Biologaiconenfoqueencompetenciasoatebooksmedicos 150107155059-conversion-gate02

1. Biologa I Tercer semestre Leonor Oate Ocaa Campo ciencias experimentales BiologaIOateTercersemestre En este libro los profesores y profesoras encontrarn elementos que les permitirn enfocar la actividad educativa hacia las competencias, identificando las ideas previas de sus estudiantes y logrando el cambio conceptual a travs de actividades diseadas especialmente para los jvenes que cursan el bachillerato. Texto de fcil y rpida comprensin, acerca al estudiante a la biologa al tratar temas cotidianos que se relacionan con los contenidos del curso de Biologa I, facilitando la integracin de los nuevos conocimientos en el mejoramiento de la calidad de vida. La obra proporciona al joven estudiante la informacin que requiere para tomar decisiones sobre su salud, como es la relacin entre la obesidad, la diabetes y el cncer gstrico con los hbitos alimenticios, as como los factores de riesgo de contraer enfermedades virales como la influenza AH1N1 y el virus del papiloma humano. Seproponeunaestrategiadidcticacentradaenelaprendizajesignificativo bajo metodologas constructivistas que promueven el trabajo colaborativo, la reflexin, el razonamiento, la bsqueda de fuentes de informacin relevantes y el anlisis crtico. Se presenta esta propuesta con la intencin de promover la calidad en la educacin, privilegiando el desarrollo de competencias genricas cuya aplicacin se extienda en contextos personales, sociales, acadmicos y laborales, as como el desarrollo de competencias disciplinares que permitirn al estudiante comprender informacin cientfica en niveles acadmicos superiores. 2. Biologa 1 3. Biologa 1 Leonor Oate Ocaa Australia Brasil Corea Espaa Estados Unidos Japn Mxico Reino Unido Singapur 4. D.R. 2010 por Cengage Learning Editores, S.A. de C.V., una Compaa de Cengage Learning, Inc. Corporativo Santa Fe Av. Santa Fe nm. 505, piso 12 Col. Cruz Manca, Santa Fe C.P. 05349, Mxico, D.F. Cengage Learning es una marca registrada usada bajo permiso. DERECHOS RESERVADOS. Ninguna parte de este trabajo amparado por la Ley Federal del Derecho de Autor, podr ser reproducido, transmitido, almacenado o utilizado en cualquier forma o por cualquier medio, ya sea grfico, electrnico o mecnico, incluyendo, pero sin limitarse a lo siguiente: fotocopiado, reproduccin, escaneo, digitalizacin, grabacin en audio, distribucin en Internet, distribucin en redes de informacin o almacenamiento y recopilacin en sistemas de informacin a excepcin de lo permitido en el Captulo III, Artculo 27 de la Ley Federal del Derecho de Autor, sin el consentimiento por escrito de la Editorial. Datos para catalogacin bibliogrfica: Oate Ocaa, Leonor Biologa 1 ISBN-13: 978-607-481-417-0 ISBN-10: 607-481-417-1 Visite nuestro sitio en: http://latinoamerica.cengage.com Biologa 1 Leonor Oate Ocaa Presidente de Cengage Learning Latinoamrica: Javier Arellano Gutirrez Director General Mxico y Centroamerica: Pedro Turbay Garrido Director editorial y de produccin Latinoamrica: Ral D. Zendejas Espejel Coordinadora editorial: Mara Rosas Lpez Editora: Mara A. Alegria Estrada Editora de produccin: Gloria Luz Olgun Sarmiento Diseo de portada: Studio 2.0 Composicin tipogrfica: Punto 5 Silvia Plata Garibo Margarito Snchez Cabrera 5. Contenido BLOQUE I Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 1 Sesin 1 5 CONOCE TUS COMPETENCIAS 5 Introduccin a la biologa 9 Sesin 2 10 El campo de estudio de la biologa y sus principales divisiones 11 Sesin 3 12 La relacin de la biologa con la qumica, la fsica, las matemticas, la geografa y la informtica 13 Sesin 4 15 Niveles de organizacin de la materia 15 Nivel qumico 15 Nivel celular 15 Nivel tisular 16 Nivel organismo o individuo 16 Nivel de poblacin 16 Nivel de ecosistema 16 Sesin 5 17 Caractersticas bsicas de la ciencia: sistemtica, metdica, objetiva, vericable y modicable 17 El mtodo cientco 19 Observacin 19 Formulacin de la hiptesis 20 Experimentacin 20 Control de las variables 20 Grupo control y grupo experimental 20 Sesin 6 21 Prctica # 1 21 Uso del microscopio 21 Relacin entre tecnologa y sociedad 23 Qu competencias lograste? 27 BLOQUE ll Identica las caractersticas y componentes de los seres vivos 31 Sesin 1 35 6. vi Biologa I Sesin 2 39 Caractersticas distintivas de los seres vivos 40 Sesin 3 42 Prctica # 2 42 Identicacin de seres vivos 42 Sesin 4 43 Bioelementos 44 Sesin 5 46 El agua y su importancia para la vida 46 Sesin 6 47 Requerimientos de los seres vivos 47 Biomolculas o molculas orgnicas 48 Carbohidratos 48 Lpidos 51 Sesin 7 54 Protenas 54 Sesin 8 58 Identicacin de nutrientes en los platillos mexicanos 58 Sesin 9 59 Sesin 10 60 cidos nucleicos 61 Sesin 11 66 Replicacin del ADN 67 Enzimas de la replicacin 67 Horquilla de replicacin 68 Fragmentos de Okazaki 68 Sesin 12 69 Estructura del ARN 69 La clave de la vida: el cdigo gentico 71 Transcripcin 71 Traduccin 72 Sesin 13 73 Sesin 14 73 Sntesis de protenas 73 Sesin 15 76 Importancia del descubrimiento del cdigo gentico en el campo de la biologa molecular y la ingeniera gentica 76 Aplicaciones del conocimiento del cdigo gentico: la biotecnologa y la biologa molecular 76 Logros y limitaciones del Proyecto genoma humano 78 Biotica 79 Qu competencias lograste? 81 7. Contenido general vii BLOQUE lll Reconoce a la clula como unidad de la vida 89 Sesin 1 93 CONOCE TUS COMPETENCIAS 93 Contesta la siguiente evaluacin diagnstica 93 Sesin 2 97 Prctica # 3 97 La clula como unidad bsica de los seres vivos 97 Sesin 3 99 Origen y desarrollo de la teora celular 99 Sesin 4 100 Teora celular 101 Sesin 5 101 Teoras sobre el origen de la vida 102 Teora creacionista 102 Teora de la generacin espontnea 102 Teora de la panspermia 103 Teora de la biognesis 103 Teora sicoqumica 104 Teora del mundo del ARN 105 Sesin 6 107 Clula procarionte 107 Sesin 7 110 Clula eucarionte 110 Prctica # 4 111 Qu diferencias existen entre las clulas procariontes y las clulas eucariontes? 111 Sesin 8 113 Teora endosimbitica. Plegamiento de membrana 113 Endosimbiosis 113 Evolucin de las primeras clulas y desarrollo del metabolismo celular 114 Sesin 9 114 Cmo pasan las sustancias a travs de la membrana? 115 Transporte activo 117 Sesin 10 117 Sesin 11 119 Sesin 12 120 Prctica # 5 120 Identicacin de ncleos en las clulas animales y vegetales 120 Sesin 13 122 Prctica # 6 122 Diferencias entre clulas animales, vegetales y hongos 122 8. viii Biologa I Sesin 14 123 Sesin 15 123 Cmo se mueve el espermatozoide? 124 Qu competencias lograste? 125 BLOQUE lV Describe el metabolismo de los seres vivos 131 Sesin 1 135 CONOCE TUS COMPETENCIAS 135 Sesin 2 141 Qu es la energa? 142 Sesin 3 143 Energa y seres vivos 143 Reacciones exotrmicas y endotrmicas 143 El ATP es la molcula transportadora de la energa qumica 143 Sesin 4 144 Control de la clula en sus reacciones metablicas 144 Enzimas 145 Estructura de una enzima 146 Mecanismo de accin sustrato-enzima. 147 Factores que afectan la actividad enzimtica 147 Accin de las enzimas 147 Sesin 5 148 Tipos de metabolismo en los seres vivos 149 Sesin 6 150 Fotosntesis 150 Pigmentos fotosintticos 151 Observacin de cloroplastos 152 En las plantas, la hoja es el rgano especializado para la fotosntesis 152 Reacciones dependientes de la luz 152 Sesin 7 153 Impacto de la fotosntesis en los seres vivos 156 Prctica # 7 159 Fotosntesis 159 Sesin 8 160 Nutricin hetertrofa 160 Sesin 9 162 Qu entiendes por respiracin? 162 Respiracin anaerobia 164 Elaboracin de pan de levadura 166 9. Contenido general ix Sesin 10 166 Respiracin aerobia 167 Sesin 11 170 Prctica # 8 170 Respiracin y su relacin con el gasto energtico 170 Cuadro de resultados 171 Cadena de transporte electrnico 171 Fosforilacin oxidativa 172 Sesin 12 173 Tabaquismo 173 Intoxicacin por oxgeno 174 Hipoxia 174 Intoxicacin por monxido de carbono 175 Qu competencias lograste? 177 BLOQUE V Conoce la biodiversidad y plantea cmo preservarla 183 Sesin 1 187 CONOCE TUS COMPETENCIAS 187 Sesin 2 191 Introduccin 191 El virus, un arma mortal. 191 Cmo es un virus? 192 Tipos de virus 192 Virus ADN 192 Virus ARN 193 Son seres vivos los virus? 193 Ciclo ltico 193 Ciclo lisognico 194 Sesin 3 195 Importancia de los virus 196 Sesin 4 200 Clasicacin 201 Clasicacin de los seres vivos 202 Clasicacin 202 El nombre cientco 204 Sesin 5 205 Diferentes modos de clasicar 205 Avances en los sistemas de clasicacin 207 Diferentes maneras de clasicar 208 10. x Biologa I Sesin 6 209 Dominio Eubacteria 209 Respiracin 210 Reproduccin 210 Conjugacin bacteriana 210 Diversidad de bacterias 211 Importancia de las bacterias 212 Importancia ecolgica 212 Importancia mdica 212 Importancia cientca y en la salud 213 Importancia industrial 213 Importancia agrcola 214 Sesin 7 214 Dominio Archaea (arqueobacterias) 214 Sesin 8 215 Dominio Eukarya 216 Sesin 9 218 Reino Protista 218 Prctica # 9 219 Reino Protista 219 Sesin 10 220 Reino Fungi 220 Prctica # 10 221 Reino Fungi 221 Sesin 11 222 Reino Plantae o Vegetal 222 Prctica # 11 226 La diversidad del Reino Vegetal 226 Sesin 12 229 Reino Animalia 229 Cuadro comparativo de los grupos de animales 231 La importancia de la biodiversidad 234 Algunos pases megadiversos y su riqueza de especies en vertebrados y plantas 235 Qu competencias lograste? 237 11. Contenido general xi Estimado Profesor: Hoy en da los jvenes, para ser exitosos, tienen que ser personas reflexivas, capaces de desarrollar opiniones personales, interactuar en contextos plurales, asumir un papel propositivo como miembros de la sociedad a la que pertenecen, discer- nir sobre lo que sea relevante y lo que no, plantear objetivos de manera precisa e informada, seleccionar informacin en el amplio universo que existe, de acuerdo con ciertos propsitos, y adems estar en posibilidad de actualizarse de manera continua. Sabemos que existe una gran diversidad entre los jvenes que asisten al nivel bachillerato. Cada uno de ellos cuenta con intereses y capacidades diferentes, y por si fuera poco, estn en la bsqueda de una identidad an por definirse. Por este motivo, es que los jvenes deben centrar su atencin en las diversas reas de estudio y elegir aquella que cumpla con su perfil para desarrollarse profesional y personalmente en el mbito laboral. Es necesario que el bachillerato modifique sus formas de trabajo para adecuar- se a los enfoques pedaggicos que hoy se manejan. Es por eso que la Educacin Media Superior centrar su trabajo en competencias, dejando a un lado la memo- rizacin, que era a lo que se le daba prioridad en el pasado. Se requiere entonces que el alumno movilice una serie de conocimientos, habilidades y actitudes en contextos especficos que le permitan construir espacios educativos complejos que responden a las exigencias del mundo actual. Esta nueva generacin de estudiantes se presenta ante ti profesor, lder del cambio, deseosa de aprender y desarrollar nuevos conocimientos, he ah el desafo. Su vida educativa est en tus manos, as que esperamos que esta nueva propuesta educativa, compuesta por esta primer serie de libros que Cengage Learning ha preparado para ti, te permita consolidar las metas de cada uno de tus alumnos que hoy pasan por las aulas del bachillerato en busca de su superacin profesional. Al mismo tiempo podrs sentirte satisfecho de haberlo acompaado y apoyado en este importante y definitivo tramo de su vida. A continuacin te presentamos informacin valiosa que puede resultarte til para desarrollar tu trabajo cotidiano: Las competencias genricas y sus principales atributos, son las que se esta- blecen a continuacin. Se autodetermina y cuida de s 1. Se conoce y valora a s mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. Presentacin institucional 12. xii Biologa I Atributos: Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidades. Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante una situacin que lo rebase. Elige alternativas y cursos de accin con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida. Analiza crticamente los factores que influyen en su toma de decisiones. Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas. 2. Es sensible al arte y participa en la apreciacin e interpretacin de sus expre- siones en distintos gneros. Atributos: Valora el arte como manifestacin de la belleza y expresin de ideas, sen- saciones y emociones. Experimenta el arte como un hecho histrico compartido que permite la comunicacin entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad. Participa en prcticas relacionadas con el arte. 3. Elige y practica estilos de vida saludables. Atributos: Reconoce la actividad fsica como un medio para su desarrollo fsico, men- tal y social. Toma decisiones a partir de la valoracin de las consecuencias de distintos hbitos de consumo y conductas de riesgo. Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean. Se expresa y comunica 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilizacin de medios, cdigos y herramientas apropiados. Atributos: Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingsticas, matemticas o grficas. 13. Presentacin institucional del fondo editorial de Cengage Learning xiii Aplica distintas estrategias comunicativas segn quienes sean sus interlo- cutores, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas. Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. Maneja las tecnologas de la informacin y la comunicacin para obtener informacin y expresar ideas. Piensa crtica y reflexivamente 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de mtodos establecidos. Atributos: Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cmo cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. Ordena informacin de acuerdo a categoras, jerarquas y relaciones. Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenmenos. Construye hiptesis y disea y aplica modelos para probar su validez. Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentacin para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Utiliza las tecnologas de la informacin y comunicacin para procesar e interpretar informacin. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de inters y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crtica y reflexiva. Atributos: Elige las fuentes de informacin ms relevantes para un propsito especfico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. Evala argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sinttica. Aprende de forma autnoma 7. Aprende por iniciativa e inters propio a lo largo de la vida. 14. xiv Biologa I Atributos: Define metas y da seguimiento a sus procesos de construccin de conocimiento. Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor inters y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstculos. Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. Trabaja en forma colaborativa 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. Atributos: Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de accin con pasos especficos. Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva. Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. Participa con responsabilidad en la sociedad 9. Participa con una conciencia cvica y tica en la vida de su comunidad, regin, Mxico y el mundo. Atributos: Privilegia el dilogo como mecanismo para la solucin de conflictos. Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrtico de la sociedad. Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e instituciones, y reconoce el valor de la participacin como herramienta para ejercerlos. Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el inters y bienestar individual y el inters general de la sociedad. Acta de manera propositiva frente a fenmenos de la sociedad y se mantiene informado. Advierte que los fenmenos que se desarrollan en los mbitos local, nacional e internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente. 10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prcticas sociales. 15. Atributos: Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrtico de igual- dad de dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminacin. Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicacin de sus propias circunstancias en un contexto ms amplio. Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integracin y convivencia en los contextos local, nacional e internacional. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crtica, con acciones respon- sables. Atributos: Asume una actitud que favorece la solucin de problemas ambientales en los mbitos local, nacional e internacional. Reconoce y comprende las implicaciones biolgicas, econmicas, polticas y sociales del dao ambiental en un contexto global interdependiente. Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazos con relacin al ambiente. Campo disciplinar Disciplinas Matemticas Matemticas. Ciencias experimentales Fsica, qumica, biologa y ecologa. Ciencias sociales Historia, sociologa, poltica, economa y administracin. Comunicacin Lectura y expresin oral y escrita, literatura, lengua extranjera e informtica. Presentacin institucional del fondo editorial de Cengage Learning xv 16. Contenido general xvii Esta obra se escribi con la intencin de brindar apoyo didctico a los docentes y jvenes que cursan la asignatura Biologa I. A lo largo del texto los profesores y profesoras encontrarn elementos que facilitan el proceso enseanza-aprendizaje, como las actividades constructivistas que relacionan los conceptos cientficos con situaciones de la vida cotidiana, a partir de las ideas previas para lograr el cambio conceptual. Algunas actividades integran informacin de la realidad nacional, como los principales problemas de salud y la afectacin de la biodiversidad, con la idea de que el joven estudiante mejore su calidad de vida y contribuya a resolver algunos problemas de ndole nacional. De este modo, se tratan temas actuales como la relacin entre la diabetes y el consumo de alimento chatarra, el incremento del cncer gstrico en la poblacin y su relacin con la alimentacin, la correspondencia del papiloma y el cncer crvico uterino, los mecanismos de prevencin y el tratamiento de la epidemia de la influenza A H1N1 y otras enfermedades in- fecciosas. Dentro del texto se analiza la manera en que la epidemia de la viruela que afect a la poblacin indgena del Mxico antiguo contribuy a la victoria de los conquistadores espaoles. Por otro lado, el texto busca desarrollar en las alumnas y los alumnos habilidades cientficas y de comunicacin que permitan lograr competencias como la identificacin de un problema y la planeacin de una estrategia para resolverlo, el uso de tecnologas de la informacin y comunicacin, la interaccin interpersonal, el trabajo en equipo y la comprensin de conceptos cientficos para participar en debates como ciudadano, adems de reflexionar crticamente en torno a los avances de la ciencia y la tecnologa y sus implicaciones en la sociedad. El contenido del libro tambin desarrolla en los escolares habilidades para obtener datos e interpretarlos, aplicando la informacin en la definicin de un problema, su resolucin y la formulacin de nuevas preguntas. Con estas habilidades, el estudiante lograr la competencia de aplicar diferentes estrategias comunicativas, identificando ideas clave, seleccionando informacin y comunicando resultados grficamente para darlo a conocer a la comunidad escolar. La habilidad de recolectar datos acerca del contenido nutricional de los platillos mexicanos, y analizarlos, permitir al alumno y a la alumna desarrollar la competencia de seleccionar entre una serie de alimentos y tomar decisiones respecto a su alimentacin y el cuidado de su salud. De la misma forma, el libro presenta casos en los que el conocimiento relacionado con la biodiversidad del pas puede salvar una vida, como es el uso del antdoto especfico que requiere una persona Presentacin 17. xviii Biologa I que es mordida por una vbora. De esta manera, se plantea una formacin acad- mica centrada en el aprendizaje significativo, el trabajo colaborativo, la reflexin y el anlisis crtico. Con el desarrollo de las actividades del texto, el estudiante ser capaz de apre- ciar la vida desde las formas ms sencillas hasta las ms complejas, comprendiendo las relaciones que existen entre todos los seres vivos y la importancia que tiene el mantenimiento de la biodiversidad. Estos elementos le permitirn contribuir ac- tivamente en la proteccin de la biodiversidad y en la formulacin de propuestas concretas para conservarla. As mismo, para quienes gustan de los deportes como el alpinismo, la na- tacin y el buceo, se relaciona la prctica de las actividades fsicas y deporti- vas con el metabolismo celular y con algunos riesgos, por ejemplo, la hipoxia, la apnea y la hiperoxia. Algunas actividades planteadas a la luz del constructivismo, permitirn desarrollar habilidades y competencias genricas y disciplinares como el aprendizaje de procedimientos y mtodos de investigacin, despertando en el estudiante la inquietud por el conocimiento cientfico y sus aplicaciones en la tecnologa y la sociedad. Finalmente, este texto destaca los valores ticos del conocimiento y sus aplicaciones a travs de actividades formativas como el planteamiento de debates y el anlisis de casos. 18. BLOQUE l Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 19. BLO Q U E l Competencias disciplinares En este bloque desarrollars algunas de las competencias disciplinares bsicas, como identicar el campo de estudio de la biologa, describir sus principales divisiones y determinar su interrelacin con otras ciencias, as como sus aplicaciones en la vida cotidiana. Adems, sers capaz de reconocer el carcter cientco de esta disciplina y su vinculacin con la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especcos. Tambin, podrs distinguir problemas biolgicos y plantear soluciones. Al terminar este bloque, sers capaz de relacionar los distintos niveles de organizacin de los seres vivos al identicar en ellos el nivel qumico, celular, tisular, orgnico, individual y ecolgico. 20. Para tu formacin: Al realizar las actividades propuestas en este libro adquirirs habilidades para estimular relaciones interpersonales que favorecern tu desarrollo humano y el de tus compaeros. Asimismo, desarrollars la capacidad de expresarte de manera oral o escrita al emplear todo tipo de lenguaje, adems del matemtico y el grco. Durante el desarrollo de las actividades identicars las ideas clave de un texto, inriendo conclusiones y ordenando informacin por categoras y jerarquas. Tambin reconocers sistemas y reglas que subyacen a una serie de fenmenos. Sers capaz de construir hiptesis, diseando y aplicando modelos que prueben la validez de stas; igual- mente sintetizars evidencias obtenidas mediante la experimentacin para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Utilizars tecnologas de la informacin y comunicacin para procesar e interpretar datos, eligiendo las fuentes relevantes al discriminar informacin de menor relevancia y conabilidad. Finalmente, articulars conocimientos de diversos campos, estableciendo relaciones con tu vida cotidiana; tambin propondrs soluciones a problemas especcos, elaborando proyectos en equipo y deniendo los procedimientos precisos para efectuarlos, aportando ideas de manera abierta y considerando los puntos de vista de otros de manera reexiva. 21. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 5 I. Marca con una X aquellos conocimientos que forman parte del campo de estudio de la biologa: 1. Qu es un ser vivo. ( ) 2. Cmo est formado un rgano como el rin. ( ) 3. Qu sustancias componen la estructura de una clula. ( ) 4. De qu forma interacta un ser vivo con otros. ( ) 5. Cuntas especies existen en el planeta. ( ) 6. Cmo se form la vida. ( ) 7. Qu mecanismos evolutivos generaron la diversidad en la Tierra. ( ) 8. Qu organismos han existido a lo largo de la historia del planeta. ( ) 9. Cules son las causas de las enfermedades. ( ) 10. Qu fenmenos se relacionan con la aparicin del cncer. ( ) II. Escribe el nombre de la ciencia o las ciencias que apoyan a la biologa en la comprensin de fenmenos biolgicos o en el desarrollo de instrumentos para estudiar a los seres vivos como los que se enumeran a continuacin: 1. Los alimentos necesarios para mantener la salud en equilibrio. 2. La invencin del microscopio. 3. El descubrimiento de la clula. 4. La estructura del material gentico. 5. La funcin de una neurona. 6. El proceso de la fotosntesis. 7. Las relaciones entre los seres vivos en un ecosistema. 8. La distribucin de los seres vivos. 9. Las causas del cncer. 10. Efectos del cambio climtico en los seres vivos. CONOCE TUS COMPETENCIAS El objetivo de esta evaluacin es que reflexiones acerca de cules son tus habilidades y conocimientos acerca de la biologa. Al final del bloque recuperars esta informacin sealando las competencias que adquiriste. Evaluacin diagnstica 1 Sesin 1 22. 6 Biologa I III. Anota el nombre de la ciencia derivada de la biologa o las disciplinas que estudian cada uno de los siguientes temas: 1. La diversidad de plantas. 2. La diversidad de animales. 3. Los organismos microscpicos. 4. Los efectos del cambio climtico en los seres vivos. 5. Las relaciones entre organismos que habitan una localidad. 6. El conjunto de clulas especializadas que efectan una funcin en un rgano especfico. 7. La forma en que se trasmiten las caractersticas de padres a hijos. 8. Los efectos de la alteracin de los ecosistemas y la manera de rever- tirlos. 9. La formacin de grupos de seres vivos y la asignacin de nombres. 10. La distribucin de los organismos en la Tierra. IV. Plantea una solucin para los siguientes problemas: a) El incremento del cncer gstrico en Mxico. b) La proteccin de la biodiversidad de Mxico. V. Marca la frase que coincida con tu forma de pensar acerca de la ciencia. 1. La historia puede contribuir al conocimiento de la biologa, ya que po- dramos comprender la manera en que se generan los conceptos. 2. Los experimentos genticos con seres vivos no son correctos, pues estn alterndolos sin conocer las graves consecuencias que pueden provocarse. 3. La manipulacin gentica de bacterias es un peligro, pues se pueden provocar mutaciones que den origen a organismos mortales para el hombre. 4. Los alimentos transgnicos producen cncer. 5. Los alimentos transgnicos tienen las mismas caractersticas que la especie de la que provienen, slo que son ms resistentes a plagas, a la sequa o a las heladas. 6. Los avances cientficos han trado ms problemas que los que han resuelto, tal es el caso de la biotecnologa, que est provocando enfermedades extraas. 7. Los conocimientos cientficos sirven solamente a los especialistas. 8. Los conocimientos cientficos son verdades absolutas porque lo dice la ciencia. 9. Los conocimientos importantes son nicamente los cientficos, lo que aprendemos por experiencia, o nos cuentan otras personas, no es un conocimiento vlido. 10. La ciencia acumula verdades absolutas conforme avanza el conocimiento de la humanidad. 23. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 7 VI. Marca con una X las caractersticas del conocimiento cientfico. a) verdadero ( ) b) acabado ( ) c) objetivo ( ) d) universal ( ) e) subjetivo ( ) f) probado ( ) g) metdico ( ) h) sistemtico ( ) i) verificable ( ) j) relacin causa-efecto ( ) k) explica fenmenos ( ) VII. Qu piensas acerca de: 1. La produccin de transgnicos. 2. Quines deben intervenir para resolver un problema biolgico como es la prdida de la biodiversidad? VIII. Subraya la respuesta que consideras correcta. 1. El conocimiento del ser humano sobre los seres vivos se inici: a) desde el principio de la civilizacin. b) en el siglo IV a.C., con la civilizacin griega. c) cuando se desarroll el mtodo cientfico. 2. Los primeros conocimientos sobre los seres vivos se relacionaron con: a) animales y plantas de las que se obtenan beneficios o podan representar riesgos. b) animales y plantas que representaban algn inters cientfico. c) animales y plantas de sitios remotos. 3. El reconocimiento de que los seres vivos estn formados por clulas se logr por: a) el estudio y la investigacin de plantas y animales. b) la invencin del microscopio. c) la preparacin de animales y plantas disecados. 4. Los avances cientficos se relacionan con: a) las necesidades que tienen las personas. b) la ambicin de conocimiento de los cientficos. c) la acumulacin de conocimiento que adquiere la ciencia. 24. 8 Biologa I 5. La ciencia y la tecnologa siempre han ido de la mano, pues: a) ante un nuevo descubrimiento generalmente se presenta un avance tec- nolgico y viceversa; los progresos tecnolgicos promueven nuevos descubrimientos cientficos. b) la tecnologa siempre aplica los conocimientos de la ciencia para que las naciones poderosas dominen a los pases en desarrollo. c) no pienso que haya relacin entre la biologa y la tecnologa; la ciencia es el conocimiento de la naturaleza, en cambio la tecnologa es la fabricacin de herramientas y aparatos. 6. Algunos inventos tecnolgicos promovidos por descubrimientos biolgicos son: a) la creacin de la bomba atmica. b) la produccin de insulina humana para el tratamiento de la diabetes. c) la invencin del microscopio. 7. Algunos de los episodios que promovieron el desarrollo de nuevos descubrimientos de la biologa en la historia de la humanidad fueron: a) la invencin del microscopio y la aparicin de epidemias. b) las guerras y la creacin del automvil. c) la extincin de los dinosaurios y los cambios climticos. 8. En los seres vivos puede observarse diferentes niveles de complejidad como son: a) la presencia de materiales inorgnicos. b) la organizacin celular, as como la formacin de tejidos y rganos que se identifican en un ser. c) las diferencias en la inteligencia entre animales, como la del hombre y la del delfn. 9. Entre los niveles de complejidad de los seres vivos de gran magnitud se encuentran: a) las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas. b) las molculas, las clulas y los tejidos. c) el suelo, el oxgeno y el agua. 10. Entre los niveles de complejidad de los seres vivos de menor tamao estn: a) las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas. b) las molculas, las clulas y los tejidos. c) el suelo, el oxgeno y el agua. 25. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 9 En esta actividad identificars el campo de estudio de la biologa. Lee el siguiente texto y subraya con un marcador la informacin que se refiera al objeto de estudio de esta ciencia. Introduccin a la biologa La biologa es la ciencia que estudia a los seres vivos. A travs de esta disciplina adquirimos conocimientos sobre qu es un ser vivo, cmo est formado, qu procesos se llevan a cabo dentro de los organismos y la forma en que estos ltimos interactan entre s y con el ambiente. A lo largo de la historia de la humanidad se ad- quirieron conocimientos acerca de la vida que trajeron consigo importantes descubrimientos y su posterior aplicacin en beneficio de la comunidad. Por ejemplo, el conocimiento sobre cmo crece una semilla para formar una planta similar a la que le dio origen se emple para desarrollar la agricultura. De la misma forma, el conocimiento sobre la reproduccin de algunos animales se aplic para explotar la ganadera y la avicultura. Simultneamente se conocieron plantas y animales que podan ser tiles como alimento, como medicinas o para la elaboracin de materiales que servan para hacer ropa y utensilios, o bien para construccin de viviendas. Con el tiempo se fueron formalizando los mecanismos de obtencin y validacin del conocimiento para poder aplicar un mtodo riguroso y sistemtico que validara la informacin y as desarrollar nuevos conocimientos. De este modo, la ciencia que estudia la vida fue nombrada por primera vez biologa por el naturalista Michael Christoph Hanov, en su obra Philosophiae naturalis sive phisicae dogmaticae: Geo- logia, biologa, phytologia generalis et dendrologia. Poco tiempo despus Jean Baptiste Lamarck reuni todas las reas del conocimiento sobre los seres vivos en una sola ciencia: la biologa. Hoy la biologa cuenta con conocimientos acerca de todas las formas de vida que van desde el origen mismo de sta, hasta los mecanismos evolutivos que generaron la diversidad biolgica, los organismos que han existido, las interacciones entre las distintas formas de vida en el presente y en el pasado, los procesos mole- Actividad 1 Plantas medicinales de la poca colonial. La agricultura se desarroll al aplicar el conocimiento sobre la germinacin de una semilla. 26. 10 Biologa I culares que se originan en los seres vivos, las formas de vida que representan algn beneficio para el ser humano, las causas moleculares y genticas de las enfermedades, los organismos que las provocan, el mecanismo por el cual se genera el cncer, la forma en que pueden evitarse las infeccio- nes parasitarias y otros males como el cncer o enfermedades hereditarias, la conservacin de los ecosistemas, la proteccin de las especies, la forma en que afectar el cambio climtico a los ecosistemas y a los organismos que los forman, los mecanismos de recombinacin gentica que pueden aplicarse a formas de vida para mejorar la produccin de alimentos o para producir sustancias que requiere la industria, la aplicacin del conocimiento acerca del genoma bacteriano y la recombinacin gnica en la produccin de alcohol, enzimas o sustancias que mejoraran la salud de aquellos que padecen enfermedades hereditarias. Sesin 2 En esta actividad identificars el campo de estudio de la biologa al reconocer su carcter cientfico y describir algunas ciencias derivadas como divisiones de esta disciplina. 1. Lee el texto: La biodiversidad del Eje Neovolcnico. 2. Renanse en equipos y elaboren un cuadro, segn la lectura, en el que des- criban la problemtica y la ciencia derivada de la biologa que contribuira a resolver el problema de prdida de la biodiversidad en el Eje Neovolcnico. Actividad 2 La biodiversidad del Eje Neovolcnico El Eje Neovolcnico es la formacin montaosa de origen ms reciente de las cordilleras mexicanas. El Eje Neovolcnico o Eje Transverso, comprende las montaas ms elevadas de Mxico, como el Pico de Orizaba, el Popocatpetl y el Iztacchuatl. Esta formacin montaosa que recorre el pas de Oeste a Este se form por el choque de la placa tectnica norteamericana, la placa del Caribe y la placa de Cocos. Los cambios en la altitud de las montaas de esta zona han generado una variacin de los tipos de vegetacin y fauna que se traducen en una gran riqueza de especies. En el Eje Neovolcnico se ubican un gran nmero de especies de anbios y peces continentales endmicos. En esta regin se concentra tambin una alta riqueza de especies de mamferos, aves, reptiles, artrpodos, hongos y plantas. La prdida de ecosistemas, el cambio climtico global y el trco de especies han puesto en peligro la biodiversidad en esta zona y otras regiones del pas. Endmico: organismos que solamente habitan una regin. Por ejemplo, el teporingo es una especie endmica del Eje Neovolcnico, pues no se encuentran ejemplares de esta especie en ninguna otra parte de Mxico ni del mundo. 27. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 11 El campo de estudio de la biologa y sus principales divisiones El estudio de los seres vivos se enfoca desde diferentes aspectos, desde los distintos niveles de complejidad hasta los diversos grupos de seres vivos. Por esta razn, la biologa se divide para su estudio en ciencias derivadas que desarrollan conocimientos sobre una parte de la informacin que se refiere a los seres vivos. De este modo, las ciencias derivadas de la biologa pueden dividirse de acuerdo con: I. El grupo de organismos estudiados. La bacteriologa estudia a las bacterias; la protozoologa investiga a los protozoarios; la botnica se ocupa de las plantas; la zoologa estudia los animales, y la micologa examina a los hongos. Dentro de cada una de las reas del conocimiento que estudian los diversos grupos de seres vivos, se encuentran especializaciones en campos determinados, como el estudio de los insectos que se denomina entomologa; el de los anfibios y reptiles, nombrado herpetologa; el conocimiento de las aves llamado ornitologa; la investigacin de los mamferos o mastozoologa; el estudio de los peces o ictiologa; el conocimiento de los gusanos o helmintos, que se nombra helmin- tologa, y el estudio de los moluscos o malacologa. II. El nivel de organizacin de los organismos o procesos estudiados. Las molculas que conforman a los seres vivos son investigadas por la bioqumica y la biologa molecular. Los seres microscpicos como las bacterias y otros organismos unicelu- lares como protozoarios son estudiados por la microbiologa, la biologa celular o citologa. El estudio de agrupaciones de clulas que forman tejidos est a cargo de la histologa; mientras la fisiologa se encarga de las funciones de la clula y de los rganos. La anatoma analiza la estructura y forma de los rganos. La ecologa investiga las interacciones de los seres vivos con el ambiente; la evolucin estudia el cambio en los seres vivos; la paleontologa profundiza en los restos de vida antigua llamados fsiles, y la taxonoma se encarga de clasificar a los seres vivos formando grupos. La gentica estudia la herencia; es decir, la forma en que los caracteres se transmiten de padres a hijos, y la embriologa que estudia el desarrollo de los organismos pluricelulares desde que son concebidos hasta que nacen. La biogeografa investiga la distribucin de los seres vivos en la Tierra. La biologa es una ciencia en constante desarrollo y diversificacin, por lo que recientemente se han abierto otros campos de especializacin en respuesta a las necesidades de la sociedad. Por ejemplo, la genmica ha respondido a las demandas de investigacin en torno al genoma humano; la protemica, que obedece al estudio de los mecanismos de sntesis de las protenas y sus funciones en el organismo; la ciencia ambiental, que permite el estudio de los efectos de la alteracin del ambiente y los mecanismos para revertir los daos, y por ltimo, la conservacin, que gua las investigaciones hacia la proteccin de la biodiversidad y la restauracin de ecosistemas afectados por las actividades humanas. La entomologa estudia los insectos. 28. 12 Biologa I Sesin 3 Relacin de la biologa con la qumica, la fsica, las matemticas, la geografa y la informtica Actividad 3 1. El cncer gstrico en Mxico En Mxico el cncer gstrico est incrementndose rpidamente, mientras que es la segunda causa de muerte en el mundo; sin embargo, la distribucin de esta enfermedad no es homognea. Los pases industrializados han logrado bajar la incidencia, mientras que en Latinoamrica va en aumento. Por otro lado, se ha encontrado una relacin entre el cncer gstrico y la gastritis, as como la correspondencia entre el consumo de embutidos y alimentos ahumados y la aparicin de esta enfermedad. En esta actividad reconocers la relacin de la biologa con la qumica, la fsica, las matemticas, la geografa y la informtica. Formen equipos de tres estudiantes y realicen las siguientes tareas: 1. Lean el siguiente caso y subrayen las palabras que no entiendan: Ante estos hechos, algunas de las preguntas que surgen en torno al cncer gstrico son: a) Cmo puede reconocerse una clula cancerosa? b) Qu relacin tiene la gastritis con el cncer gstrico? c) Qu sustancias qumicas presentes en los alimentos aumentan el riesgo de padecer cncer gstrico? d) Cul es la distribucin geogrfica de este tipo de cncer en el mundo? e) Cul es la incidencia de esta enfermedad en Mxico y en el orbe? f) Cuntos enfermos de cncer gstrico existen en mi ciudad y en el pas? g) Qu tratamiento existe para combatir el cncer gstrico? 2. Busquen en un diccionario el significado de las palabras que no conozcan. 3. Escriban en el cuadro de la pgina siguiente qu ciencia contribuye a responder algunas de las interrogantes sobre el cncer gstrico. 29. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 13 Pregunta Ciencia auxiliar Forma en que contribuye a resolver el problema Cmo se reconoce una clula cancerosa? Qu relacin tiene la gastritis con el cncer gstrico? Qu sustancias qumicas presentes en los alimentos aumentan el riesgo de padecer cncer gstrico? Cul es la distribucin de este tipo de cncer en el mundo? Cul es la incidencia de esta enfermedad en Mxico y en el mundo? Cuntos enfermos de cncer gstrico existen en mi ciudad y en el pas? Qu tratamiento existe para combatir el cncer gstrico? La relacin de la biologa con la qumica, la fsica, las matemticas, la geografa y la informtica El conocimiento desarrollado por la biologa requiere del apoyo de otras reas del saber como son: La qumica, ciencia que estudia las transformaciones de la materia, permiti el conocimiento sobre la estructura de los compuestos que forman a los seres vivos o a las biomolculas, tales como los carbohidratos, las protenas, los lpidos y los cidos nucleicos. Asimismo, la qumica contribuye a la comprensin de los procesos metablicos, como las reacciones qumicas que intervienen en la respiracin, la fotosntesis, la digestin, la excrecin y todos los procesos relacionados con la transformacin de las sustancias. La qumica tambin explica la forma en que las sustancias afectan el equilibrio en un organismo, al revelar cmo algunos productos del metabolismo de alimentos pueden daar a las clulas. En el cncer gstrico, por ejemplo, sustancias llamadas nitrosaminas generadas por la bacteria de la gastritis, Helicobacter pylori, y por consumir embutidos y alimentos ahumados, provocan la formacin de clulas cancergenas en el estmago. La fsica, ciencia que estudia las propiedades y las interacciones de la materia, ha contribuido al desarrollo de la biologa desde sus inicios. La invencin del microscopio se logr al aplicar los principios de la ptica, que es la rama de la fsica que estudia la forma en que se comporta la luz. Este gran invento posibilit observar organismos microscpicos, impulsando el conocimiento sobre las caractersticas de la vida. Gracias a la invencin y el uso del microscopio se gener una de las grandes teoras de la biologa: la teora celular, que seala que todos los seres vivos estn formados por clulas. Por otro lado, la estructura del ADN se postul gracias a la cristalografa de rayos X, a la fsica cuntica y a la creatividad de cientficos como Rosalind Franklin, James Watson y Francis Crick. Asimismo, 30. 14 Biologa I la comprensin sobre la manera en que se propaga el impulso nervioso y cmo se lleva a cabo la contraccin muscular, as como la forma en que se comunican las neuronas, se debe a la investigacin de la actividad y propiedades elctricas de la materia, conocimiento que aporta la fsica. La comprensin de los procesos energticos que se llevan a cabo en las plantas para transformar la energa solar en energa qumica durante la fotosntesis se logr gracias al apoyo de los conocimientos de la fsica cuntica y la qumica. Las matemticas han permitido el desarrollo de modelos que representan fenmenos biolgicos como el crecimiento de la poblacin, la rapidez con que se contagia una enfermedad, la cantidad de individuos que presentan alguna caracte- rstica, el nmero de entes que muestran un rasgo particular dentro de la poblacin, la dimensin de un fenmeno en el ecosistema o dentro de una poblacin, entre otros. Las matemticas aplicadas han facilitado conocer mejor las relaciones mu- tuas entre las especies que compiten por el mismo recurso, as como los cambios en la estructura de las poblaciones y las interacciones entre las diferentes comunidades de una regin. Los mtodos estadsticos son utilizados constantemente para descartar o asumir relaciones de causa y efecto en los fenmenos biolgicos. El conocimiento de la incidencia del cncer ha contribuido a alertar a mdicos y a la poblacin en general sobre los factores de riesgo que estn relacionados con la elevacin en los ndices de esta enfermedad. La geografa y sus ramas tambin han ayudado en la comprensin de fenmenos biolgicos. La visin de un mundo esttico con continentes estables cambi radicalmente con el reconocimiento de la tectnica de placas, que trae como consecuencia el movimiento de los continentes. Este fenmeno, llamado deriva continental, explica la apertura de ocanos, los sismos provocados por el choque de placas y el vulcanismo, entre otros fenmenos. El conocimiento sobre la distribucin de los seres vivos y la explicacin de los patrones de dicho ordenamiento cambi radicalmente las explicaciones sobre los mecanismos que limitan el rea de distribucin de las poblaciones. Asimis- mo, este reconocimiento proporcion explicaciones sobre modos de formacin de nuevas especies. Actualmente, la geografa en combinacin con la informtica, logran predecir la forma en que se afectar la distribucin de las especies sobre el planeta, incluyendo las especies que desaparecern al cambiar el clima como efecto del calentamiento de la Tierra. Esta informacin sirve de base para planifi- car mecanismos de amortiguamiento que contribuyan a preservar la biodiversidad ante los efectos catastrficos del cambio climtico global. Las ciencias del mar, como la oceanografa, han proporcionado un apoyo firme a la biologa marina y al estudio de plantas y animales del mar. La fisicoqumica de los ocanos tiene gran importancia en el desarrollo de fenmenos meteorolgicos que afectan a los ecosistemas marinos, dulceacucolas y terrestres. Por otro lado, el conocimiento sobre la distribucin del cncer en el pas da luz a la investigacin acerca del origen de esta enfermedad, puesto que puede relacionarse con factores ambientales. La informtica, que es el manejo de datos aplicando tecnologa de ordena- dores o computadoras, ha proporcionado a la biologa la posibilidad de contabi- lizar, analizar y almacenar una enorme cantidad de informacin. As, podemos conocer el nmero de enfermos que padecen o han padecido un tipo de cncer, 31. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 15 o la proporcin de personas que tienen un tipo de cncer. El empleo de las bases de datos puede arrojar informacin sobre el sitio en que se inicia una epidemia, la forma en que ha avanzado, y hasta predecir los lugares a los que se extender. La informtica permite analizar la relacin entre el medio donde habitan los organismos y los factores ambientales, as como predecir los efectos que provocar el cambio climtico. La informtica tambin ha facilitado la extraccin de informacin de datos como la secuenciacin del genoma, la interpretacin de secuencias gnicas, el modelado de protenas, la prediccin de mutaciones, la interaccin entre protenas y el modelaje de fenmenos biolgicos como el crecimiento de la poblacin, las interacciones entre especies, la evolucin, los efectos de un desastre natural en los ecosistemas o la sucesin de comunidades. Sesin 4 En esta sesin identificars los niveles de organizacin de la materia: qumico, celular, tisular, orgnico, individual y ecolgico de los seres vivos. Lee el siguiente texto. Niveles de organizacin de la materia Los seres vivos presentan diferentes grados de complejidad que se pueden visua- lizar desde varios niveles de organizacin, como se expone a continuacin: Nivel qumico Los seres vivos estn constituidos por molculas formadas en su mayora por to- mos de hidrgeno, carbono, oxgeno y nitrgeno. Los elementos qumicos sealados, que se conocen como bioelementos, forman compuestos llamados biomolculas o compuestos orgnicos. Estos compuestos o biomolculas son los carbohidratos, los lpidos, las protenas y los cidos nucleicos. Nivel celular Todos los seres vivos estn formados por clulas, que constituyen la unidad mnima de la materia viva. Las clulas contienen protoplasma rico en protenas y carbohidratos, material gentico formado por cidos nucleicos y la membrana celular constituida por fosfolpidos. Todas las funciones vitales que realiza la clula se llevan a cabo a travs de reacciones qumicas en las que intervienen carbohidratos, lpidos, protenas y cidos nucleicos. Algunos seres vivos estn constituidos por una sola clula y otros tienen estructuras ms complejas formadas por muchas clulas, por lo que se denominan pluricelulares. Las clulas presentan una gran diversidad en formas, tamaos, estructuras y funciones. 32. 16 Biologa I Nivel tisular En muchos organismos pluricelulares se forman tejidos especializados en los cuales un grupo de clulas llevan a cabo una funcin especfica. Un rgano est compues- to por varios tejidos distintos. Los sistemas son grupos de rganos con estructura y funcin similar, pero que se encuentran en distintas partes del organismo. El sistema seo es el conjunto de huesos que tiene el cuerpo. Varios rganos pueden formar un aparato que lleva a cabo una funcin especfica en el organismo. El aparato reproductor, por ejemplo, est formado por un conjunto de rganos. El aparato digestivo est constituido por la boca, la faringe, el esfago, el estmago, el intestino delgado, el intestino grueso y el recto. Todos estos rganos en conjunto coordinan la funcin de la digestin. Nivel organismo o individuo Un individuo es un ser con forma propia y bien definida. El individuo cuenta con un conjunto de aparatos y sistemas que llevan a cabo todas las funciones vitales. Nivel de poblacin Los diferentes individuos de la misma especie que habitan una localidad forman en conjunto poblaciones que conviven con poblaciones de otras especies para formar comunidades. As, una especie es un conjunto de individuos que pueden reproducirse entre s y tener descendencia frtil. La especie est formada por todas las poblaciones que habitan distintas localidades. Lo que unifica a todas estas poblaciones es que comparten una historia evolutiva comn que les otorga el rango de especie. Nivel de ecosistema Las poblaciones de distintas especies integran comunidades que se relacionan entre s y con el medio ambiente, formando ecosistemas complejos. Actividad 4 Para esta actividad necesitarn por equipo una cartulina y el recorte de un paisaje obtenido de una revista. Renanse en equipos de cuatro personas y dibujen lneas que dividan la cartulina en ocho secciones ms o menos del mismo tamao. 1. Revisen las imgenes de la revista identificando un paisaje natural. 2. Recorten el paisaje y pguenlo en la divisin superior de la cartulina. 3. Dibujen el nivel inmediato inferior del ecosistema imaginando qu organismos podran existir en la comunidad. 4. Abajo del esquema que hicieron de la comunidad, dibujen varias poblaciones de distintas especies. 5. Elijan una de las poblaciones para dibujar solamente un individuo. 6. A partir del esquema del individuo, dibujen el aparato digestivo del organismo. 33. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 17 Sesin 5 Con la lectura del siguiente texto identificars a la ciencia como sistemtica, metdica, objetiva, verificable y modificable, y podrs describir las caractersticas del mtodo cientfico aplicado a la biologa. Caractersticas bsicas de la ciencia: sistemtica, metdica, objetiva, vericable y modicable La ciencia es una forma de obtener conocimiento acerca de la naturaleza que se basa en la aplicacin de un mtodo riguroso llamado mtodo cientfico.A diferencia de los conocimientos cientficos, la mayor parte de la informacin o conocimiento que tenemos proviene de lo que nos han contado nuestros maestros, padres, amigos y familiares. Tambin adquirimos sabidura por nuestra propia experiencia. Todo este bagaje de conocimientos se llama conocimiento emprico. El mtodo que utiliza la ciencia permite probar objetivamente las ideas que ex- plican los fenmenos, por lo que es metdico, sistemtico y verificable. El conocimiento generado por la ciencia se distingue del conocimiento emprico porque: Recopila datos o hechos a travs de la observacin, que es objetiva, cuantifi- cable y medible. Busca identificar la causa de los fenmenos, relacionando los hechos entre s para encontrar un patrn y para dar una explicacin de la causalidad del fenmeno. Predice los hechos particulares a partir de una generalizacin de los hechos. Los juicios generados por la ciencia son verificables en todo momento y en cualquier lugar. Los nuevos datos contribuyen a relacionar mejor los hechos; pero si hay incongruencia con los datos observados, la ciencia es capaz de rechazar los conocimientos aceptados con anterioridad y hacer rectificaciones, por lo que no son acabados. Obtiene razonamientos a travs del mtodo cientfico que pueden ser tan solo observacin de hechos para recoleccin de datos y su posterior experimentacin para probar hiptesis. Es universal porque es vlido en cualquier lugar de la Tierra. 7. En la parte inferior del dibujo hagan un esquema que represente un grupo de clulas de un tejido. 8. En la parte inferior de la ilustracin del aparato digestivo dibujen una clula. 9. En la parte inferior de la clula dibujen una cadena de hexgonos. stos representarn las biomolculas. 10. En la parte inferior de la biomolcula dibujen un tomo, tal como se lo ima- ginan. 11. Ahora elaboren un resumen explicando la relacin entre todos los niveles y presntenlo a sus compaeros. 34. 18 Biologa I En la actividad 5 aplicars las caractersticas del mtodo cientco en un problema cotidiano: el sobrepeso y su relacin con la comida chatarra. Adems, utilizars tecnologas de la informacin y la comunicacin para interpretar los datos obtenidos, y describir las caractersticas del mtodo cientco aplicado a labiologa.Enestaactividadtambindesarrollarshabilidadesqueestimularn relaciones interpersonales y la expresin oral y escrita, ordenando y categori- zando informacin. Asimismo, sers capaz de construir hiptesis y probarlas con la aplicacin del mtodo cientco para generar conclusiones y formular nuevas preguntas. Finalmente, relacionars el conocimiento con tu vida cotidiana proponiendo soluciones a problemas reales que afectan a tu comunidad. Actividad 5 Seguramente has escuchado que existe una relacin entre el consumo de alimentos como la comida chatarra y el sobrepeso. Cmo demostraras la relacin entre el sobrepeso y el consumo de alimento chatarra? 1. Renanse en equipos de cinco personas para leer el texto sobre El mtodo cientco. 2. Despus de leer el texto, cada uno describir cmo aplicara uno de los pasos del mtodo cientfico para demostrar la relacin entre el sobrepeso y el consumo de alimento chatarra. 3. Cada miembro del equipo explicar a sus compaeros el paso del mtodo cientfico que le corresponde y entre todos elaborarn una propuesta para procesar e interpretar la informacin y poder concluir si el consumo de la comida llamada rpida tiene relacin con el sobrepeso, como se indica a continuacin: a) Formulen una hiptesis que establezca cul es la relacin entre el sobrepeso y el consumo regular de alimento chatarra. b) Pueden realizar una encuesta a los estudiantes de su escuela recabando informacin acerca del consumo peridico de alimento chatarra y su peso aproximado. 35. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 19 d) Elaboren un cartel que describa sus conclusiones sealando la relacin entre el consumo de alimento chatarra y el sobrepeso. e) Presenten el cartel al grupo y comenten qu preguntas surgen a partir de sus resultados. Por ejemplo: existe relacin entre la obesidad y las personas que no hacen ejercicio, adems del consumo de alimento chatarra? Al elaborar el cartel lograrn la competencia de sintetizar evidencias obtenidas mediante la experimentacin para obtener conclusiones y formular nuevas preguntas. c) Una vez recolectada la informacin, elaboren una grfica que describa la relacin entre el consumo de alimento chatarra y el sobrepeso como la que muestra el ejemplo: El mtodo cientco El mtodo cientfico es una serie de pasos ordenados con los que se obtienen datos y se proponen hiptesis que se someten a validacin a travs del mtodo experimental. Observacin Consiste en el estudio cuidadoso de un fenmeno con el propsito de generar una pregunta acerca de las causas que lo provocan. El buen observador investiga la informacin que se ha adquirido sobre ese fenmeno, reconociendo todo el conocimiento que han generado otros investigadores antes de plantearse la pregunta. En el caso de la obesidad y su relacin con la comida chatarra deben investigar qu antecedentes o conocimientos previos se han generado en relacin con este problema. Indaguen en la pgina de internet de la OMS (Organizacin Mundial de la Salud) y la FAO (Fondo de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Ali- mentacin) qu conocimientos se han adquirido en torno a esta problemtica. http://www.who.int/about/es/ http://www.fao.org/index_es.htm 250 200 150 100 50 0 Total encuestados Consumidores consobrepeso No consumidores consobrepeso Consumidores sinsobrepeso No consumidores sinsobrepeso 36. 20 Biologa I Al realizar esta investigacin, desarrollarn la competencia de elegir las fuentes de informacin ms relevantes para un propsito especco, discriminando entre ellas de acuerdo con su importancia y conabilidad. En el caso del problema del sobrepeso y su relacin con la comida chatarra, pueden obtenerse datos sobre el consumo de este tipo de alimentacin en la poblacin; por un lado, el peso de un grupo de personas que consuman el alimento chatarra y, por el otro, el peso de personas que no lo consumen. Formulacin de la hiptesis La pregunta planteada en la observacin genera una hiptesis que deber ponerse a prueba. La hiptesis es un intento de explicacin de los hechos que representa una suposicin. La hiptesis puede plantear una relacin entre alguna variable con los hechos, al posibilitar la identificacin de la causa del fenmeno o el patrn que produce el cambio. En el caso de la comida chatarra, la hiptesis debe establecer la relacin entre el consumo de la llamada comida rpida y el sobrepeso. Una hiptesis robusta, es aquella que ha sido sometida a numerosas pruebas. La mayora de los cientficos llevan a cabo una serie de pruebas experimentales que dan mayor validez a su hiptesis. Actualmente, las pruebas experimentales con humanos no estn permitidas, por lo que se aplican en animales de laboratorio. Experimentacin Durante esta fase se pone a prueba la hiptesis con la ayuda del diseo de un experimento. El cientfico debe establecer una estrategia para asegurar las condiciones en las que pueda recrear el fenmeno y probar la hiptesis que plante. Para que la hiptesis sea til, es necesario que tenga capacidad predictiva y se ponga a prueba mediante observaciones controladas o experimentos. Los experimentos pueden refutar o aceptar la hiptesis, pero no es suficiente una sola prueba para obtener conclusiones contundentes. Por tal razn los experimentos deben repetirse y someterse a pruebas estadsticas que les dan validez. Cuanto ms repeticiones se hagan de un experimento, ms sustentada estar la hiptesis. Control de las variables Durante un experimento los cientficos buscan la relacin entre una variable y el fenmeno. Por esta razn, durante la experimentacin se controlan todas las variables o factores que pudieran afectar los resultados, de modo que solamente vare un factor o variable que desea probarse. De esta forma, se asegura que los resultados no se vean afectados por otros factores que no se controlaron. Grupo control y grupo experimental Para asegurar que una variable provoca un efecto, los cientficos forman dos grupos. En el grupo control se mantienen todas las variables controladas, incluso la variable en que se desea encontrar un efecto. Los efectos del grupo control se compararn con el grupo experimental. El grupo experimental est expuesto al 37. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 21 En el caso del problema del sobrepeso y su relacin con la comida chatarra, el grupo control seran las personas que no consumen alimento chatarra y el grupo experimental, las personas que lo consumen. Una vez que recolecten los datos, podrn comparar las diferencias de peso entre ambos grupos y sacar conclusiones. cambio de la variable sujeta a prueba. De este modo, durante la experimentacin se contrasta la hiptesis aplicando las mismas pruebas en un grupo control y un grupo experimental. La nica diferencia ser la variable que est sujeta a prueba. Sesin 6 Prctica # 1 Uso del microscopio Objetivo Conocer el uso del microscopio ptico compuesto. Introduccin El microscopio es un instrumento que sirve para amplificar la imagen de un objeto muy pequeo. El microscopio ptico contiene un juego de lentes que permiten hacer observaciones a las clulas. Los primeros microscopios construidos utilizaban las propiedades de la luz para amplificar las imgenes. De este modo, al pasar la imagen a travs de una lente, la luz se desva y el objeto se ve ms grande. Los microscopios que utilizan la luz para aumentar la imagen se llaman microscopios pticos. El microscopio ms simple es la lupa, pues tiene una sola lente. El microscopio compuesto contiene varias lentes. Para manipular el microscopio ptico compuesto, sostenerlo y colocar- lo sobre una superficie, el aparato tiene un sistema mecnico que consiste en el brazo y el pie. Como parte de este sistema tambin se encuentran los tornillos macromtrico y micromtrico, que posibilitan subir y bajar el lente ocular y dar enfoques finos a la muestra. La platina sirve para acomodar la muestra, y las pinzas para sostener el portaobjetos, de manera que no se mueva mientras se llevan a cabo las observaciones. El microscopio contiene una serie de lentes: lente ocular y lentes objetivos, como parte del sistema ptico que permite ampliar la imagen del objeto que se est observando. El sistema de iluminacin proporciona la luz necesaria para que el observador pueda distinguir con claridad la muestra. 38. 22 Biologa I En esta sesin llevars a cabo la observacin de algunos objetos muy pequeos, mientras aprendes a manipular el microscopio. Cada lente del microscopio tiene inscritos unos nmeros que indican el aumento que proporcionan. El aumento total se calcula con el producto de las dos lentes: ocular y objetivo. Material Microscopio Portaobjetos y cubreobjetos Un trozo de cebolla Azul de metileno Bistur Envoltura transparente de caramelo Vernier o regla Procedimiento 1. Saca el microscopio de su caja sostenindolo del brazo con la mano derecha, y del pie o base con la mano izquierda. 2. Haz un pequeo corte en la superficie de la cebolla utilizando el bistur. Jala suavemente el trozo. 3. Coloca en el portaobjetos la delgada capa que se fragment de la superficie de la cebolla. 4. Coloca el cubreobjetos sobre la preparacin y acomdala sobre la platina. 5. Gira el revlver para colocar sobre la muestra la lente objetivo de me- nor aumento. 6. Gira el diafragma de disco o abre el diafragma de iris para que logres una mayor iluminacin. 7. Mueve el espejo del microscopio para iluminar bien la muestra. 8. Baja o sube el tubo del microscopio moviendo el tornillo macromtrico, hasta que puedas ver la muestra. 9. Mueve la muestra con las yemas de los dedos hasta que logres acomo- darla bien en el campo de visin del microscopio. Cuando la muestra est bien puesta, coloca las pinzas. 10. Ahora mueve el tornillo micromtrico para enfocar la preparacin, hasta que logres distinguir las clulas. 11. Haz un dibujo de las clulas, tal como las ests observando, marcando con un crculo el campo de visin del microscopio. 12. Retira la preparacin de la platina, quita el cubreobjetos con cuidado y aplica una gota de azul de metileno a la muestra de cebolla. Repite los pasos 4 a 11. 39. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 23 13. Gira el revlver para cambiar el objetivo a una lente de mayor aumento. 14. Haz un esquema del microscopio y anota las partes marcadas en negri- llas. Anota el nombre y describe la funcin de cada parte del aparato. 15. Haz un dibujo de las clulas de la cebolla con azul de metileno. Si lograste ver el ncleo de las clulas, dibjalo. 16. Contesta: cunto crees que mide una clula de la cebolla? 17. Sita una O en la envoltura del dulce y mdela con el vernier. 18. Coloca la envoltura del caramelo sobre la platina tratando de ubicar la O. 19. Si lo lograste, ahora contesta cunto miden las clulas de la cebolla? Conclusiones Comenta con tus compaeros la importancia del microscopio. Comparen las diferencias entre la observacin del corte de cebolla sin el colorante y la observacin de las clulas despus de aplicar el azul de metileno. Elaboren el informe de la prctica destacando el manejo del microscopio y la importancia de su uso en biologa. Relacin entre tecnologa y sociedad A travs de la historia, el ser humano ha utilizado la capacidad de crear, la mejor de sus capacidades, para acrecentar los avances en la biologa. Un breve anlisis sobre las pautas que han dado origen a los nuevos descubrimientos hechos por el hombre, pone de manifiesto el reto que significa, o un problema especfico, ante el cual se desarrollan avances tecnolgicos. El invento de herramientas y el uso del fuego desde la aparicin de los primeros homnidos, la comprensin sobre cmo se reproducen las plantas y los animales en el desarrollo de la agricultura y la ganadera, transformaron a los grupos nmadas en poblaciones sedentarias, establecidas en las riberas de los ros. En ese tiempo quiz la principal presin para el ser humano fue la necesidad de alimentar a un pueblo en crecimiento y la dificultad de transportar a los nios pequeos cuando eran nmadas. Con la agricultura se inici la manipulacin gentica, de la que se tienen registros del ao 4 000 antes de nuestra era, cuando los asentamientos ms antiguos en Mesopotamia reproducan palmeras y otras plantas. Con el establecimiento de las poblaciones humanas, el comercio entre los pue- blos permiti el auge en la creacin de la cermica, el intercambio de metales y de alimentos tpicos. El comercio posibilit el desarrollo de los medios de transporte basados en la rueda y las embarcaciones. Con el aumento de las poblaciones y el florecimiento de la guerra, se utilizaron los animales con otros fines adems de los alimenticios. As, se domestic el caballo y se inici la manipulacin gentica de sus rasgos, que de acuerdo con los registros, se inici en Asia en el ao 3 500 antes de nuestra era. 40. 24 Biologa I Con las muertes ocasionadas por las guerras y la concentracin de personas en las poblaciones, se generaron las epidemias. Sin embargo, los poblados se man- tenan ms o menos estables entre el nmero de nacimientos y de muertes. Aun cuando la causa de las enfermedades no se conoca, se descubrieron remedios herbolarios para curar muchos de los padecimientos. En el siglo xvi se inventa- ron los primeros microscopios que permitieron grandes avances en el descubrimiento de las causas de las enfermedades. El desarrollo del microscopio motiv el conocimiento de grupos de seres vivos de los que no se tena noticia . Poco a poco se conoci la estructura de estos organismos, dando lugar a nuevas reas de investigacin. Del mismo modo, los viajes de exploracin de las naciones europeas que estu- diaban la geografa del planeta promovieron el conocimiento de especies de plantas y animales recolectadas en las regiones visitadas. Las vboras venenosas, por ejemplo, no se conocan en Europa, como tampoco se conocan las plantas carnvoras ni los murcilagos hematfagos o vampiros; seres que alentaron la imaginacin de novelistas con historias fantsticas de terror basadas en monstruos que se coman a los exploradores o los convertan en vampiros inmortales. Por otro lado, el incremento del conocimiento sobre las especies del nuevo mundo, adems de desarrollar la taxonoma, impact a la medicina europea al reconocer la amplia sabidura que tenan los indgenas mexicanos sobre el uso medicinal de las plantas. En el siglo xvii mejoraron los mtodos de cultivo, se introdujo la rotacin de cultivos, los abonos y la mecanizacin de las tcnicas agrcolas, con lo que la produccin aument. En 1770 un ganadero ingls logr que el ganado vacuno diera mayor carne y el bovino mayor tamao y peso en su lana, perfeccionando la ganadera. En ese tiempo se descubrieron algunas plantas como el nabo y el trbol que mejoran las propiedades de la tierra evitando la erosin, con lo que se aplic el conocimiento para mejorar la agricultura. Durante la Revolucin Industrial, que surgi en Europa en los inicios del siglo xix, se crearon fbricas de produccin masiva que trajeron consigo el hacinamiento de las poblaciones en las ciudades. El crecimiento de las urbes se concen- tr en reas con condiciones insalubres, provocando brotes de tuberculosis, clera y otras enfermedades que motivaron el estudio de sus causas. El descubrimiento de anestsicos, antispticos y antibiticos, as como el desarrollo de la tecnologa durante este periodo, permiti importantes avances en la medicina y en la biologa celular. A mediados del siglo xx, la necesidad de mejorar la produccin de alimentos ante el incremento de la poblacin mundial, promovi la revolucin verde. Durante esta revolucin agrcola, se mejoraron los sistemas de cultivo, se aplicaron fertilizantes, herbicidas e insecticidas para un mayor rendi- miento. Asimismo, se desarrollaron tcnicas agrcolas que impulsaron la economa de las naciones, especialmente en los Las tcnicas agrcolas mejoraron la produccin de alimentos durante la revolucin verde. 41. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 25 pases que hoy se conocen como de primer mundo o desarrollados. Sin embargo, la poblacin mundial continu su crecimiento y las naciones que no mejoraron su produccin alimentaria empeoraron la calidad de vida de sus habitantes, quienes desde entonces sufren de hambre y desnutricin, entre otros males. Cmo producir alimentos para una sociedad que se multiplica rpidamente? Las tcnicas de la ingeniera gentica estn modificando organismos vegetales y animales con la finalidad de mejorar sus propiedades y que puedan ser aprovecha- das por el ser humano. As, las hortalizas y los cereales son capaces de soportar condiciones ambientales radicales, como sequas, heladas o suelos salitrosos; re- sistirse al ataque de plagas provocadas por insectos y hongos, o tolerar los herbicidas. De esta forma, la produccin de alimentos ser mayor y la posibilidad de sostener a la poblacin en crecimiento mejorar sustancialmente. Al mismo tiempo, cmo detener el crecimiento exponencial de la poblacin? Las presiones de la sociedad generaron la bsqueda de alternativas como el desarrollo de tecnologas para producir anticonceptivos. Entonces apareci la controvertida pldora anticonceptiva, a partir de la cual se han realizado avances determinantes en el control de la natalidad. Hoy contamos con una amplia gama de mtodos contra- ceptivos que estn a la disposicin del pblico y que han contribuido a disminuir la tasa de natalidad en Mxico y en el mundo. Cmo prevenir y curar enfermedades como el cncer y el sida? La biologa actual est desarrollando tcnicas para identificar grupos de genes que causan el cncer. De esta manera, la biologa ha logrado pronosticar el desarrollo potencial de ciertos tipos de cncer. As, conocer un tipo de cncer favorece la decisin del mdico sobre el tratamiento preventivo, y cmo ayudar al paciente a conocer su susceptibilidad a las enfermedades potenciales, y con ello mejorar su alimentacin y hbitos como medidas para evitar la expresin de los genes de enfermedades hereditarias. La investigacin sobre la estructura del ADN, as como el desarrollo de la tecnologa del ADN recombinante y la relacin entre el ADN, el ARN y las protenas, han dado como resultado la era de la genmica, que concluy con el estudio del genoma humano; es decir, con el conocimiento de los genes que tenemos los seres humanos. La aplicacin de todo este conocimiento dio lugar a la biotecnologa, a travs de la cual se han producido organismos genticamente modificados que contribuyen produciendo protenas humanas, mientras que en la agricultura se han cultivado plantas capaces de crecer en ambientes adversos, pues obtuvieron la resistencia a las heladas, a la sequa o a otros factores, al recibir genes de otra especie con esas capacidades. Las posibilidades de mejoramiento de la salud se han incrementado a travs de la era de la protemica, con el conocimiento de la funcin de las protenas cuya deficiencia puede ser contrarrestada con tratamientos mdicos muy efectivos. La industria de fabricacin de materiales se ha interesado en la sntesis de protenas similares a la protena que forma la seda de la araa, que es el material ms resistente y capaz de deformarse que se conoce. La ingeniera gentica estudia la variabilidad de las propiedades de esta seda de araa, as como las caractersticas de este material y su comportamiento trmico, para producir a travs de organismos genticamente modificados esta fibra o algo parecido que pudiera ser til en la fabricacin de chalecos antibalas, por ejemplo. 42. 26 Biologa I Actualmente, la informtica se ha desarrollado de forma espectacular relacio- nndose con todas las reas del conocimiento humano. Toda la informacin que se ha ido generando en el campo de la biologa es procesada, manejada y mani- pulada a travs de sistemas de informacin. De este modo, los resultados de las investigaciones sobre la distribucin de los organismos, los cambios de clima a nivel local, los anlisis qumicos de sustancias fitotxicas y muchos otros resultados de investigaciones en diversos campos de la biologa, pueden consultarse a travs de redes de informacin electrnicas confiables. En esta actividad relacionars la tecnologa con la biologa y hars una reflexin crtica sobre los aspectos ticos del uso de las nuevas tecnologas aplicadas a la biologa. 1. Renanse en equipos de seis estudiantes y elijan un tema: a) La fabricacin de chalecos antibalas aplicando la tecnologa en la seda de la telaraa. b) El uso de los transgnicos como solucin al hambre mundial. 2. Inicien un debate acerca de la conveniencia de usar la biotecnologa. Actividad 6 43. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 27 Evaluacin nal del Bloque l Qu competencias lograste? I. Revisa la evaluacin diagnstica 1 que contestaste al inicio del bloque y anota los cambios que haras sealando en el cuadro que sigue la competencia que desarrollaste, de forma semejante a la que aparece en el ejemplo: Seccin de evaluacin diagnstica o sesin Competencia Saber requerido para adquirir la competencia Respuestas modicadas Cmo adquiriste la competencia Describe la competencia que adquiriste I Identicar el campo de estudio de la biologa. Reconocer el campo de estudio de la biologa. Comprender la aplicacin de la biologa en problemas cotidianos. Reconocer como campo de estudio de la biologa la constitucin de un rgano como el rin. Al realizar la actividad 2. Identicar el campo de estudio de la biologa. I Distinguir el campo de estudio de la biologa. Identicar el campo de accin de la biologa. I Diferenciar el campo de estudio de la biologa. Describir el campo de accin de la biologa y sus principales divisiones. II Establecer la interrelacin de la biologa con otras ciencias. Reconocer la relacin de la biologa con la qumica, la fsica, las matemticas, la geografa y la informtica. II Reconocer la interrelacin de la biologa con otras ciencias. Identicar las aplicaciones de la biologa en la vida cotidiana. III Distinguir el campo de accin de la biologa. Describir el campo de accin de la biologa y sus principales divisiones. Comprender la aplicacin de las ramas de la biologa en su contexto. IV Identicar aplicaciones de la biologa en la vida cotidiana reconociendo el carcter cientco de esta disciplina. Comprender la aplicacin de las ramas de la biologa en su contexto. 44. 28 Biologa I IV V VI VII VIII Determinar problemas, formular preguntas de carcter cientco y plantear las hiptesis necesarias para responderlas. Problematizar y discutir sobre las aportaciones de la biologa a la vida cotidiana. Emplear el mtodo cientco. Describir las caractersticas del mtodo cientco aplicado a la biologa. V VII VIII Establecer la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especcos. Identicar problemas, formular preguntas de carcter cientco y plantear las hiptesis necesarias para responderlas. Reexionar crticamente acerca de los avances de la biologa y su importancia para la sociedad. Relacionar las nuevas tecnologas con la biologa y sus implicaciones. V VI VIII Establecer la interrelacin entre la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especcos. Identicar las caractersticas bsicas de la ciencia: sistemtica, metdica, objetiva, vericable y modicable. IV VIII Relacionar los niveles de organizacin qumica, biolgica, fsica y ecolgica de los sistemas vivos. Reconocer los niveles de organizacin de la materia: qumico, celular, tisular, orgnico, individual y ecolgico en los seres vivos. Comprender los diferentes niveles de organizacin de la materia de los seres vivos. II. Resuelve las siguientes actividades. 1. Elabora una definicin de la biologa. 2. Identifica la aplicacin de las distintas ramas de la biologa involucradas en el caso de la epidemia de influenza A H1N1. 45. Bloque I: Reconoce la Biologa como ciencia de la vida 29 3. Explica la relacin de la biologa con otras ciencias en: a) la prevencin de la obesidad. b) la prdida de la biodiversidad. c) la buena alimentacin. 4. Analiza los beneficios que ha aportado la biologa a la sociedad en: a) produccin de alimentos. b) prevencin de enfermedades. c) mantenimiento de la biodiversidad. 5. Seala las caractersticas de la ciencia. 6. Busca una noticia relacionada con un desastre natural ocurrido en el pas dentro de los ltimos seis meses: huracn, inundaciones, terremoto, etc. Pega la noticia en tu cuaderno y seala en el texto las ramas de la biologa relacionadas con el problema. 7. Representa en un organizador grfico la relacin de la biologa con otras ciencias. 8. Muestren al grupo la cartulina que elaboraron en la actividad 4, que representa un diagrama ilustrado de los niveles de organizacin de la materia. 9. Elabora un organizador grfico (peridico mural, collage) para sealar los beneficios que ha aportado la biologa a la sociedad. 10. Presenta un cartel resumiendo tu participacin en el debate acerca de los beneficios y riesgos de las nuevas tecnologas que se han desarrollado en el rea de la biologa. 11. Elabora un reporte de la investigacin que realizaron en equipo acerca de la relacin entre el sobrepeso y el consumo de alimentos chatarra y presenta los resultados al grupo. En el patio de la escuela peguen el cartel que efec- tuaron. 46. 30 Biologa I 47. BLOQUE l l Identifica las caractersticas y componentes de los seres vivos 48. BLO Q U E l l Competencias disciplinares En este bloque desarrollars algunas de las competencias disciplinares bsicas, como fundamentar opiniones sobre los impactos de la ciencia, la tecnologa, la sociedad y el ambiente en contextos histricos y sociales especcos; identicar problemas, formular preguntas de carcter cientco y plantear las hiptesis necesarias para comprobarlas. Adems, sers capaz de obtener, registrar y sistematizar informacin para responder a preguntas cientcas consultando fuentes relevantes y realizando experimentos adecuados. Tambin, logrars decidir sobre el cuidado de tu salud a partir del estudio de los principales nutrientes que requiere el cuerpo y el conocimiento de lo que podra representar un hbito de consumo o conducta de riesgo. Al terminar de estudiar el bloque II, habrs comprendido las caractersticas de los seres vivos, as como la estructura y funcin de las biomolculas, valorando el papel de estos componentes en la nutricin humana. Tambin reconocers la importancia de los bioelementos y del agua en los procesos vitales. Finalmente, sers capaz de explicar la replicacin del ADN y el mecanismo por el cual se sintetizan las protenas. 49. Para tu formacin: Al realizar las actividades propuestas en el bloque II, valorars las consecuencias de tener distintos hbitos de consumo y conductas de riesgo. Estructurars ideas, conceptos y argumentos de manera clara, coherente y sinttica; y al mismo tiempo podrs expresarlas mediante representaciones lingsticas, matemticas o grcas. Aplicars distintas estrategias comunicativas identicando las ideas clave de un texto o discurso oral, tambin inferirs conclusiones a partir de ellas. Sers capaz de seleccionar y manejar las tecnologas de la informacin y la comunicacin para obtener datos, procesarlos e interpretarlos, as como identicar los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenmenos. De esta forma, desarrollars habilidades para sintetizar evidencias obtenidas mediante la experimentacin para generar conclusiones y formular nuevas preguntas. Con todas estas habilidades sers capaz de denir metas claras, proponer soluciones a problemas, dar seguimiento al proceso de construccin del conocimiento, desarrollar un proyecto en equipo, aportar puntos de vista con apertura, y considerar las opiniones de otras personas de manera reexiva. De este modo, asumirs una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuentas dentro de distintos equipos de trabajo. 50. Bloque II: Identifica las caractersticas y componentes de los seres vivos 35 I. Subraya la opcin que contenga una de las caractersticas de la vida: a) contienen rganos y sistemas b) evolucionan c) se reproducen d) irritabilidad e) homeostasis f) meiosis g) clulas h) biomolculas i) respiran j) movimiento k) fotosntesis l) aparato digestivo II. Marca con una X los elementos que existen en los seres vivos: ( ) Na (sodio) ( ) K (potasio) ( ) C (carbono) ( ) N (nitrgeno) ( ) H2 O (agua) ( ) S (azufre) ( ) O (oxgeno) ( ) P (fsforo) ( ) Cd (cadmio) ( ) Fe (fierro) ( ) Cl (cloro) ( ) I (yodo) III. Seala con una E los alimentos que engordan y con una N los alimentos que nutren: ( ) aguacate ( ) pltano ( ) papas fritas ( ) pozole ( ) tacos de pollo ( ) tacos de canasta ( ) papas al horno ( ) tostadas de tinga ( ) tamales En esta sesin identificars tus competencias acerca de las caractersticas de los seres vivos y las biomolculas que los forman. Tambin, reconocers los conocimientos que tienes sobre los carbohidratos, lpidos y protenas, como son su estructura y sus funciones en los organismos. Al final de la evaluacin diagnstica identificars lo que sabes sobre los cidos nucleicos y cmo se realiza la replicacin del ADN. Evaluacin diagnstica 2 Sesin 1 51. 36 Biologa I IV. Explica para qu sirven las siguientes biomolculas y de dnde se obtienen: a) Protenas b) Lpidos c) Carbohidratos V. Clasifica los siguientes alimentos de acuerdo con el grupo nutricional al que pertenecen: carbohidratos, lpidos o protenas, y escrbelos en el sitio co- rrespondiente. Tortilla, pan, limn, carne asada, pollo, hgado, zanahoria, jitomate, caf VI. Marca las razones por las que eliges un tipo de alimento para comer cuando tienes hambre: 1. porque est preparado higinicamente 2. porque te gusta su sabor 3. porque no engorda 4. porque se antoja y sabe bien 5. porque huele bien VII.Ordena los siguientes alimentos de acuerdo con su valor nutritivo: enchila- das, pozole, ensalada de lechuga y jitomate, carne asada, hamburguesa con papas. 1. 2. 3. 4. 5. VIII.Subraya la respuesta correcta a las siguientes afirmaciones: 1. La diabetes es una enfermedad ocasionada por: a) un susto b) falta de azcar c) exceso de azcar d) falta de insulina Carbohidratos Lpidos Protenas 52. Bloque II: Identifica las caractersticas y componentes de los seres vivos 37 2. La obesidad es una enfermedad ocasionada por: a) comer demasiado b) ingerir alimentos inapropiados c) herencia 3. Sobre la ingesta de lpidos o grasas, lo recomendable es comer: a) nada b) mucho c) vegetales d) derivados de animales 4. El material gentico, que es la sustancia que se hereda de padres a hijos, est formado por: a) bases nitrogenadas b) adenina, timina c) cidos nucleicos 5. Los aminocidos son sustancias que estn en: a) alimentos dietticos b) protenas c) carbohidratos 6. El ADN est formado por: a) una escalera de adenina y timina b) una hlice de genes c) dos cadenas de nucletidos 7. Cuando se forma una nueva clula, el ADN se: a) replica b) divide c) enrolla d) elimina 8. Los alimentos genticamente modificados o transgnicos se producen cuando: a) se extraen los genes de una especie b) se producen bacterias de cepas inofensivas al hombre c) se insertan genes de un organismo en otra especie 9. Entre los logros del Proyecto genoma humano se encuentran: a) la deteccin de enfermedades como la hemofilia y el SIDA b) comprender enfermedades genticas y hallar su tratamiento c) la prevencin de enfermedades como la sfilis y la diabetes 10. Una de las aplicaciones del Proyecto genoma humano es: a) el uso de las huellas genticas para la identificacin de personas b) la formacin de organismos genticamente modificados c) la biotecnologa aplicada en la produccin de vinos y cervezas IX. Expresa tu opinin respecto a: a) transgnicos b) soluciones para abatir el hambre en el mundo c) el impacto de la biotecnologa en el ambiente d) qu es una alimentacin balanceada? 53. Bloque II: Identifica las caractersticas y componentes de los seres vivos 39 En esta sesin identificars caractersticas como la estructura, la organizacin, el metabolismo, la homeostasis, la irritabilidad, la reproduccin, el crecimiento y la adaptacin como distintivas de los seres vivos. Sesin 2 Cules son las evidencias de vida en materiales extraterrestres trados de o, la Luna y Marte? Imagina que formas parte de un equipo especial de la NASA que est analizando muestras de materiales de Marte, de la Luna y de o, una de las lunas de Jpiter en donde hay agua en forma de hielo. El equipo de cientficos rusos asegur que en o hay vida. Los rusos presentaron sus resultados en un cuadro como ste: Actividad 1 Prueba realizada Marte Luna Io Presencia de molculas orgnicas negativo negativo positivo Aumento de masa ante exposicin a luz solar negativo negativo positivo Cambios de temperatura en la muestra negativo negativo positivo 1. Renanse en equipos de cuatro estudiantes para definir qu pruebas haran a los materiales extraterrestres y asegurarse de que las muestras presentan evidencias de vida. 2. Lean el texto que sigue identificando las caractersticas distintivas de los seres vivos. 3. Preparen una conclusin comparando los resultados hipotticos de las pruebas realizadas a las tres muestras. 54. 40 Biologa I Caractersticas distintivas de los seres vivos La preocupacin por definir la vida ha sido un problema filosfico y biolgico que ha interesado al ser humano en todos los tiempos y en todas las culturas. Aun cuando podamos asegurar que un ser como un insecto o una lombriz tienen vida propia porque observamos que se mueven, no siempre es fcil definir qu es la vida. Entre los griegos del siglo iv antes de Cristo exista la duda acerca de las diferencias entre la materia inanimada y la materia que forma a los seres vivos. Algunos pensaban que la materia que forma a stos era diferente, otros conside- raban que la composicin de los seres vivos es exactamente la misma que la que forma a la materia inerte. As, se consideraba que los seres inertes y los vivos se diferenciaban por la presencia del alma o el aliento vital. Para Aristteles, el alma era el principio organizador del ser vivo. Hoy sabemos que los organismos vivos tienen la misma naturaleza de la materia que los seres inertes; pero los seres vivos no estn hechos de cualquier material, stos tienen una estructura y composicin definidos por elementos qumicos a los que llamamos biogensicos, ya que forman parte de los seres vivos. Estos elementos biogensicos estn presentes en compuestos denominados biomolculas, que son exclusivos de la materia viva. La invencin del microscopio devel una de las caractersticas bsicas de los seres vivos que constituye la teora celular, esto es: 1. Todos los seres vivos estn formados por una o ms clulas. El estudio de la clula nos muestra que los seres vivos son sistemas abiertos inter- cambiando materia y energa con el medio. La materia se obtiene del entorno en forma de alimento y ste se transforma a travs del metabolismo para obtener energa y producir nuevos materiales. Con este conocimiento comprendemos que: 2. Los seres vivos intercambian materia y energa. Mientras se conoca la estructura de los organismos vivos a travs del microscopio establecindose la teora celular, el cientfico Rodolfo Virchow seal que las clulas provienen de otra clula, con lo que se postul un argumento ms de l

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