuyen y se comportan como unidades independientes. Si hay una característica intermedia se debe a una combinación de los caracteres para los cuales codifican los alelos. 7. a) Sí, es posible. Sabiendo que el genotipo del hijo debe ser homocigota recesivo (ya que manifiesta el carácter recesivo), ambos padres deberán tener genotipo heterocigota para esta característica. De esta forma ambos padres tienen el alelo dominante que determina que sus ojos sean marrones, pero a su vez tienen el alelo recesivo (que permanece “oculto”) pero que le transmiten a su hijo. Si se representa el alelo dominante con la letra C y el recesivo con la c: padre de ojos marrones x madre de ojos marrones Cc Cc Gametas C y c C y c hijo de ojos celestes cc

b) Es imposible que una pareja, ambos de ojos celestes (cc), tenga hi jos de ojos marrones (CC o Cc), ya que para tener ojos marrones deben tener al menos un alelo dominante (C) y ninguno de sus padres se los puede transmitir, porque ambos tienen ojos celestes (genotipo homocigota recesivo, cc). c) Sí, es posible que un padre de ojos marrones (CC o Cc) y una mujer de ojos celestes (cc) tengan hijos de ojos marrones. Lo que se sabe es que el genotipo del hijo deberá ser heterocigota (Cc), ya que la madre le transmite uno de sus alelos recesivos. d) Nacerán hijos con ojos celestes si ambos padres tienen genotipo heterocigota (Cc). En tal caso, la proporción numérica teórica será de 1 niño de ojos celestes cada 3 hijos de ojos marrones. padre de ojos marrones x madre de ojos marrones Cc Cc C y c Gametas C y c

C c

C CC Cc

Es decir que uno de cada 4, o un 25% de los hijos de esta pareja, podría tener ojos celestes.

c Cc cc

8.

a

GAMETAS

DESCENDIENTES

Miope Aa

Normal aa

FENOTIPOS GENOTIPOS

a

a

A

a

A

Miope aA

Miope aa

Conclusión: la mitad (50%) podrían ser de fenotipo miope (genotipo Aa) y la mitad (50%) de fenotipo vista normal (genotipo aa).

9. Respuesta abierta. A modo de ejemplo: a) Alelo / cromosomas homólogos: cada alelo es una de las alternativas que constituye un gen. Es decir que el gen está integrado por dos alelos , y cada uno es una secuencia de ADN que codifica para una alternativa de la característica particular para la cual ese gen codifica. Ambos alelos del mismo gen se ubican en cromosomas homólogos , uno materno y otro paterno. Es decir que cada individuo tiene información doble para cada característica. b) Genotipo / fenotipo: el genotipo está determinado por el tipo de alelos que conforman un gen. Ambos pueden ser iguales ( genotipo homocigota) o diferentes ( genotipo heterocigota). El genotipo se considera para cada característica en particular. La combinación y la interacción de ambos alelos determina cuál será la característica codificada por esos alelos que se expresará en el individuo, es decir el fenotipo. Por lo tanto, el fenotipo depende del genotipo. c) Mutación / evolución: las mutaciones son cambios casuales en la secuencia del ADN. Al producirse un cambio en los nucleótidos que integran un gen, este cambio puede influir en la proteína y en la característica para la cual ese gen codifica. Las mutaciones pueden provocar la aparición de caracteres nuevos en los organismos. En el proceso evolutivo esta aparición de cambios ha determinado la supervivencia y selección de determinados individuos sobre otros. Y, junto con otros factores que favorecen la diversidad, ha determinado la formación de nuevas especies, su adaptación y su continuidad, es decir, la evolución de las especies. 10. El esquema representa el proceso metabólico que va desde la codificación en el ADN hasta las posibles características que se manifiestan en el individuo a partir de la expresión de los genes presentes en el ADN. La expresión de la información genética se realiza a través del proceso de síntesis de proteínas, que consta de las etapas de transcripción y de traducción. Los genes codifican para la síntesis de proteínas que cumplen funciones variadas en el organismo. Hay proteínas estructurales, proteínas enzimáticas y proteínas que cumplen las funciones de hormonas, entre otras. También se puede mencionar la hemoglobina como proteína de transporte. 11. Si el ADN sufre un cambio, ese cambio puede trasladarse a la molécula de ARNm (si el cambio en el ADN está en la hebra transcripta). El cambio en el ARNm produciría, a su vez, una alteración en la “lectura” del ARNm que podría provocar un cambio en el aminoácido que se agrega a la proteína en construcción. 12. a) GUGCACCUGACUCCUGAGGAG. b) Valina, histidina, leucina, treonina, prolina, glutamato, glutamato. c) Hay un par de bases cambiadas. En la hebra inferior, en lugar de T hay A. GTG CAC CTG ACT CCT GTG GAG CAC GTG GAC TGA GGA CAC CTC d) GUGCACCUGACUCCUGUGGAG. e) Valina, histidina, leucina, treonina, prolina, valina, glutamato. Hay un aminoácido cambiado. En lugar de glutamato hay valina. f) Dado que la hemoglobina une y transporta oxígeno en la sangre, una proteína anormal podría dificultar el transporte de oxígeno a las células y, en consecuencia, el proceso de respiración celular.


13. Genética

Ciencia que estudia cómo están determinadas las características en el ADN, cómo se expresan en el organismo, y cómo se transmiten de un individuo a otro.

Gen

Fragmento de ADN que determina la síntesis de una proteína y, a través de ella, una característica del individuo.

Alelos

Variantes de un mismo gen.

Carácter dominante

Aquel que predomina en el fenotipo cuando el genotipo es heterocigota.

Carácter recesivo

Aquel que sólo se manifiesta cuando el genotipo es homocigota recesivo.

Genotipo

Tipo de genes y sus alelos que determinan las características de un individuo.

Fenotipo

Expresión de las características, visibles o no, que depende del genotipo.

Herencia

Conjunto de todos los genes y la secuencia de nucleótidos que forman los cromosomas de una célula.

Genoma

Transmisión de las características de una generación a la otra.

Mutación

Cambio casual en el ADN que podría determinar un cambio en una característica.

Código genético

Patrón universal de correspondencia entre secuencias de nucleótidos y los aminoácidos que constituyen las proteínas.

14. La idea no es llegar a una conclusión acerca de la veracidad de estas afirmaciones, sino discutir acerca de la relación entre genes y ambiente en la determinación de las características del individuo. Asimismo, se puede trabajar la idea de “predisposición” a una característica, lo que no significa que la persona desarrollará

esa característica sino que dependerá en cierta medida de sus hábitos cotidianos (alimentación, actividad física, tabaco, alcohol, exposición al Sol, etcétera).

Capítulo 18 Biotecnología Página 223 1. 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


a) Empleo de seres vivos en actividades cotidianas; conocer la genética en plantas y animales; descubrir microorganismos; conocer la genética en los microorganismos; reconocer el ADN como material genético universal; descifrar el proceso de síntesis de las proteínas; combinar el ADN de dos individuos. b) Se produce en la hipófisis humana y estimula la síntesis de proteínas, favoreciendo así el desarrollo de los músculos y los huesos y, de esta forma, el crecimiento. c) Ésta era extraída de la hipófisis de cadáveres, por lo que, además de ser muy costosa, era extremadamente difícil de conseguir. Se descubrió la relación que había entre las muertes debido a una enfermedad del cerebro, que causa locura y muerte, y la hormona extraída de cadáveres humanos. d) Consiste en introducir el gen que produce la hormona del crecimiento humano (gen localizado en el cromosoma 17) en

bacterias como la Escherichia coli o en cultivos de células de mamíferos. Luego se purifica la hormona y se la comercializa así. e) Un laboratorio argentino pudo obtener, mediante técnicas de clonación, vacas transgénicas (que contienen un gen de otro organismo), cuya leche contiene la hormona del crecimiento. f) La biotecnología está presente más de lo que imaginamos. Si se considera la biotecnología tradicional (uso de organismos, sus células o sus derivados para producir un bien o un servicio útil al hombre), productos como el yogur, el vino y el pan, entre otros, involucran procesos de biotecnología tradicional. La biotecnología moderna (que incluye técnicas de ingeniería genética) está presente en los productos alimenticios, de limpieza y farmacéuticos que contienen productos elaborados mediante esas técnicas de ingeniería genética.

Página 224 2. Los probióticos son microorganismos que se integran a la flora bacteriana cuya función es formar un tapiz en el intestino delgado, impidiendo que otros microorganismos potencialmente patógenos se instalen en esa zona. Forman parte de las

defensas inespecíficas (aquellas que actúan de igual manera frente a cualquier agente extraño a diferencia de la respuesta inmunológica que es específica para cada antígeno). 3. Las lipasas degradan lípidos, las proteasas degradan proteínas

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y las amilasas degradan carbohidratos. Estas moléculas –lípidos, proteínas y carbohidratos– forman parte de las manchas de alimentos, sangre, barro, etc. Las enzimas (lipasas y protea-

sas) intervienen en el proceso de digestión química y son las que se utilizan para fabricar los jabones en polvo.

Página 225 Explicá por qué creés que este descubrimiento… El hecho de tener

Explicá en tu carpeta… Como se trabaja con mayor precisión y con-

un código genético común hace posible transferir y combinar ADN de diferentes organismos, y que se exprese en el organismo receptor. Por ejemplo, un gen humano que se expresa en una bacteria. Relacioná en una frase… Un organismo transgénico es aquel al que le transfieren un gen, y su incorporación al genoma receptor da lugar al ADN recombinante (formado por ADN de dos individuos).

trol sobre los genes y las características que se transfieren, se evita el azar que hay en los cruzamientos tradicionales. Esto aporta más seguridad y, además, es un procedimiento más rápido.

Página 227 ¿Qué son las mutaciones?... Las mutaciones son cambios en el

2 5

ADN y estos cambios también se expresan en las características que codifica ese ADN. La biotecnología utiliza la mutagénesis (producción de cambios en el ADN) para otorgarle a ese ADN el cambio de información deseado, lo cual se traduce en la obtención de la proteína deseada. 4. a) Las cadenas representan fragmentos de la molécula de ADN de las plantas. b) Cada cadena representa el ADN de un individuo diferente. c) Un gen (fragmento de ADN) que codifica para una proteína que determina una característica de interés. d) En el primer caso, la flecha hacia abajo indica la generación

de un nuevo individuo a partir del cruzamiento sexual de ambas especies originales. En el segundo esquema, la flecha hacia la derecha indica la transferencia del gen de interés de un organismo al otro, y la flecha hacia abajo muestra la obtención de la nueva variedad a partir de una de las plantas originales (la comercial) modificada. e) La principal diferencia es que la cadena resultante en el primer caso es una mezcla de los diferentes genes de ambos progenitores, mientras que en el segundo esquema la variedad resultante sólo difiere en un gen respecto de la variedad comercial original. La nueva variedad es igual a la original excepto en que incluye un gen que determina una característica de interés.

Páginas 230-231 5. a) B IORREMEDIACIÓN b) P L Á S M I D O c) RE COMBINANTE d) TRADICIONAL e) R ESTRICCIÓN f) V E C T O R g) INSULINA h) PR OBIÓTICOS i) L I G A S A j) S O J A k) T R A N S G É N I C O l) I N G E N I E R Í A G E N ÉT I C A m) MUT AGÉNESIS

Biotecnología: es el empleo de seres vivos o sus componentes para la obtención de bienes y servicios. A diferencia de la biotecnología tradicional, la biotecnología moderna emplea técnicas de ingeniería genética que permiten obtener proteínas recombinantes (hormonas, enzimas, etc.), mejorar vegetales, animales y otros organismos que tienen diversas aplicaciones ambientales e industriales. 6. a) La técnica destinada a obtener un maíz transgénico tolerante a las sequías. b) Se transfiere la tolerancia a las sequías. c) Se transfiere el gen que codifica para la característica deseada. d) Es una planta que habita en ambientes áridos, donde escasea el agua. Tiene espinas y tallos gruesos que almacenan agua. Éstas son adaptaciones evolutivas que le permiten sobrevivir en esas condiciones. e) Se podría cultivar maíz en zonas donde actualmente no es posible hacerlo.

f) La posibilidad de sembrar maíz en zonas áridas representaría una ventaja para los productores y además implicaría un crecimiento económico y social de la región y sus pobl adores. 7. Respuesta abierta. 8. a) El ADN y el ARN que ingresan con el alimento se degradan en el sistema digestivo y sus unidades, los nucleótidos, pueden ser aprovechados por las células para formar el propio ADN y ARN. b) Se transfiere el ADN y el ARN, iguales a los presentes en nuestras células y en los alimentos convencionales. Ese material genético, al igual que el presente en alimentos “convencionales”, es degradado en su pasaje por el sistema digestivo. c) Existen diferentes organizaciones ambientalistas que se oponen a los transgénicos, la principal es Greenpeace. Sus argumentos se pueden agrupar en inquietudes acerca del daño a la salud humana (alergenicidad, transferencia horizontal y la resistencia a los antibióticos, la ingesta de ADN extraño, modificación de las cantidades de nutrientes, etc.); el daño al ambiente (flujo de genes desde los cultivos a la maleza, el flujo de genes de un cultivo a otro, resistencia a los antibióticos, filtración de proteínas transgénicas en el suelo, el daño a animales de la zona); la modificación de las prácticas actuales de cultivo y producción de alimentos en los países desarrollados. d) La autorización para la comercialización de un cultivo transgénico está a cargo de la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación (SAGPyA), y se basa en los informes elaborados por sus comisiones asesoras: Conabia (Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria). La Conabia evalúa los posibles riesgos que puede causar la introducción del cultivo transgénico en los agroecosistemas.


Esta evaluación ocurre en dos etapas. Durante la primera, la Conabia determina si el cultivo transgénico puede ensayarse en condiciones experimentales en el campo (condiciones de confinamiento) o no. Durante la segunda, que transcurre después de tales ensayos, la Conabia evalúa la posibilidad de que el cultivo transgénico se siembre en gran escala (no confinado). Como resultado final, autoriza la liberación del cultivo transgénico para su siembra a escala comercial. Senasa (Comité Técnico Asesor sobre el uso de Organismos Genéticamente Modificados del Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria). El Comité Técnico Asesor sobre el uso de OGM del Senasa evalúa los riesgos potenciales para la salud animal y huma-

na derivados del consumo, como alimento, del cultivo transgénico o sus subproductos. Estudia la presencia de tóxicos, alérgenos y de posibles modificaciones nutricionales que se podrían haber introducido por la transformación genética. DNMA (Dirección Nacional de Mercados Agroalimentarios). Con un informe favorable de la Conabia y del Comité Técnico Asesor sobre el uso de OGM del Senasa, la Dirección Nacional de Mercados Agroalimentarios determina la conveniencia de la comercialización del material genéticamente modificado para evitar potenciales impactos negativos en las exportaciones argentinas.

Capítulo 19 Las teorías evolutivas Página 237 1. a) En el Popol Vuh se ve una perspectiva claramente creacionista, según la cual los seres vivos y su diversidad son producto de un plan divino. Se mencionan un Creador , un Formador y Progenitores. Los alumnos pueden mencionar el origen de los seres vivos como resultado del proceso de evolución química y la generación espontánea. También la llegada de las primeras formas de vida en meteoritos (panspermia), o creencias religiosas. b) Por ejemplo, las religiones católica y judía y otras culturas aborígenes, como los Incas, presentan pensamientos de índole creacionista.

c) Las mutaciones son cambios en el material genético y, por lo tanto, constituyen una fuente de variabilidad, generan individuos con diferencias sobre los cuales puede actuar la selección natural. d) El sentido de esta actividad es poder recoger las ideas previas de los alumnos acerca del origen de los cambios evolutivos en los seres vivos. Y resaltar, en las conclusiones, la idea de que los seres vivos que conocemos en la actualidad provienen de otras formas de vida del pasado, y que es un proceso de cambio azaroso, sin finalidad ni intención.

Página 238 Sugerí frases habituales… El sentido de esta actividad es identificar

la relación habitual entre el término “evolución” y la idea de progreso. Por ejemplo: “El equipo está jugando mejor, evoluciona partido tras partido”. “Tus calificaciones son más altas, estás evolucionando en tu rendimiento”. “El paciente está evolucionando bien”, etcétera.

2. La diferencia radica en el modo como se ordenan los nucleótidos, es decir, en su secuencia. Por otra parte, el genoma de los seres vivos eucariontes es más grande que el de los procariontes (bacterias).



3. Evolución química hace referencia a los cambios en las moléculas que existían en la Tierra primitiva, mientras que evolución biológica alude a cambios en los seres vivos a lo largo del tiempo.

4. La generación espontánea de las primeras formas de vida fue el resultado del proceso de cambio sufrido por las moléculas en la Tierra primitiva (proceso de evolución química).

Página 240 Antes de continuar… Esta pregunta pretende generar un debate a

partir de lo estudiado. La idea es que las primeras formas de vida surgieron por generación espontánea, un proceso que sólo pudo haber ocurrido en las condiciones existentes en la Tierra primitiva. Esto no contradice las conclusiones de Pasteur que hacen referencia a la formación de vida en las condiciones actuales. 5. Las microesferas serían algo así como un estadio previo a las primeras células, ya que aun cuando no lo son poseen características propias de las células actuales: aislamiento selectivo del

medio, reacciones químicas internas y posibilidad de generar otras estructuras similares a ellas. 6. Si bien todos los seres vivos provienen de otro ser vivo, las primeras formas de vida se habrían originado por el proceso de generación espontánea. Este proceso sólo fue posible en las condiciones particulares que presentaba la Tierra primitiva hace 4.000 millones de años. No contradice a Pasteur ya que, efectivamente, en las condiciones actuales la generación espontánea no existe; los seres vivos se originan por reproducción.

Página 241 ¿Qué opinás acerca de…? Respuesta abierta. Orientar la respuesta

a la identificación de que aún se pueden observar vestigios del pensamiento aristotélico en algunas interpretaciones del mundo natural, considerando al hombre como fin último de la Naturaleza. Por

ejemplo, discursos ecologistas sostienen “que los recursos naturales ‘están para’ ser utilizados por el hombre”. Esta postura se denomina “antropocentrismo”.

3 5


Página 242 7. Se conoce la inexistencia de la fuerza interior de los seres vivos que los impulsa a evolucionar y la imposibilidad de herencia de los caracteres adquiridos. Fueron esenciales para su época, ya que introdujeron la idea de evolución en el debate científico.

8. Las garzas deben acceder a zonas profundas de las lagunas para conseguir su alimento. Eso las obligaría a estirar sus patas. Las garzas descendientes heredan las patas más estiradas.

Página 244 ¿Cómo hubiera explicado Darwin…? En este caso se pide que antici-

pen una respuesta que luego es explicada en la misma página. 9. Al haber antecesores de mamíferos acuáticos, algunos con extremidades con forma de remo o aleta y otras con extremidades más adaptadas al movimiento en la tierra, aquellas que tenían la oportunidad de desplazarse mejor en el agua (las que poseían aletas) pudieron acceder mejor al alimento, y por lo tanto sobrevivir, tener energía, y descendencia con esa característica ventajosa. 10. Ambos defendieron la idea de transformación de las especies y dieron un papel preponderante al ambiente en el proceso evolutivo.

Lamarck recurrió a la intencionalidad del cambio y a la herencia de caracteres adquiridos. Darwin introdujo el concepto de selección natural: supervivencia de aquellos que tienen caracteres que les permiten vivir y reproducirse en un ambiente y momento particular, y transmitir esos caracteres a los hijos. 11. El factor que selecciona es el ambiente, y lo que se selecciona son los caracteres beneficiosos en el ambiente particular que habita. Un mismo rasgo puede resultar favorable en un ambiente y desfavorable en otro.

Página 247 4 5

12. a) Deriva genética (pérdida de alelos). b) Migración o flujo de genes. c) Reproducción selectiva.

Páginas 248-249 13. a) Científicamente se acepta que la vida se originó por un proceso de generación espontánea, luego de un proceso de evolución química y a partir de la organización de materia inerte en las condiciones particulares que presentaba la Tierra primitiva. b) A través de su experiencia, Miller simuló las condiciones existentes hace 4.000 millones de años y demostró que en tales condiciones pueden formarse moléculas orgánicas. c) En la actualidad, tal como demostrara Pasteur, no ocurre la generación espontánea. Algunos motivos fundamentales son: la existencia de oxígeno gaseoso que modificaría las sustancias orgánicas que podrían surgir, y la existencia de seres vivos que se alimentarían de esas sustancias. 14. En la evolución química, las moléculas más estables tenían mayores posibilidades de persistir. Así como los individuos con determinadas características favorables tienen mayor probabilidad de sobrevivir de acuerdo con lo enunciado por Darwin. 15. a) Sí, es contraria. Si se cumpliera la herencia de los caracteres adquiridos propuesta por Lamarck, los cachorros descendientes de perros con cola y orejas cortadas deberían presentar las mismas características que sus progenitores. b) Los caracteres adquiridos no modifican el material genético, que se transmite de una generación a la siguiente y determina las características de los individuos. c) Los caracteres heredados están determinados genéticamente, mientras que los adquiridos no. 16. Aquellos insectos que tuvieron mayor semejanza con la vegetación del medio tenían menos posibilidades de ser identificados por sus predadores; por lo tanto, las posibilidades de dejar descendencia que porte esa característica eran mayores. Estos cambios que se sucedieron en forma acumulativa a lo largo del tiempo determinaron el asombroso camuflaje de estos insectos. Si las plantas se extinguieran, la población de insectos se reduciría considerablemente y hasta podría extinguirse.

17. Un posible ejemplo: “La selección natural es un mecanismo evolutivo que actúa sobre la variabilidad genética. Es decir, la selección natural altera las frecuencias de distintos alelos en una población al seleccionar individuos con determinadas características, las cuales representan ventajas adaptativas para el medio en donde viven dichos individuos”. 18. a) El chorro de tinta le permite evitar a los predadores. b) Según la teoría de Lamarck: para defenderse de sus predadores, los calamares hicieron uso de la posibilidad de arrojar tinta al mar. El esfuerzo cada vez mayor influyó para que desarrollasen mucho las estructuras que arrojan la tinta y transmitieran esta característica a los hijos. Según la teoría de Darwin: dentro de la población de pulpos existía diversidad de individuos, algunos tenían la capacidad de liberar tinta y otros no. Sólo a quellos que tenían esa característica sobrevivieron cuando en el ambiente apareció el predador, se reprodujeron y sus descendientes heredaron este rasgo. Según la teoría neoddarwinista : en la población existe variabilidad genética. Los alelos que determinan la característica de expulsión de tinta fueron favorecidos y su frecuencia aumentó en las siguientes generaciones. 19. a) Selección natural: la introducción en el ambiente de una especie nueva de pájaros, que identifica y atrapa fácilmente los escarabajos con manchas blancas, hace que los individuos sin manchas tengan más posibilidades de sobrevivir y de dejar descendencia. b) Deriva génica: un episodio azaroso; por ejemplo, cae una roca y mata a la mayor parte de los individuos con manchas. Esto produjo un “cuello de botella” y aumentó la frecuencia de individuos lisos. 20. a) Es un caso de selección artificial. El hombre decide qué tipo de cangrejo sobrevive según sus creencias. Cuanto más parecido es el cangrejo al samurai más probabilidades tendrá de sobrevivir.


b) Al cabo de un tiempo aumentarán en la población los cangrejos Heike que son los que el hombre decide no comer. c) Hace miles de años los hombres vienen seleccionado deliberadamente las plantas y los animales que han de vivir y los que merecen morir. Esta selección la hacen según sus preferencias, teniendo en cuenta la productividad, el sabor, el aroma, u otros rasgos de los organismos que les resultan útiles. 21. a) Los antibióticos representan un factor ambiental para las ba cterias, de modo que aquellas que el antibiótico no puede eliminar tendrán mayor posibilidad de supervivencia, y aumentarán su frecuencia. Es lo que se conoce como “proliferación de bacterias resistentes”. Por eso los médicos sostienen que no deben

consumirse antibióticos sin prescripción. Cada vez que se toma un antibiótico se produce una selección de bacterias y luego el mismo antibiótico podría resultar inefectivo. b) Se estima que el VIH “convive” con los primates desde tiempos remotos, pero que una serie de cambios desembocó en el aumento de su virulencia y en la actual pandemia del sida. Los cambios ocurridos en los animales determinaban cambios a su vez en el VIH, es decir, un caso de coevolución. 22. Respuestas de acuerdo con la selección y la red efectuadas por los alumnos. Es muy posible que encuentren como conceptos estructurantes: tiempo, cambio, adaptación, etcétera.

Capítulo 20 Evolución del ser humano Página 251 1. a) En la línea deben figurar estos datos: 1.000.000 de años (poblaciones de H. erectus), 120.000 años, surgimiento del H. sapiens (modelo Out of Africa ), 20.000 años, llegada del H. sapiens a América. La imposibilidad de marcar con precisión este último dato radica en la imprecisión de la fecha y, por la relación temporal con los demás datos, quedaría en el extremo izquierdo de la línea, muy pegado al presente. Han transcurrido aproximadamente 100.000 años entre su surgimiento y la llegada del H. sapiens a América. b) Se menciona al Homo erectus. Los alumnos pueden nombrar

al Australopithecus , al Homo habilis , al Homo neanderthalensis , etcétera. c) Sí, es probable buscar posiciones intermedias. Una de ellas podría ser la evolución de un grupo de H. sapiens en África, y su posterior expansión en conjunto de H. erectus. Puede haber otras. d) A nivel perceptivo es la más acertada, ya que el resto incluye extensos viajes, incluso transoceánicos, que son difíciles de imaginar para la poca tecnología cultural de nuestros antepasados.

Página 252 Señalá cuáles de las características… Pueden considerarse adaptaciones a la vida arborícola: las extremidades pentadáctilas, el pulgar

oponible y la posibilidad de rotación del brazo.

Página 253 2. Es más acertada la segunda (“Los grandes simios…”), ya que no descendemos de los actuales simios sino que, de acuerdo con 3 2 7 . 1 1 y e L . a i p o c o t o f


la evidencia fósil, compartimos con ellos un antepasado común relativamente cercano en el tiempo.

Página 255 Durante mucho tiempo… Como la evolución no se da de manera

lineal y una especie no “suplanta a la otra”, no es pertinente comparar el proceso evolutivo humano con una cadena, ni utilizar en esa

metáfora la idea de especie como eslabón. Una forma más correcta de plantear un título podría ser, por ejemplo, “Descubren fósiles de integrantes de nuestro árbol evolutivo”.

Páginas 258-259 3. a) Es un catirrino. b) Es un hominoide, no un homínido, ya que no posee la marcha bípeda que caracteriza a estos últimos. c) Señalar en el gráfico en el ancestro común entre los grandes simios y los homínidos, en la línea de los 20 millones, una pequeña línea hacia arriba que corta. 4. a) Debido a la antigüedad de sus restos fósiles y a las características culturales propias del género Homo. b) Tomando un promedio de 1.400 cm3 de capacidad craneana para el H. sapiens la tercera parte, 500 cm3 aproximadamente, sería el volumen cerebral del H. floresiensis. c) De H. sapiens , H. neanderthalensis y H. heilderbergensis.

5. Opción

Diferencias

a

A. afarensis menor capacidad craneana que A. robustus

b

A. afarensis: menor capacidad craneana que H. habilis

c

d

H. erectus: desarrollo lítico muy rudimentario y H. sapiens: gran

desarrollo tecnológico Presencia de mentón en H. sapiens. H. sapiens pobló todos los continentes. H. neardenthalensis sólo se dispersó en Europa

Semejanzas Marcha lítica sin industria lítica asociada Marcha bípeda y ausencia del lenguaje Marcha bípeda y dominio del fuego Capacidad craneana semejante y dominio del fuego

5 5


Biología Santillana

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