RECURSOS PARA EL DOCENTE Biología 3 Intercambio de información en los sistemas biológicos: relación, integración y control Alejandro J. Balbiano María Gabriela Barderi Celia E. Iudica Héctor F. Méndez Natalia Molinari Leto ES 3.er año Hilda C. Suárez RECURSOS PARA EL DOCENTE Biología 3 Intercambio de información en los sistemas biológicos: relación, integración y control Biología III. Intercambio de información en los sistemas biológicos: relación, integración y control Recursos para el docente Santillana es una obra colectiva, creada, diseñada y realizada en el Departamento Editorial de Ediciones Santillana, bajo la dirección de Graciela Pérez de Lois, por el siguiente equipo: Alejandro J. Balbiano - María Gabriela Barderi - Celia E. Iudica Héctor F. Méndez - Natalia Molinari Leto - Hilda C. Suárez Editora: María Gabriela Barderi Jefa de edición: Edith Morales Gerencia de gestión editorial: Mónica Pavicich Índice Recursos para la planificación, pág. 2 • Clave de respuestas, pág. 7 Jefa de arte: Diagramación: Corrección: Claudia Fano. Diego Ariel Estévez y Exemplarr. Martín H. Vittón. 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. © 2012, EDICIONES SANTILLANA S.A. Av. L. N. Alem 720 (C1001AAP), Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ISBN: 978-950-46-3105-7 Queda hecho el depósito que dispone la Ley 11.723 Impreso en Argentina. Printed in Argentina. Primera edición: diciembre de 2012. Biología 3 : intercambio de información en los sistemas biológicos : relación, integración y control : recursos para el docente / Alejandro J. Balbiano ... [et.al.]. - 1a ed. - Buenos Aires : Santillana, 2012. 32 p. ; 28x22 cm. - (Conocer +) ISBN 978-950-46-3105-7 1. Biología. 2. Enseñanza Secundaria. 3. Guía Docente. I. Balbiano, Alejandro CDD 371.1 Este libro se terminó de imprimir en el mes de diciembre de 2012, en Grafisur, Cortejarena 2943, Buenos Aires, República Argentina. 2 Descripción de la metodología científica. Interpretación de la importancia de validación de las hipótesis en la investigación científica. Descripción del papel que juegan los medios de comunicación en la divulgación científica. Análisis del uso de modelos en biología. Interpretación de la biología como una ciencia que ayuda a comprender los fenómenos que se llevan a cabo en los seres vivos. Generación de un espacio de opinión sobre el uso de animales de laboratorio. Identificación de los seres vivos como sistemas. Clasificación de sistemas en abiertos, cerrados y aislados. Identificación de las características de los seres vivos como sistemas abiertos. Jerarquización de los diferentes niveles de organización en la naturaleza. Comparación entre las propiedades emergentes y trascendentes de los niveles de organización de la materia. Descripción de la función de relación en los seres vivos. Comparación entre los tipos de respuestas en animales y plantas. Descripción de las respuestas motoras, secretoras e inmunológicas en animales. Descripción de las respuestas motoras y secretoras en las plantas. Descripción de la función de control nervioso y endocrino en los animales. Descripción de la función de control hormonal en las plantas. Reconocimiento de ejemplos de homeostasis. Análisis comparativo de la termorregulación y la osmorregulación. Análisis del modelo estímulo - procesamiento - respuesta. Reflexión sobre los hábitos de “alondra” o de “búho” que tienen los seres humanos y su relación con el reloj biológico. Ejemplificación de las diversas maneras en que las plantas responden a los estímulos del entorno. Enumeración de los estímulos que reciben las plantas y de sus receptores. Clasificación de las respuestas de las plantas: tropismos y nastias. Descripción del concepto de fotoperiodicidad. Análisis de las respuestas de las plantas en relación con la calidad, la intensidad y la duración de la luz. Comparación entre planas de día corto y plantas de día largo. Análisis de las respuestas que efectúan las plantas frente a los estímulos mecánicos: tigmotropismo y tigmonastia. Interpretación de la relación que se establece entre la fuerza de gravedad y las diferentes partes de la planta. Análisis de las respuestas que ejercen las plantas frente al agua, los aleloquímicos, la oscuridad, el roce y la temperatura. Debate sobre las plantaciones de especies autóctonas o exóticas en los ecosistemas. Los caminos de la ciencia y su metodología. La hipótesis y su validación. Representación y comunicación de la ciencia. Uso de modelos científicos. Los alcances de la ciencia. Biología, la ciencia de la vida. Los seres vivos como sistemas. Tipos de sistemas. Niveles de organización: propiedades emergentes y trascendentes. Función de relación en los seres vivos. Tipos de respuestas en animales: motoras, secretoras e inmunológicas. Tipos de respuestas en las plantas: motoras y secretoras. Función de control en los seres vivos: control nervioso y control endocrino. Homeostasis: termorregulación y osmorregulación. Modelo estímulo - procesamiento respuesta. La captación de los estímulos. Variedad de estímulos y de respuestas: tropismos y nastias. Los estímulos lumínicos: el fototropismo, el heliotropismo y la nictinastia. La fotoperiodicidad. Los estímulos mecánicos. El tigmotropismo y la tigmonastia. La gravedad como estímulo. El agua y otras sustancias como estímulos. El hidrotropismo y la hidronastia. Otros estímulos químicos: aleloquímicos, oscuridad, roce y temperatura. Pensar en ciencia © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Estímulos y respuestas en las plantas 2 Seres vivos y su relación con el medio 1 ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS CONTENIDOS CAPÍTULO Recursos para la planificación Interpretar las diversas maneras en que las plantas responden a los estímulos del entorno. Distinguir los tipos de estímulos captados por los diferentes receptores de las plantas. Clasificar las diferentes respuestas de las plantas en tropismos y nastias. Describir el concepto de fotoperiodicidad y relacionarlo con las respuestas de las plantas en función de la calidad, la intensidad y la duración de la luz. Comprender las respuestas que realizan las plantas frente a los estímulos mecánicos. Interpretar la dirección del crecimiento del tallo y de la raíz en función de la fuerza de gravedad. Analizar la variedad de estímulos a los cuales pueden responder las plantas: agua, aleloquímicos, oscuridad, roce y temperatura. Identificar a los seres vivos como un sistema formado por diversos componentes que interactúan entre sí. Clasificar a los diferentes tipos de sistemas en función al intercambio de materia y energía que realicen con su entono. Reconocer a los seres vivos como sistemas abiertos, capaces de procesar y transmitir información. Jerarquizar los diferentes niveles de organización de la naturaleza de acuerdo con sus diferentes grados de complejidad. Comparar las propiedades emergentes y trascendentes de un determinado nivel de organización de acuerdo a sus características. Describir la función de relación de los seres vivos, la recepción de estímulos del entorno y las respuestas que efectúan ante ellos. Comparar las diferentes respuestas realizadas por los animales y por las plantas frente a los estímulos y relacionarlas con su modo de vida. Analizar las diferencias del control nervioso y endocrino. Investigar el control que ejercen las hormonas sobre las plantas. Comparar la fisiología del sistema nervioso y el sistema endocrino en relación con el tipo de señal, cómo se transporta y cuáles son sus efectos. Interpretar la función de homeostasis en los seres vivos y su relación con los procesos de termorregulación y osmorregulación. Interpretar casos de comportamiento animal tomando como referencia el modelo de estímulo - procesamiento - respuesta. Analizar diversos ejemplos de experimentos históricos en donde se ponga de manifiesto la metodología científica. Reflexionar sobre la importancia de los medios de comunicación en la divulgación científica. Indagar en los alcances de la biología en el estudio de los seres vivos. Describir las diferentes disciplinas que están relacionadas con el estudio de los seres vivos. EXPECTATIVAS DE LOGRO 3 Percepción y respuesta a nivel celular 4 Estímulos y respuestas en los animales 3 CAPÍTULO ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Caracterización de los tres grupos de receptores. Análisis comparativo de diferentes fotorreceptores: manchas oculares, ocelos y ojos simples. Análisis la función que cumplen los conos y los bastones en la visión en colores y en blanco y negro. Comparación de ojos con lente: compuesto y en cámara. Descripción de los mecanorreceptores. Análisis de la función de los mecanorreceptores en la percepción de los estímulos sonoros. Análisis de la función de los quimiorreceptores en la percepción de los estímulos químicos: el olfato y el gusto. Análisis de la función de las feromonas. Descripción de los receptores que intervienen en la recepción de diversos tipos de estímulos como la gravedad, la electricidad y la temperatura. Comparación entre comportamientos innatos y adquiridos. Identificación, a partir de ejemplos, de diferentes comportamientos en animales. Análisis de diferentes tipos de aprendizaje: habituación, asociación, imitación e impronta. Reflexión sobre la modificación de las conductas de los animales mediante el aprendizaje. Descripción del modelo señal-receptor y su especificidad para desencadenar una respuesta celular. Comparación entre diferentes tipos de comunicación celular. Identificación, a partir de ejemplos, de señales locales y a distancia que actúan sobre las células. Descripción de la estructura de la membrana plasmática. Interpretación del modelo de mosaico fluido de la membrana plasmática. Caracterización de las funciones de la membrana plasmática y su relación con el transporte celular. Interpretación del papel que cumple la membrana plasmática en la recepción de mensajes celulares. Análisis de los fenómenos down regulation (regulación en baja) y up regulation (regulación en alta). Comparación entre los receptores de membrana y los receptores nucleares. Interpretación de la función de transducción de las señales. Descripción del complejo mensajero-receptor de membrana y mensajero-receptor intracelular. Explicación de los diferentes tipos de comunicación que se establecen entre las células animales y las células vegetales. Descripción de los diversos tipos de respuestas que efectúan las células frente a los estímulos. Generación de un espacio de debate sobre lo que significa una vacunación responsable. CONTENIDOS Percepción y respuesta en los animales. Exteroceptores, interoceptores y propioceptores. Estímulos lumínicos: tipos de fotorreceptores. Estímulos mecánicos. Mecanorreceptores. Los estímulos sonoros. Estímulos químicos. Quimiorreceptores. Sentidos del olfato y del gusto. Feromonas. Otros tipos de estímulos: gravedad, electricidad y temperatura. El comportamiento. Comportamiento innato y adquirido. Tipos de aprendizaje. La comunicación intercelular: mensajeros químicos, receptores y células blanco. Diferentes tipos de comunicación celular: autocrina, paracrina, yuxtacrina y endocrina. La membrana plasmática en la comunicación celular. Estructura de la membrana plasmática. Tipos de transporte celular: activo y pasivo. Recepción de mensajes celulares. Cambios en los receptores celulares: regulación en baja y regulación en alta. Receptores de membrana y receptores nucleares. La transducción de la señal. Complejo mensajeroreceptor de membrana. Complejo mensajero-receptor intracelular. Comunicación directa entre células animales y vegetales. Respuestas celulares. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Identificar los mecanismos celulares de ajuste al ambiente a través de la percepción de señales. Interpretar los diferentes tipos de comunicación celular. Interpretar las diferencias que existen entre la comunicación local y a distancia que se establece entre las células. Analizar la relación que existe entre la composición de la membrana plasmática y los diferentes tipos de transporte celular. Establecer semejanzas y diferencias entre los distintos mecanismos de transporte de membrana. Explicar las características de la unión señal-receptor y su influencia en la comunicación celular. Comprender que una misma señal puede producir distintas respuestas celulares. Analizar los fenómenos down regulation (regulación en baja) y up regulation (regulación en alta). Establecer diferencias entre los receptores de membrana y los receptores intracelulares. Examinar, mediante la observación de esquemas, el mecanismo general de transducción de una señal. Interpretar el complejo mensajero-receptor intracelular como un mecanismo de ampliación de la respuesta celular, por medio de los segundos mensajeros. Analizar la relación que existe entre las diferentes modificaciones que sufre la membrana plasmática y la comunicación entre células animales y vegetales. Describir los diversos tipos de respuestas que efectúan las células frente a los estímulos. Caracterizar los tres grupos de receptores presentes en los animales. Comprender la especificidad de la interacción estímuloreceptor y la existencia de variedad de receptores para los distintos tipos de estímulos. Comparar los diferentes tipos de fotorreceptores en los animales más sencillos y en los más complejos. Interpretar las diferencias entre un ojo compuesto y un ojo en cámara. Relacionar la función de los conos y los bastones con la capacidad de ver en colores y en blanco y negro. Interpretar la función de los mecanorreceptores en la recepción de estímulos sonoros. Interpretar la función de los quimiorreceptores en la captación de los estímulos químicos. Analizar las similitudes y las diferencias entre los sentidos del olfato y del gusto. Interpretar la función de las feromonas en la comunicación social entre individuos de la misma especie y de diferentes especies. Describir la función de los receptores que intervienen en la recepción de diversos tipos de estímulos como la gravedad, la electricidad y la temperatura. Diferenciar el comportamiento instintivo del aprendido. Debatir acerca de las características innatas o aprendidas de diferentes comportamientos. Interpretar ejemplos sobre los distintos tipos de aprendizaje que se observan en los animales. EXPECTATIVAS DE LOGRO 4 ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Descripción de la función del tejido nervioso. Identificación de las partes de una neurona y de sus funciones. Clasificación funcional de las neuronas. Especificación de la estructura y de la función de fibras, nervios, ganglios y centros nerviosos. Descripción de los mecanismos de generación y conducción del impulso nervioso. Interpretación de un gráfico de la variación del potencial de membrana a lo largo del tiempo. Interpretación de esquemas sobre el mecanismo de las sinapsis eléctrica y química. Descripción de la función de los neurotransmisores. Observación de un esquema de los órganos que componen el encéfalo. Explicación de la función que cumplen los órganos que componen al encéfalo. Explicación de la función que cumple la médula espinal. Diferenciación entre los conceptos de acto y el arco reflejo. Análisis de una infografía que ilustra el mecanismo de un acto voluntario. Explicación de la participación de los sistemas nerviosos periférico y autónomo en ejemplos concretos. Descripción de las áreas del cerebro que intervienen en el aprendizaje y en la memoria. Interpretación de diferentes afecciones del sistema nervioso: epilepsia, enfermedades neurodegenerativas, cerebrovasculares e infecciosas. Análisis de la acción de diferentes drogas y del alcohol sobre el sistema nervioso. Debate sobre los efectos positivos y nocivos de la cafeína. Descripción del concepto de irritabilidad. Análisis de la evolución del control nervioso a lo largo de la escala zoológica. Identificación de los principales modelos de organización nerviosa en invertebrados. Reconocimiento del proceso de cefalización y diferenciación con el de encefalización a partir de ejemplos. Identificación de los principales modelos de organización nerviosa en vertebrados. Generación de un espacio de reflexión sobre lo que se considera inteligencia animal. Comparación del funcionamiento del sistema endócrino con un ejemplo cotidiano de fácil comprensión. Reconocimiento de los mecanismos de control endocrino que se llevan a cabo en el cuerpo humano. Caracterización de las glándulas endocrinas, de las hormonas que producen y de su función. Identificación del papel que cumple la glándula hipófisis en relación con las otras glándulas. Descripción de la fisiología de las glándulas endocrinas, exocrinas y mixtas. Identificación de la función que cumplen las hormonas en la adolescencia. Interpretación de la regulación hormonal del ciclo menstrual. Análisis de ejemplos de control hormonal de la glucemia. Interpretación de la función de las hormonas en la homeostasis de los seres vivos. Deducción del control neuroendocrino a partir de la relación que se establece entre el hipotálamo y la hipófisis. CONTENIDOS Respuestas a los estímulos. El tejido nervioso y las neuronas. Células gliales. Fibras, nervios, ganglios y centros nerviosos. El impulso nervioso: su velocidad y dirección. La sinapsis. Sinapsis química y eléctrica. Neurotransmisores: tipos y función. El sistema nervioso central: encéfalo, cerebro y médula espinal. El acto y el arco reflejo. Los actos voluntarios. El sistema nervioso periférico. El sistema nervioso somático y autónomo. La actividad cerebral. Aprendizaje y memoria. Afecciones del sistema nervioso: epilepsia, enfermedades neurodegenerativas, cerebrovasculares e infecciosas. Las drogas y el sistema nervioso. Drogas y circuitos de recompensa. Efectos del alcohol sobre el sistema nervioso. Los seres vivos y la irritabilidad. Evolución del control nervioso. Control nervioso en los invertebrados. El camino hacia la cefalización. Control nervioso en los vertebrados. Características del sistema endocrino. Función de las hormonas. Las glándulas endocrinas y su función. Hipófisis: la glándula “maestra”. Tipos de glándulas. Las hormonas en la adolescencia. La regulación del ciclo menstrual. El páncreas y la regulación de la glucemia. Hormonas, homeostasis y osmorregulación. Eje hipotálamo-hipofisario: el control neuroendocrino. Retroalimentación o feedback. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Control endocrino en el ser humano 7 Control nervioso en los animales 6 Control nervioso en el ser humano 5 CAPÍTULO Reconocer la función que cumplen las glándulas, las hormonas y las células blanco en el control endocrino. Interpretar los mecanismos de acción a distancia que ejercen las hormonas sobre otras glándulas y sobre otros órganos. Identificar las glándulas endocrinas, las hormonas que producen y su función. Reconocer el papel que cumple la hipófisis en la regulación de la fisiología de otras glándulas. Describir las diferencias que existen entre los diferentes tipos de glándulas. Identificar mediante ejemplos concretos el papel que cumplen las hormonas en la adolescencia. Analizar por medio de gráficos la función que cumplen las hormonas en la regulación del ciclo menstrual. Explicar la regulación de la glucemia utilizando los conceptos de producción de señales químicas, su transporte, órganos blanco, especificidad señal-receptor, desencadenamiento de la respuesta, acción antagónica de la insulina y el glucagón. Interpretar el concepto de irritabilidad como una característica distintiva de los seres vivos. Comprender los diferentes grados de complejidad que va adquiriendo el control nervioso a lo largo de la escala zoológica y relacionarlo con los tipos de respuestas de los animales. Identificar los principales modelos que representan la organización del sistema nervioso en diferentes grupos de invertebrados y en vertebrados. Establecer la diferencia que existe entre los conceptos de cefalización y encefalización. Establecer relaciones entre la estructura de la célula nerviosa y su función en tanto percepción, procesamiento y producción de respuestas frente a una señal. Construir representaciones de las generalizaciones de los mecanismos de conducción de impulsos nerviosos. Interpretar mediante la comparación de esquemas las diferencias que existen entre la sinapsis química y eléctrica. Interpretar la función de los neurotransmisores en la conducción del impulso nervioso. Identificar las partes principales del sistema nervioso central periférico y autónomo, y distinguir entre el carácter estructural y funcional de sus divisiones. Comprender las diferencias entre un acto y un arco reflejo. Analizar las diferencias entre actos involuntarios y voluntarios. Relacionar las diferentes áreas del cerebro con las funciones de memoria y de aprendizaje. Analizar la disfunción de diferentes áreas del sistema nervioso con diversos tipos de patologías neurológicas. Interpretar la acción que ejercen las drogas y el alcohol mediante la observación de esquemas. EXPECTATIVAS DE LOGRO 5 Identificación de la participación de las proteínas en diferentes funciones de los seres vivos. Análisis de la relación que existe entre el genotipo y la estructura de las proteínas. Clasificación de las proteínas de acuerdo con sus funciones. Descripción de las características y del mecanismo acción de las enzimas. Análisis de la acción enzimática a partir del ejemplo de las enzimas hepáticas. Identificación de los diferentes tipos de aminoácidos. Caracterización de la estructura básica de las proteínas a partir de la unión de aminoácidos. Análisis e interpretación de dibujos de los distintos niveles de organización de las proteínas. Clasificación de las proteínas de acuerdo con diferentes criterios (estructura y composición química), y ejemplificación de cada grupo. Enumeración de diversas propiedades que caracterizan a las proteínas. Descripción del concepto de desnaturalización proteica. Reconocimiento de la relación que existe entre la estructura de las proteínas y su función. Análisis de la relación que existe entre el ADN y la síntesis de una proteína. Intercambio de ideas de los beneficios y perjuicios de llevar a cabo una dieta hiperproteica. Las proteínas en los seres vivos. La diversidad y las proteínas. El genotipo y las proteínas. Clasificación de las proteínas según su función. Las enzimas. Las enzimas del hígado. Los aminoácidos y las proteínas. Tipos de aminoácidos: esenciales y no esenciales. Unión peptídica. Estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de una proteína. Clasificación de las proteínas según su estructura: proteínas globulares y fibrosas. Clasificación de las proteínas según su composición química. Propiedades de las proteínas. Desnaturalización proteica. Relación entre la estructura y la función de las proteínas. Síntesis de proteínas. Control hormonal en los animales y las plantas Las proteínas 9 8 Identificación de las diferencias entre las fitohormonas y las hormonas animales. Enumeración de las distintas fitohormonas y su función en la regulación del ciclo vital de las plantas. Descripción del control hormonal en los invertebrados. Análisis de un gráfico de variación de hormonas en el proceso de metamorfosis de un insecto. Descripción del control hormonal en los vertebrados. Análisis de la función de la testosterona y de la tiroxina en algunos ejemplos de vertebrados. Generación de un espacio de discusión sobre la castración de los animales. Análisis del control neuroendocrino en el metabolismo celular y en la termorregulación. Descripción de la función de retroalimentación o feedback. Debate sobre el uso de anabólicos en el ser humano. Las hormonas vegetales o fitohormonas. Fitohormonas y ciclo vital. Funciones de las fitohormonas. Control hormonal en los invertebrados. Hormonas en el desarrollo de los insectos. Hormonas y metamorfosis. Control hormonal en los vertebrados. CONTENIDOS EXPECTATIVAS DE LOGRO CAPÍTULO © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Reconocer que las proteínas son las moléculas fundamentales necesarias para la estructura y el funcionamiento de un organismo. Interpretar la relación que existe entre la diversidad de proteínas y diferentes genotipos. Relacionar la diversidad de estructuras de las proteínas con la diversidad de funciones que cumplen en el organismo, y dar ejemplos. Explicar la acción de las enzimas utilizando la analogía señal-receptor para dar cuenta de su especificidad. Analizar la función de las enzimas hepáticas. Identificar a los aminoácidos como moléculas precursoras de la síntesis proteica. Interpretar diversos esquemas que representan los diferentes niveles de organización de las proteínas. Reconocer las diferencias que existen en las proteínas en cuanto a su estructura y composición química. Describir el mecanismo por el cual se desnaturalizan las proteínas. Interpretar, mediante esquemas, el rol que cumple el ADN en la síntesis proteica. Interpretar las diferencias e entre las fitohormonas y las hormonas animales. Describir la acción que ejercen las fitohormonas en el ciclo vital de las plantas. Analizar experiencias históricas sobre el descubrimiento de las fitohormonas. Interpretar diversas experiencias que tienen por objetivo analizar las funciones características de cada una de las fitohormonas que se conocen en la actualidad. Describir la acción de algunas hormonas en los invertebrados. Interpretar el proceso de metamorfosis de un insecto mediante la observación de un gráfico. Describir el control que ejercen las hormonas en los vertebrados. Interpretar la función de la testosterona y de la tiroxina en algunos ejemplos de vertebrados. Analizar, mediante ejemplos concretos, el rol que cumplen las hormonas en la homeostasis de los seres vivos. Describir esquemas donde se ponga de manifiesto el control neuroendocrino a partir de la relación que se establece entre el hipotálamo y la hipófisis. Analizar la función del sistema endocrino en el metabolismo celular y en la termorregulación. Interpretar esquemas que representen la función de retroalimentación o feedback. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS 6 CONTENIDOS Identificación de la molécula de ADN como portadora de la información hereditaria. Diferenciación entre los conceptos de gen, código genético y genoma. Descripción del Proyecto Genoma Humano y sus aportes a la humanidad. Interpretación de dibujos del modelo de estructura del ADN y del ARN. Identificación de las diferencias estructurales entre las moléculas de ADN y ARN. Descripción de la molécula de ADN. Análisis de las etapas de la replicación del ADN. Descripción de la universalidad del código genético. Enumeración de las características de los diferentes tipos de ARN. Descripción de las etapas en la síntesis de proteínas. Descripción de los diferentes tipos de mutaciones. Interpretación de las mutaciones como fuente de variabilidad genética. Identificación de las mutaciones como generadoras de nuevos fenotipos. Debate sobre las ventajas y las desventajas de conocer la secuencia genética completa de nuestro genoma humano. Revisión histórica del concepto de biotecnología. Diferenciación entre la biotecnología tradicional y la moderna. Explicación de la relación de la ingeniería genética con la biotecnología moderna. Descripción de los organismos genéticamente modificados. Descripción de las herramientas básicas involucradas en las técnicas de ingeniería genética. Identificación de los principales pasos en la obtención de organismos transgénicos: bacterias, plantas y animales. Ejemplificación de las aplicaciones de los organismos transgénicos en diferentes ámbitos. Análisis del uso de terapias génicas y de las células madre en los seres humanos. Descripción de las características de los alimentos transgénicos. Análisis del desarrollo, regulación y control de los alimentos transgénicos en la Argentina. Identificación de alimentos transgénicos en nuestro país: la soja transgénica. Discusión sobre argumentos a favor y en contra de la utilización de organismos transgénicos. Generación de un espacio de opinión sobre las ventajas y desventajas de consumir alimentos orgánicos y transgénicos. EXPECTATIVAS DE LOGRO El ADN: biblioteca de genes. Genes, código genético y genoma. Proyecto Genoma Humano. Los ácidos nucleicos. La estructura del ADN y del ARN. Transmisión genética: replicación del ADN. Universalidad del código genético. Clasificación y función del ARN: ARN mensajero (ARNm), ARN ribosomal (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt). De genes a proteínas: transcripción y traducción. Mutaciones. Errores y variabilidad genética. Tipos de mutaciones y sus efectos. Genotipo y fenotipo. Biotecnología tradicional y moderna. Ingeniería genética. Técnicas de ADN recombinante. Herramientas de la ingeniería genética. Organismos transgénicos. La industria biotecnológica. Insulina recombinante humana. Biotecnología y salud. Terapia génica: somática y germinal. Células madre. Alimentos transgénicos. Desarrollo, regulación y control de los alimentos transgénicos en Argentina. Soja transgénica. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 La biotecnología 11 El ADN 10 CAPÍTULO Reconocer como parte de la vida cotidiana los procesos biotecnológicos que han acompañado a los seres humanos a lo largo de su historia en la Tierra. Distinguir los procesos biotecnológicos que utilizan técnicas de ingeniería genética de los que no lo hacen. Describir las herramientas básicas involucradas en la ingeniería genética. Identificar los principales pasos que deben seguirse para obtener un organismo transgénico. Analizar las principales aplicaciones de los organismos transgénicos en diferentes ámbitos. Reflexionar acerca de la utilización de las terapias génicas y de las células madre en los seres humanos. Analizar el desarrollo, regulación y control de los alimentos transgénicos en nuestro país. Conocer las características del material hereditario. Identificar las diferencias, mediante analogías, de los conceptos de gen, código genético y genoma. Interpretar la importancia del Proyecto Genoma Humano para toda la sociedad. Analizar, por medio de la observación de modelos, las diferencias estructurales que existen entre las moléculas de ADN y las de ARN. Comprender procesos biológicos como la replicación del ADN. Interpretar la importancia biológica de la universalidad del código genético. Comprender el proceso de síntesis de proteínas a partir de la información genética contenida en el ADN. Formular una primera interpretación del concepto de mutación. Vincular las mutaciones con la variabilidad genética y con la evolución de los seres vivos. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Clave de respuestas Pensar en ciencia Punto de partida a) Los alumnos deberán definir los términos “saber” y “creer” según sus ideas previas. En general, podemos decir que la creencia no se relaciona con los conocimientos sino con la fe, mientras que el “saber” tiene una relación directa con la búsqueda del conocimiento de la realidad, por medio de su análisis lógico, coherente y racional. b) La acción de ir a buscar un termómetro para conocer con certeza la temperatura del cuerpo de Leandro es la que más se acerca a la actitud del científico de querer medir la realidad. Respuesta abierta. c) Esta pregunta apunta a buscar ejemplos de “saberes populares” que se transmiten muchas veces de boca en boca, sin que tengan un fundamento científico práctico o teórico. Los alumnos traerán sus propias experiencias de transmisión oral. Página 11 3. Ejemplo de posible respuesta: Fenómeno natural Llega al científico mediante la Observación Que explica el Se plantea un Modelo Teoría Se pone a prueba con un Experimento Contribuye a la formación de una © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Página 9 1. a) Antes de realizar el experimento, Berthold podría haber formulado las siguientes hipótesis. – Los testículos están relacionados con la maduración sexual. – Los testículos producen alguna sustancia que está implicada en la maduración sexual. – La extirpación de los testículos detendrá el desarrollo sexual. b) Debe haber medido los diversos parámetros que indican la maduración sexual de los gallos, como el tamaño de la cresta y la actitud agresiva frente a otros gallos. c) La utilización de gallos a los que le hizo una incisión quirúrgica, pero no se les practicó la extirpación de los testículos, asegura que no sea la propia incisión quirúrgica la causante de la falta de desarrollo. De este modo, se descartan factores externos que pueden interferir en lo que se quiere medir; en este caso, la maduración sexual de los gallos. Esto es lo que en investigación se llama un “blanco”. 2. a) Existen varias hipótesis posibles que se pueden plantear. De acuerdo con la que se elija, será el experimento que se diseñe. Veamos un ejemplo: Hipótesis: “La raíz no crece si no hay humedad suficiente”. b) Método experimental para el ejemplo de hipótesis planteado: Preparar 12 germinadores con cuatro porotos cada uno y dividirlos en cuatro grupos (de manera tal que cada uno de los grupos esté integrado por tres germinadores). Colocar en cada uno de los grupos la siguiente cantidad de agua: Grupo 1: sin agua. Grupo 2: 1 ml. Grupo 3: con 20 ml. Grupo 4: con 150 ml. (Importante: rotular cada uno de los germinadores con la cantidad de agua que ha recibido). Se registrará, en cada uno de los germinadores, cuánto tiempo tardó en eclosionar la semilla; luego se realizará un informe diario que incluya una tabla con la medida de la raíz y del tallo de las plántulas de todos los germinadores durante dos semanas. Para finalizar, en base a los datos observados, escribirán las conclusiones de la experiencia. Que si lleva a Validación Debe modificarse el Página 7 Refutación 4. Esta pregunta admite muchas respuestas. Aquí damos algunos ejemplos a) Los modelos … …son representaciones simplificadas. …tratan de explicar un fenómeno o un proceso que no podría visualizarse de otra manera. …describen algo que no se conoce lo suficiente como para representarlo en su totalidad. …son una “construcción mental” individual de la persona, o del equipo que lo desarrolla. b) Considerando que un modelo representa solo una parte de la realidad, aquella que al científico le interesa investigar, se limita tanto las preguntas como las evidencias que se deben recoger para comprobarlas. 5. Un ejemplo podría ser el siguiente texto: los científicos cumplen un importante papel en la construcción del conocimiento. Aunque el conocimiento que aportan es temporario, ya que nuevos hallazgos pueden modificarlo en cualquier momento, ellos aportan a la comprensión de los fenómenos naturales. Aunque en el ámbito científico hay “buenas” y “malas” personas, como en todas las profesiones, podemos decir que el avance de las ciencias favorece el desarrollo de la humanidad. Página 13 Ciencia sin fin Los alumnos tendrán su propia representación de la época en la que vivían los filósofos griegos. En general, podemos decir que los filósofos de la antigua Grecia se reunían con sus alumnos a discutir los temas más variados acerca del hombre y su entorno natural. Cada escuela desarrollaba sus propias teorías acerca de los fenómenos naturales y prácticamente no existía la experimentación. El pensamiento y el razonamiento eran el origen de todas las teorías. En general, se resolvía con mitos y leyendas que explicaban los diversos fenómenos naturales que afectaban la vida de las personas. Descartes partía de las teorías y proponía comprobarlas con experiencias (“de arriba hacia abajo”), mientras que Bacon proponía construir conocimientos nuevos a partir de las observaciones y experiencias (“de abajo hacia arriba”). Los “errores científicos” muchas veces han puesto a los científicos en el camino de grandes descubrimientos. Cuando una hipótesis se 7 Página 15 Puntos de vista Respuesta abierta. Los argumentos expuestos en el texto a favor y en contra de las posturas son los siguientes. a) Me parece éticamente aceptable porque: si un experimento produce un importante avance médico que reduce el sufrimiento y la muerte humana, entonces se justifica la experimentación animal; los avances científicos han demostrado la utilidad de los experimentos con animales ya que los animales vivos son los sujetos más confiables para probar la toxicidad de medicamentos y otros productos, y la experimentación también sirve para la medicina veterinaria, donde los propios animales son los beneficiarios de estos experimentos hechos en animales para testear medicinas y procedimientos quirúrgicos. No me parece éticamente aceptable porque: la aceptación de que el sistema nervioso de todos los animales vertebrados es muy similar, hace suponer que las actividades que causan dolor o angustia humana, también podrían causar dolor o sufrimiento en los animales; los animales tienen el derecho a ser tratados como seres vivos que tienen valor por sí mismos y no solo por su utilidad para los seres humanos. b) Sí, porque el principio de las tres “R” promueve el reemplazo de animales por métodos de prueba in vitro o de probeta, la reducción de sus números mediante técnicas estadísticas y el refinamiento del experimento para causar menos sufrimiento. De esta manera, aún los que están en contra del uso de animales de laboratorio para la experimentación científica, aceptan que este principio reduce el número de animales de experimentación y su sufrimiento. c) Para argumentar las respuestas, sugerimos la lectura de los links mencionados en “Fuentes”. Página 16 6. a) Verdadero. b) Verdadero. c) Falso. Los conceptos implicados en una hipótesis deben ser medibles o comprobables empíricamente; no deben incluir sentimientos ni apreciaciones estéticas, porque estos son subjetivos. d) Falso. Los modelos científicos no son copias exactas de una realidad, son herramientas que utilizan los científicos para explicar un fenómeno de un modo simplificado y comprensible. e) Falso. El objetivo principal de la actividad científica es la obtención de conocimientos sobre la realidad, y para que estos sean conocidos por todos (y sirvan de base para nuevas investigaciones) es imprescindible que se publiquen de una forma comprensible por todos los interesados. f) Verdadero. 7. Paleontología. Es la ciencia que investiga cómo era la vida en la Tierra hace miles de millones de años atrás, por medio del estudio de los fósiles. Ecología. Es la ciencia que estudia la interacción que se establece entre los seres vivos de una misma especie y de especies diferentes, como así también la relación que se establece entre estos y el medio que los rodea. Biología molecular. Es una rama de la biología que se ocupa del estudio de las moléculas y las transformaciones que sufren estas en la célula. Esta disciplina se dedica al estudio de las células desde el punto de vista de sus moléculas. Ingeniería agronómica. La agronomía se ocupa de la producción agrícola-ganadera de un país. 8 Veterinaria. Es la ciencia que se ocupa de estudiar, prevenir y curar las enfermedades de los animales. Bioquímica. Es una disciplina que estudia las transformaciones metabólicas que sufren los compuestos orgánicos en las células y todos los procesos químicos relacionados con los seres vivos. Farmacia. Los farmacéuticos estudian los principios activos de los medicamentos, su síntesis en el laboratorio y la acción que ejercen en el mantenimiento de la salud. Medicina. Se ocupa del estudio de la morfofisiología de los seres humanos con el objetivo de prevenir y curar enfermedades. Biología marina. Estudia a todos los seres vivos que viven en agua salada, desde los microscópicos hasta los más evolucionados, y la relación que establecen todos ellos con el medio. Patología. Es una rama de la medicina que se ocupa de estudiar los cambios morfológicos y bioquímicos que se llevan a cabo en las células y en los tejidos, que se manifiestan en una enfermedad. 8. Respuesta abierta. Puede ser el siguiente ejemplo: Hace más de 400 años que nuestra civilización se realiza preguntas y obtiene las respuestas de una determinada forma, siguiendo una metodología específica. A este proceso lo llamamos ciencia. A partir de las respuestas que se obtienen en esta actividad, cuestiones que eran consideradas de origen misterioso o místico se transforman en temas de investigación y nuevos conocimientos de la realidad. Cuando alguien se plantea que “no hay nada nuevo bajo el Sol”, podría estar cerrando la puerta a la posibilidad de encontrar nuevas y más certeras explicaciones sobre temas conocidos y al descubrimiento de nuevas realidades. Como ejemplo podemos tomar el avance incesante de la tecnología (considerada como ciencia aplicada). 9. Respuesta abierta. Damos aquí ejemplos de respuestas posibles. a) Un dios, el horóscopo, un amuleto, Papá Noel, los fantasmas, el paraíso. b) Un sonido, una caricia, un pinchazo, el frío, un aroma, un color, un sabor. c) Calculé cuánto me costaría ir al cine y comer una hamburguesa. Miré el pronóstico del tiempo y decidí llevar un paraguas al colegio. Hice un ejercicio combinado de matemática. d) La única forma de determinar fehacientemente si una persona tiene fiebre o no, es medirla. El uso de un termómetro “clínico” es la mejor estrategia. Además, se puede realizar más de una medición para corroborar que no hubo un error en la primera medición. 10. a) La actitud del joven fraile es similar a la de un científico; ambos buscan explicaciones basadas en evidencias de la realidad, utilizando una metodología específica (método científico), mediante ese método obtienen y registran datos, los procesan y los transforman en evidencias y, sobre la base de ellas, sacan conclusiones y emiten juicios. b) Los frailes ilustrados basan su pretendido conocimiento en criterios de autoridad, o sea, en la opinión de autores de libros, sin comprobar por sí mismos si ello es verdad. Este método está fuera de las fronteras de la ciencia. c) Las estrategias y las técnicas que se pueden emplear para validar o refutar una hipótesis sobre un determinado fenómeno natural son muy variadas; estas dependen del objeto de estudio y del problema concreto al que se enfrenta el investigador; en este caso, saber el número de piezas dentales de los caballos. En una investigación científica lo importante es elegir variables que sean representativas y que los resultados medidos sean reproducibles. En este ejemplo, el joven fraile proponía contar los dientes que tienen los caballos y, para ello, observarlos detenidamente. El número de dientes de los caballos podría ser verificado por otros investigadores y obtener los mismos resultados (36 dientes) siguiendo el mismo método (contando los dientes de varios caballos). 11. a) Podemos describir (contar cómo es algo) respondiendo a las preguntas ¿cómo es?; ¿qué hace?; ¿para qué sirve? También deberíamos definir, que es proporcionar con claridad el significado de un concepto: ¿qué es?; ¿qué significa? Y por último argumentar © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 revela como falsa, un buen científico deduce a partir de allí nuevos caminos de investigación hasta que logra arribar a hipótesis validables. Aquellos errores científicos que condujeron a nuevas hipótesis son los cometidos, por ejemplo, por Lamarck, en su teoría sobre la evolución de los seres vivos, o las fallidas propuestas sobre el modelo atómico hasta llegar al modelo de átomo actual. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Sección I. Respuesta al medio capítulo 1 Seres vivos y su relación con el medio Punto de partida Página 17 a) Candela no prestó atención a la información visual proveniente del semáforo y al cruzar sí prestó atención a la información sonora del auto que doblaba en la esquina. b) Candela cuenta con los ojos, que captan las imágenes y los colores, y con los oídos, que captan los sonidos. Cuando escuchó el bocinazo, Candela se detuvo de golpe y al ver el semáforo se dio cuenta de que era mejor quedarse parada en la esquina. c) En la calle podemos encontrar más información visual, como los carteles con el nombre de las calles, y la numeración de las casas, las señales de tránsito, etcétera. d) Es probable que los alumnos solo asocien que tiemblan porque hace frío, pero que no lo asocien con la generación de calor a partir de las contracciones musculares que se llevan a cabo cuando tiritamos y, como producto de estas, se genera el calor que mantiene la temperatura corporal. e) En esta pregunta puede resultar importante analizar con los alumnos que cuando se habla de estar distraídos, siempre se hace referencia a que se deja de percibir cierta información porque se está atento o prestando atención a otra cosa. En este caso, se puede suponer que Candela, apurada, prestó atención a su compañera que la esperaba cruzando la calle pero estuvo distraída a las señales del semáforo. Página 19 1. a) El estudio de los seres vivos con mirada analítica destaca el estudio de sus partes por separado y supone entender que si sabemos cómo funciona una de esas partes, esto permite entender cómo funciona el organismo completo. En cambio, el estudio con mirada de sistema no solo da importancia a los componentes, sino también a las relaciones que se establecen entre ellos, ya que considera que el organismo funciona como un “todo” coordinado. b) Sistemas Cerrado Intercambio (opinar a favor o en contra) para convencer a los otros de nuestra postura, es decir, qué pienso o qué me parece ese determinado tema. b) Podemos argumentar (opinar a favor o en contra de algo) para convencer a otro de lo que pensamos y qué nos parece esa cuestión. c) Debemos explicar o justificar las acciones, dejar claras las causas por las cuales ocurren las cosas (¿por qué?; ¿cómo?; ¿para qué?). 12. Los descubrimientos relativos a la biología son: a) Las transfusiones de sangre entre grupos incompatibles pueden provocar una reacción inmunológica que puede incluso ocasionar la muerte. El sistema ABO fue descubierto por Karl Landsteiner en 1901. Su nombre proviene de los tres tipos de antígenos presentes en los glóbulos rojos: A, B y 0. d) Las neuronas son un tipo de células del sistema nervioso cuya principal característica es la excitabilidad de su membrana plasmática; están especializadas en la recepción de estímulos y en la conducción del impulso nervioso (bioeléctrico) entre ellas o con otros tipos de células. A principios del siglo XX, Santiago Ramón y Cajal situó por primera vez las neuronas como elementos funcionales del sistema nervioso. Cajal propuso que actuaban como entidades discretas que, intercomunicándose, establecían una especie de red mediante conexiones especializadas. Esta idea es reconocida como la doctrina de la neurona, uno de los elementos centrales de la neurociencia moderna. Se opone a la defendida por Camillo Golgi, que propugnaba la continuidad de la red neuronal y negaba que fueran entes discretos interconectados. (Ver “Ciencia sin fin”, capítulo 5). e) La pasteurización es un proceso térmico que se realiza a los líquidos (alimentos o bebidas) para reducir el número de agentes patógenos que puedan contener, como bacterias, protozoos, levaduras, etc. Recibe el nombre de su descubridor, el científico francés Louis Pasteur. La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1864 por el mismo Pasteur y su colega Claude Bernard. f) Las vitaminas son compuestos imprescindibles para la vida que, al ingerirlos de forma equilibrada, y en dosis esenciales, promueven el correcto funcionamiento del organismo. La mayoría de las vitaminas no pueden ser elaboradas por el organismo, por lo que este no puede obtenerlas más que a través de los alimentos. Las vitaminas son consideradas nutrientes. Varios experimentos demostraron la existencia en los alimentos de ciertas sustancias orgánicas, desconocidas hasta entonces, indispensables para el desarrollo animal. Sustancias a las que, posteriormente, el bioquímico estadounidense Casimir Funk propuso denominar “vitaminas” (“aminas que dan vida”). En tan solo veinte años (de 1928 a 1948) no solo se identificaron todas las vitaminas y se determinó su estructura química, sino que también se logró sus síntesis en el laboratorio. h) Un antibiótico es una sustancia química que mata o impide el crecimiento de ciertas clases de microorganismos sensibles, generalmente bacterias. Los antibióticos se utilizan en medicina humana, animal y agricultura para tratar infecciones provocadas por bacterias. El uso más remoto de los antibióticos tuvo lugar en China hace más de 2.500 años. Muchas culturas antiguas, entre ellos los chinos, los griegos y los egipcios, usaban moho de ciertas plantas para el tratamiento de infecciones debido a que contenían antibióticos. Más adelante Alexander Fleming (1881-1955), un médico británico, estaba estudiando en un medio de cultivo la bacteria Staphylococcus aerus que había sido contaminado accidentalmente por hongos. Fleming advirtió que el medio de cultivo alrededor del moho estaba libre de bacterias. Sorprendido, comenzó a investigar el porqué y vio que el hongo estaba secretando algo que inhibía el crecimiento de la bacteria. Debido a que el hongo era del género Penicillium, denominó al producto penicilina. Abierto X Materia Energía Aislado X X c) En un sistema, una propiedad emergente es una propiedad nueva, que surge en el sistema debido a las características propias que este adquiere al conformarse como tal y que no posee ninguno de sus componentes por separado. Una propiedad trascendente es aquella que ese sistema tiene en común con todos los sistemas similares a él. 2. Por un tiempo, a pesar de no intercambiar materia con el ambiente, el sistema puede mantenerse dentro del frasco, porque la planta incorpora el agua que se colocó inicialmente en el sistema, al igual que el dióxido de carbono del aire contenido en el frasco. Como resultado de la fotosíntesis, la planta fabrica glucosa que utiliza como combustible para su mantenimiento y produce oxígeno y agua. El agua puede aprovecharla nuevamente para la fotosíntesis, así como el oxígeno para su respiración. Como desecho de la respiración libera dióxido de carbono, que puede usar también para realizar la fotosíntesis. 3. El sistema digestivo transforma los alimentos en nutrientes, que son utilizados por las células. El sistema respiratorio incorpora al organismo 9 Página 21 4. a) La producción de una sustancia aceitosa en el zorrino es una respuesta secretora y los órganos que la producen son glándulas exocrinas, ya que vierten la sustancia al exterior. b) El cierre de las hojas de dionaea es una respuesta que involucra movimientos temporales. 5. a) Los corpúsculos de Herbst son órganos receptores que captan estímulos (las vibraciones). b) En las playas de arena los playeros, por medio de los corpúsculos de Herbst, pueden encontrar a los mejillines captando las vibraciones que estos producen; por lo tanto, pueden hacerlo tanto de día como de noche. Si en las playas rocosas no pueden captar las vibraciones, necesitan ver a los mejillines para alimentarse, y eso solo pueden hacerlo con la luz del día. Página 23 6. a) Función de relación: permite la interacción de los seres vivos con el ambiente. Función de control: posibilita que las diferentes actividades del organismo se realicen en el momento adecuado y de manera apropiada, permitiendo la homeostasis del individuo. b) Control nervioso: controla actividades que se desencadenan rápidamente y duran poco tiempo, y se ejerce a través de impulsos nerviosos que viajan a través de las fibras nerviosas. Control endocrino: controla actividades que se desencadenan lentamente y son más prolongadas. Se ejerce a través de hormonas que se producen en las glándulas endocrinas y se transportan por la sangre. c) La principal diferencia entre el control hormonal en animales y en plantas es que los primeros tienen glándulas endocrinas que producen las hormonas. Las plantas, en cambio, carecen de ese tipo de glándulas, pero poseen células especializadas en diferentes partes que producen las hormonas vegetales. 7. El cambio de color en el camaleón debe ocurrir más rápido que en el anolis. Esto se debe a que en el camaleón ese cambio está bajo control nervioso, cuyos mensajes se transmiten rápidamente, como impulsos nerviosos a través del sistema nervioso. En cambio, en el anolis, está bajo control endocrino, que es más lento porque requiere que se formen las hormonas que transmiten el mensaje y que sean transportadas por la sangre hasta el lugar en el que actúan. 8. Control nervioso Control endocrino Transmisión del mensaje Impulsos nerviosos Hormonas Vía de transmisión Nervios Sangre Velocidad de la respuesta Rápida Lenta Duración del control De minutos a horas De días a meses Ejemplo de actividades controladas Contracción muscular Crecimiento 10 Página 24 9. a) El cuerpo incorpora agua por medio de la nutrición (ingresa agua con la bebida, con los alimentos y se obtiene agua como producto de las reacciones metabólicas que se llevan a cabo en las células) y elimina agua en la orina (por medio del proceso de formación de orina en los riñones), a través de la respiración (pulmones), a través de la egestión cuando elimina materia fecal (última etapa de la digestión) y por medio de la transpiración. b) Por lo que leemos en el texto podemos deducir que el cuerpo incorpora y elimina, diariamente, la misma cantidad de agua: 2.550 ml. Es decir que se encuentra en equilibrio hídrico. c) Cuando esta relación se modifica, se pierde el equilibrio hídrico y el organismo responde osmorregulando, es decir que mantiene un estado de equilibrio con la cantidad de agua y de sales del organismo. Por ejemplo, con respecto al agua, si se consumen grandes cantidades, los riñones producen orina diluida (con abundante proporción de agua) para eliminar el exceso, y si consumimos poca agua, los riñones producen orina concentrada (con menor proporción de agua que lo normal) para retener la necesaria. d) Homeostasis es el conjunto de procesos que mantienen el equilibrio interno del organismo, por lo tanto, en este caso, todos los procesos que se lleven a cabo para osmorregular intervienen en la homeostasis del organismo. Página 25 Ciencia sin fin En la actualidad, hay algunos medicamentos cuyos principios activos son de origen vegetal pero se sintetizan en el laboratorio. Hoy, se sabe que las enfermedades, por ejemplo, son causadas por diversos tipos de noxas y que no son originadas por ningún “castigo de los dioses”. En la época de la que hablamos no se habían logrado aún los avances tecnológicos que permiten estudiar tanto la anatomía como la fisiología humanas, comenzando por los rayos X, por ejemplo. Los estudios anatómicos se basaban en la disección de cadáveres humanos y de animales, pero aún esto no era muy bien visto en muchos círculos. Además, todavía estaban muy arraigadas muchas creencias antiguas respecto del funcionamiento del cuerpo humano, lo que dificultaba la incorporación de descubrimientos nuevos. Antes de conocerse la teoría celular habría sido imposible que Claude Bernard planteara la idea de “medio” porque no se conocía el concepto de que la célula es la unidad morfológica y funcional de todos los seres vivos, la cual se encuentra rodeada por un medio extracelular con el cual intercambia materia y energía, lo que le permite mantener la homeostasis. La comunicación de los científicos es fundamental porque las investigaciones realizadas por unos son el puntapié para las investigaciones de otros; si los conocimientos no se difundieran, el avance científico habría sido mucho más lento. Conocer el origen de los términos científicos permite razonar mejor los conceptos porque se encuentra el motivo por el cual los científicos denominaron de una manera determinada a un fenómeno. No son términos utilizados al azar, sino que están relacionados con alguna característica del fenómeno al cual se refieren. Sí. Cuando se pierde la homeostasis o el equilibrio interno, sobreviene la enfermedad. Saber las causas que causaron ese desequilibrio es fundamental porque permitirá llevar el tratamiento adecuado para restablecer el equilibrio perdido. Página 27 10. La aplicación del modelo estímulo - procesamiento - respuesta en animales, plantas y microorganismos es diferente porque, mientras los animales poseen centros de procesamiento que reciben información y elaboran respuestas, las plantas y los microorganismos carecen de ellos. 11. La sustancia nutritiva constituye un estímulo que es captado por receptores presentes en la membrana plasmática de la bacteria. Esto genera una señal que activa ciertas proteínas presentes en el interior de la célula, las cuales generan movimientos en los flagelos de la bacteria y, como consecuencia, su movimiento hacia el estímulo. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 oxígeno para la respiración y elimina el dióxido de carbono que se produce en dicho proceso. El sistema circulatorio transporta hasta las células las sustancias necesarias para su funcionamiento y recoge de ellas las sustancias que producen. El sistema urinario elimina sustancias de desecho y el exceso de agua. La función de nutrición consiste en la incorporación de sustancias, su transformación y aprovechamiento, y la eliminación de desechos. Esta función puede considerarse una propiedad emergente en el nivel de organización de individuo, ya que solo es posible como resultado del funcionamiento coordinado de las funciones de los sistemas digestivo, respiratorio, circulatorio y urinario, cada uno de los cuales realiza una función particular. 12. Estímulo: aumento de la temperatura ambiente. Receptores de la piel. Centro de procesamiento: cerebro. Respuesta: liberación de sudor. Efector: glándula sudorípara. 13. Se espera que los alumnos incluyan los sistemas esquelético (participa en la locomoción al ser el lugar de inserción de los músculos) y muscular (participa en la locomoción a través de la contracción y relajación de los músculos), ya que ambos permiten poner de manifiesto la respuesta motora que es parte de la función de relación. Página 29 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Puntos de vista a) Serás alondra si: no tenés problemas a la hora de levantarte, pero sí dificultad para permanecer despierto después de las 9 de la noche. La desventaja que trae este cronotipo es que tendrás una vida social muy disminuida y te costarán los trabajos de jornada completa; la ventaja es que serás bueno en matemáticas. Serás búho si: tenés tu mejor momento hacia el final del día, pero debés hacer un verdadero sacrificio para madrugar. La desventaja que trae este cronotipo es que tendrás que ir a la escuela o a trabajar muy temprano, en contra de tu ciclo natural; la ventaja es que serás bueno en lengua. b) Si se pudiera, sería ideal comenzar las clases matinales más tarde para adecuar todos los cronotipos a los horarios escolares. Sobre todo, teniendo en cuenta que los adolescentes actualmente se comportan como búhos debido a sus costumbres. Una alternativa sería organizar salidas, bailes y actividades en horarios nocturnos pero no de madrugada, y en el caso de los colegios, disponer de más horarios optativos y de una mayor disponibilidad docente con horarios rotativos y más flexibles. c) Las alondras no deberían modificar mucho sus hábitos para adecuarse a la organización social porque en general las sociedades están organizadas en función de las actividades matinales y las normas sociales parecen estar hechas a su medida. En cambio, los búhos deberían trasnochar menos para poder ir temprano a trabajar o a la escuela. Pero, de esta manera, las personas que tienen un alto rendimiento durante la noche pierden esta ventaja, ya que el ritmo que les impone la sociedad no les permite aprovecharla. d) Los siguientes trabajos serían ideales para alondras: vendedor en un almacén, locutor de radio de un supuesto programa llamado Amanecer y oficinista, ya que todos esos trabajos tienen horarios fijos que empiezan temprano por la mañana y terminan antes de la noche. En cambio, los siguientes trabajos serían ideales para búhos: médico de guardia, custodio con turnos rotativos, trabajador independiente con horarios flexibles, ya que estos trabajos tienen en algún momento del día una gran actividad nocturna, ya sea obligatoria o por elección. Página 30 14. a) Estímulo: toda información del ambiente que puede ser captada por un organismo y desencadena en él alguna reacción. Respuesta: toda actividad desplegada por un organismo como reacción a algún estímulo. b) Receptor: estructura especializada en captar la información. Efector: estructura que pone de manifiesto una respuesta. c) Movimiento en animales: incluye cambio de lugar o desplazamiento. Movimiento en plantas: no incluye desplazamiento, pero sí cambios de orientación y la apertura y cierre de las flores. 15. a) Falso. El movimiento es un tipo de respuesta que se observa tanto en animales como en plantas, pero en estas no incluye desplazamiento. b) Falso. En un sistema cada componente tiene una función particular y se relaciona con los demás componentes del sistema. c) Falso. Los sistemas abiertos intercambian materia y energía con el medio. Los cerrados solo intercambian energía. d) Verdadero. 16. a) A. Ante la presencia de la mosca, el sapo gira hacia la izquierda (hacia donde se encuentra la mosca). B. El sapo permanece quieto observando a la mosca. C. El sapo saca su lengua y con ella atrapa la mosca. b) El movimiento de la mosca constituye un estímulo, que es captado por los receptores presentes en los ojos del sapo. Esa información es procesada en el centro de procesamiento que constituye el cerebro, que también elabora una respuesta, la cual viaja por los nervios hasta los músculos de las patas del sapo. La contracción y relajación de esos músculos provoca el movimiento del sapo. Luego, la misma información determina otra respuesta por parte del centro de procesamiento. Esa respuesta también es motora pero la llevan a cabo los músculos de la lengua del sapo. 17. a) En ambos casos se trata de respuestas que involucran movimientos temporales, ya que a lo largo del día se da tanto la apertura como el cierre de las flores. b) Por ser flores que se abren en diferentes momentos (de día y de noche) se espera que los alumnos asocien a los polinizadores con animales de hábitos diurnos en el caso del rayito de sol (insectos como mariposas o abejas) y con animales de hábitos nocturnos, en el caso de la dama de noche (como mariposas nocturnas o murciélagos, estos últimos son los reales polinizadores en este caso). Es de suponer que ambas flores estimulan a sus polinizadores con la producción de sustancias que los atraen. c) La apertura y el cierre de las flores están bajo el control de hormonas. 18. a) Se espera que los alumnos puedan observar que la lombriz se desplaza hacia el sector del tubo que está cubierto con la cartulina negra. Se trata de una respuesta motora. En este caso, la luz actúa como estímulo, que es captado por receptores que posee la lombriz. Esa información se procesa en los centros de procesamiento, que también elaboran una respuesta, la cual llega hasta los músculos de la lombriz, que se contraen y relajan provocando el desplazamiento. b) La conclusión que puede sacarse de esta experiencia es que la lombriz se aleja de la luz. c) Teniendo en cuenta los lugares en los que pueden encontrarse lombrices, se espera que los alumnos anticipen que la lombriz se desplazará hacia un lugar húmedo. Puede prepararse un dispositivo similar al usado en este caso, pero reemplazando el tubo de cartulina negro por un algodón humedecido. capítulo 2 Estímulos y respuestas en las plantas Punto de partida Página 31 a) Respuesta abierta. Es probable que los alumnos respondan que el movimiento no es una característica distintiva de las plantas porque los animales también pueden moverse. El docente podrá guiar a los alumnos para que estos comprendan que el movimiento no es una característica exclusiva de los seres vivos, ya que una hoja de papel, por ejemplo, también pude moverse por el viento. b) No le resultará fácil a Celeste ya que pocas plantas tienen la capacidad de moverse en forma visible en respuesta a estímulos externos. c) La semejanza entre el girasol y la mimosa radica en la respuesta de movimiento. La diferencia está relacionada a que los estímulos que lo promueven son distintos. 11 d) Se promoverá la discusión acerca de posibles hipótesis sobre la ventaja adaptativa de la respuesta al tacto; entre otras, puede sugerirse ahuyentar a los predadores. 7. Página 33 1. Receptores Lumínicos Fotorreceptores Mecánicos Mecanorreceptores Químicos Quimiorreceptores Térmicos Termorreceptores 2. a) Porque el crecimiento permite dirigir a la planta completa o a un órgano hacia o en contra de los estímulos y los animales, por medio de su movimiento, también se alejan o se acercan a los diversos estímulos. b) Porque son distintos los órganos que pueden responder a un mismo estímulo, y en ellos las respuestas también pueden ser distintas. Los órganos que forman una planta responden de manera distinta a un mismo estímulo porque dependerá de los receptores moleculares que tenga dicho órgano para un estímulo determinado. Los tallos, por ejemplo, tienen fototropismo positivo (crecen hacia la luz), mientras que las raíces tienen fototropismo negativo (crecen en contra de la luz). Una de las diferencias que encontramos entre estos dos órganos es que los tallos contienen clorofila, que captan la energía lumínica (y por eso crecen a favor del estímulo), mientras que las raíces carecen de esta molécula, por lo tanto no pueden captar la luz y crecen en contra de ese estímulo. c) Cambios en el contenido de agua que hacen variar la turgencia de las células motoras o bien mecanismos que involucran la síntesis de mensajeros químicos que promueven o inhiben el crecimiento, como las fitohormonas. 3. Serían más notorias las respuestas al estímulo de la humedad en plantas de regiones secas como adaptación al ambiente. Página 35 4. a) Diaheliotropismo-paraheliotropismo. El heliotropismo es un tipo de respuesta en donde las hojas y las flores siguen siempre la dirección del Sol en forma perpendicular. Cuando el movimiento que se observa ubica las hojas en forma paralela a la dirección de la luz solar se llama paraheliotropismo. b) Plantas de día largo-plantas de día corto. A las plantas que florecen cuando la duración de la noche es inferior a un punto crítico se las denomina plantas de día largo. Las especies que florecen solo cuando los períodos de oscuridad son mayores que cierto tiempo crítico se llaman plantas de día corto. 5. Luz roja Fitocromo inactivo Fitocromo activo Oscuridad Actividad biológica 6. En las plantas el estímulo de la luz puede promover respuestas fototrópicas, heliotrópicas o fotoperiódicas. 12 Página 37 8. a) Las respuestas a estímulos táctiles son las tigmonastias y los tigmotropismos b) El tigmotropismo es una respuesta lenta y durable ante el estímulo táctil, relacionada con la dirección del estímulo, mientras que la tigmonastia es una respuesta rápida y pasajera al mismo estímulo, sin relación con la dirección de este. 9. El tigmotropismo implica modificación del crecimiento; la tigmonastia involucra cambios en la turgencia de células motoras, que se encuentran ubicadas estratégicamente en la planta. 10. Existen varias explicaciones posibles que los alumnos podrán desarrollar. Veamos un ejemplo. El ambiente selvático es propicio para las especies epífitas, que a través del tigmotropismo buscan su hospedador. La abundancia de árboles y plantas en estos ambientes hace muy fácil el acceso al sostén necesario para realizar el movimiento tigmonástico. Página 38 11. a) Los alumnos deberán esquematizar una planta en la cual el tallo y hojas presentan gravitropismo negativo, mientras las raíces presentan gravitropismo positivo. b) En el esquema de la célula de la raíz los estatolitos deberán encontrarse en la zona inferior. Su función es servir de indicador respecto de la posición de la célula respecto de la fuerza de gravedad. Cuando la raíz, por alguna causa, cambia de posición, los estatolitos se mueven y la planta realiza los cambios necesarios para asegurar que vuelvan a su posición original. 12. a) Las raíces se hunden en la tierra en busca de nutrientes y humedad, además de brindar mejor sostén a la planta. b) Si el tallo se hundiera en la tierra, no podría realizar fotosíntesis por lo que no tendría ventajas adaptativas. Podría ser una ventaja adaptativa en el caso de plantas parásitas, en donde alimentarse a través de la planta vecina puede ser mejor que crecer hacia la luz. 13. a) y b) Los estudiantes deberán diseñar un experimento en donde se seccionen segmentos de diferente longitud de la raíz de plantas que crecen en un germinador. Se promoverá por parte del docente un debate donde se discutan los objetivos de los distintos diseños y su factibilidad de realización, considerando la respuesta gravitrópica y la función de la raíz en la planta. Página 39 Ciencia sin fin El conocimiento científico requiere de una maduración paulatina y de la aposición de nuevos conocimientos sobre los conocimientos anteriores. El nuevo conocimiento se basa en lo ya sabido, y la tendencia del pensamiento en ese momento era adjudicar la causa de los fenómenos que se observaban a otros factores más estudiados y conocidos, dejando en un segundo plano al tiempo de luz-oscuridad, menos explorado aún. Si se hubieran elegido plantas que se comportaran en forma neutra frente al fotoperíodo, habrían tardado más tiempo en descubrir el efecto del tiempo de exposición a la luz-oscuridad en plantas. Se dedicaban a la ciencia aplicada, estudiaban plantas de interés comercial. Es probable que no llegue a un resultado real o realice una interpretación errónea de los resultados que obtenga para adaptarlo a lo que espera que suceda porque su “carga negativa” influenciará notablemente su investigación. Priorizará la subjetividad antes que la objetividad, algo que no es aconsejable en la labor de un científico. En cualquier período de beligerancia, la investigación se detiene o mengua en aquellas áreas vinculadas con la producción de conocimiento © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Estímulos básico o aplicado a la producción, priorizando aquellos temas que pudieran tener una aplicación práctica en el conflicto, como podrían ser la técnica en armamentos o en las comunicaciones. De esta manera, se opta por la investigación que conduzca a la optimización de factores que pueden ser cruciales para la victoria o la derrota. Una de las razones por las que les resultó difícil a los investigadores norteamericanos resolver los problemas que se les presentaban se relacionó con que no conocían las investigaciones de sus colegas europeos. En la época actual, conocer lo que se está investigando en otros lugares distantes del mundo es más fácil y rápido gracias a los avances en la tecnología de las comunicaciones. Página 41 14. a) Verdadero. b) Falso. c) Verdadero. d) Falso. e) Verdadero. 15. a) La raíz presenta gravitropismo positivo, tigmotropismo negativo, hidrotropismo positivo (puede agregarse quimiotropismo positivo). b) Considerando que el agua es una sustancia química, el hidrotropismo es un tipo especial de quimiotropismo. 16. Podríamos aconsejarle que plante mostaza entre o en los bordes de su plantación de hortalizas. De este modo, los aleloquímicos de la mostaza inhibirían el crecimiento de las malezas. 17. Se propiciará en los estudiantes la búsqueda de información sobre la base de la consulta de distintas fuentes sobre diferentes aleloquímicos, distinguiendo aquellos en donde las plantas producen la sustancia química que los animales perciben, respecto de los aleloquímicos en donde las plantas son las que reciben el estímulo químico. Página 43 18. Semejanzas. Las tres respuestas tienen en común que responden al mismo tipo de estimulación mecánica: roce. Diferencias. En la tigmonastia, la dirección del movimiento no está en relación con el estímulo mecánico aplicado. La respuesta usualmente no implica modificación del crecimiento, sino cambios en la turgencia de las células motoras. En cambio, en el tigmotropismo la respuesta se orienta hacia o en contra del estímulo, y su mecanismo implica una variación en el patrón de crecimiento. La tigmomorfogénesis implica un crecimiento diferente de las hojas, con características adaptadas a un ambiente hostil. 19. Para lograr el efecto buscado, se debe someter a la planta a bajas temperaturas y luego regresarla a temperaturas más elevadas. Es la vernalización o primaverización. 20. a), b) y c) Los estudiantes propondrán un experimento en donde las plántulas de poroto sean sometidas a manipulación de distintos tipos, con determinada intensidad, duración, o a diferentes intervalos de tiempo que separen una estimulación de otra. El trabajo en grupo evidenciará los distintos tipos de experiencias posibles. El docente colaborará en la toma de decisiones. Página 45 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Puntos de vista a) Estoy a favor de la reforestación con árboles nativos porque están en perfecta sintonía con el medio que los rodea, ocurren en él procesos como la polinización y la dispersión de semillas por aves, insectos y murciélagos, la relación con plantas epífitas y con los animales que buscan en ellos cobijo o alimento, y el reciclaje de los nutrientes del suelo, que no solo involucran a los árboles en sí mismos sino también al ambiente en su conjunto. Estoy a favor de la reforestación que usa especies exóticas porque se comportan como especies pioneras que resisten mucho mejor las variadas condiciones climáticas y del suelo. Además, crecen más rápido en sus nuevos hábitats que en su lugar de origen, ya que al trasladar las semillas, estas no van acompañadas de las plagas que las afectan en su hábitat natural. b) No es posible utilizar cualquier árbol exótico para reemplazar a las especies nativas. Lo ideal es utilizar pinos y eucaliptos, que se comportan como especies pioneras, ya que son las más resistentes a los cambios ambientales y del entorno. Los pinos y los eucaliptos crecen bien en casi todos los climas, tanto fríos como cálidos, y tanto en condiciones secas como con altas precipitaciones. Página 46 21. En la tigmonastia, la dirección del movimiento no guarda relación con el estímulo mecánico aplicado. La respuesta usualmente no implica modificación del crecimiento sino cambios en la turgencia de las células motoras. En cambio, en el tigmotropismo la respuesta se orienta hacia el estímulo y su mecanismo implica una variación en el patrón de crecimiento. 22. a) El quimiotropismo es una respuesta negativa o positiva de las plantas al estímulo de una sustancia química como el agua u otras presentes en el suelo o producidas por otros seres vivos. La alelopatía es una interacción negativa entre dos especies, en donde una especie produce sustancias químicas que son percibidas por individuos de otra especie, las que presentan respuestas a esa quimiorrecepción. b) Las células motoras son las que, mediante los cambios de turgencia, pueden ocasionar los movimientos en las tigmonastias. c) Las fitohormonas u hormonas vegetales son sustancias reguladoras del crecimiento que participan de las respuestas trópicas de las plantas a los distintos estímulos. 23. a) Ante el estímulo de la gravedad, el gravitropismo positivo implica cambios en el patrón de crecimiento para que el órgano que responde se dirija hacia la tierra, mientras que el gravitropismo negativo implica cambios para dirigirse en la dirección contraria. b) La tigmonastia es la respuesta rápida ante el estímulo táctil, mientras que nictinastia es el movimiento en respuesta a la ausencia de luz c) El hidrotropismo es una respuesta ante la humedad como estímulo, mientras que el gravitropismo es la respuesta a la gravedad. d) El hidrotropismo implica un cambio en el patrón de crecimiento, mientras que la hidronastia involucra cambios de turgencia en las células buliformes. 24. Distintos órganos en una planta pueden responder de distinta manera a un mismo estímulo. Por ejemplo, en la raíz el gravitropismo es positivo, mientras que en el tallo es negativo. El tallo tiene fototropismo positivo y la raíz fototropismo negativo. 25. La germinación de las semillas de lupino podría estar inducida por el estímulo de las bajas temperaturas propias del lugar donde vive la tía de Luis. Al trasplantarla a otro ambiente, la planta no recibe el estímulo adecuado para la floración. 26. a) Se trata de una planta de día corto. b) Florecerá en invierno. 27. a) y b) Los alumnos deberán aplicar sus conocimientos sobre el gravitropismo. La hipótesis que podrán plantear es que las raíces tendrán gravitropismo positivo y los tallos, negativo. Al rotar el recipiente los tropismos se mantienen, por lo que se observará el giro de las partes de la planta según la dirección en que se gire el recipiente, siempre hacia abajo (la raíz) y hacia arriba (el tallo). c) Para diseñar este nuevo experimento los alumnos deberán tener en cuenta que necesitan demostrar qué pasa con las plantas cuando se las somete a un estímulo mecánico y al agua. En otro recipiente, o en un segundo paso, podrán exponer las semillas germinadas a dos o tres estímulos a la vez para ver cuál prevalece. El estímulo mecánico, por ejemplo, podrá ser un obstáculo en el camino de la raíz, y en cuanto al estímulo hídrico, se podrá ubicar la fuente de agua de modo puntual en un solo lugar, cercano a la raíz, para ver si esta se acerca al agua. capítulo 3 Estímulos y respuestas en los animales Punto de partida Página 47 a) Todos los gatos presentan un comportamiento similar al de Lázaro: persiguen “presas”, juegan con objetos móviles, etcétera. 13 b) Lázaro utiliza principalmente el sentido de la vista. c) Existe variabilidad en la sensibilidad de los sistemas de recepción de los estímulos en los diferentes animales. La sensibilidad del sentido del olfato es muy diferente en las diversas especies. Este sentido está especialmente desarrollado en especies que dependen de él para conseguir alimento o para sus conductas de supervivencia. d) La pregunta busca evidenciar la importancia que tiene para la sobrevida de los animales y su especie poder percibir lo que sucede a su entorno, y considerar que los distintos sistemas se han desarrollado en las distintas especies para adquirir las ventajas adaptativas que han posibilitado su éxito evolutivo. Página 49 1. Procedencia del estímulo Receptores Del exterior Exteroceptores De articulaciones y músculos Propioceptores De los líquidos corporales Interoceptores se encuentra un observador que informará el color de los distintos cartones. Es de esperar que a medida que disminuya la luz ambiental, distinguirán con mayor dificultad los colores. La creatividad en el diseño será incentivada por el docente. Página 53 10. El oído humano es sensible a ondas sonoras de frecuencias que van desde los 40 hasta los 20.000 ciclos por segundo, mientras que los perros pueden percibir frecuencias de hasta 30.000 o 40.000 ciclos por segundo y los murciélagos pueden percibir frecuencias hasta 100.000 ciclos por segundo. 11. a) Verdadero. b) Falso. En el oído de los mamíferos, el martillo, el yunque y el estribo son una serie de huesitos conectados entre sí que termina en la ventana oval. c) Falso. Se ejemplifica con los murciélagos, en donde el sonido es inaudible para el humano y las aves de las cuevas que emiten sonidos audibles. 12. Sobre la base de la definición de sonido, los receptores auditivos son mecanorreceptores. 13. Por las diferencias de presión que ocurren cuando el avión sube o baja. Página 55 Página 51 6. El cuadro deberá contener la siguiente información: – Manchas oculares, que consisten en células fotorreceptoras ubicadas en la superficie del cuerpo o tapizando una zona hundida. – Ojo en copa: mancha ocular alojada en cavidad abierta. – Ojo en cámara oscura: la cavidad se va cerrando dejando solo un orificio para la entrada de la luz. – Ojo simple: incorpora un lente simple para mejorar el enfoque. – Ojo compuesto: presenta varios ojos simples, en este caso llamados omatidios, en una estructura repetida que brinda una imagen en mosaico. – Ojo en cámara: presenta dos zonas de refracción transparentes y una zona receptora donde se obtiene una imagen invertida. 7. a) Los fotopigmentos son moléculas capaces de reaccionar químicamente al recibir luz. b) Un omatidio es un ojo simple que posee una lente y células fotorreceptoras. c) En el ojo en cámara los rayos de luz se desvían inicialmente al atravesar la córnea y posteriormente al atravesar el cristalino. 8. Distintas especies de insectos pueden detectar la luz ultravioleta: las abejas y las polillas. También algunas especies de peces y aves, y las iguanas. 9. Los alumnos deberán diseñar una experiencia que podrá consistir en cartones de colores diversos, similares en tamaño y forma, para que no interfieran otras variables que no sean los colores en el diseño experimental. Se variará la intensidad de la luz del ambiente en la que 14 Página 57 Ciencia sin fin En estos casos la comunidad científica en principio suele defender las ideas imperantes y, muchas veces, las nuevas ideas tardan un tiempo en tomar forma y hacerse comprensibles para todos. Curiosidad, espíritu de investigación, mente abierta para aceptar resultados discrepantes con los conocimientos comúnmente aceptados. En la investigación científica, la experimentación empírica es utilizada para corroborar o refutar las teorías acerca de cómo suceden los fenómenos naturales. La duda permite el avance del conocimiento científico. Es probable que la teoría de los pares oponentes igualmente hubiera surgido, aún a pesar de que los experimentos de Marks y MacNichol se desarrollaron antes, dado que la teoría tricrómica no explica los fenómenos de la sensación relacionados con los colores. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 2. Distintas fracciones de la luz, de temperatura, depresión, de vibración, de gravedad, de inercia, de sustancias químicas, de agua, de radiación infrarroja, de electricidad, de magnetismo, etcétera. 3. a) La recepción sensorial concierne a la captación de los estímulos, mientras que la percepción es la integración del estímulo en centros superiores. b) Los receptores simples comprometen únicamente a las células receptoras, mientras que los órganos sensoriales son estructuras complejas donde hay células receptoras y células accesorias indispensables para la función receptora. 4. Si bien tanto los animales como las plantas pueden efectuar movimientos direccionales hacia o en contra de los estímulos, el tipo de movimientos que poseen los animales permite respuestas más rápidas y mucho más notorias que las plantas. 5. Principalmente actuarán fotorreceptores (sentido de la vista) y mecanorreceptores (sentido del equilibrio). 14. Los quimiorreceptores se clasifican en gustativos, que captan sustancias disueltas y en contacto con el receptor, y en olfatorios, que perciben moléculas suspendidas en el aire que pueden estar a distancia de los órganos de captación. 15. a) La aleloquimia y la respuesta a las feromonas son respuestas que plantas y animales manifiestan ante la quimiorrecepción de sustancias que son producidas por otros individuos, que pueden servir tanto a la comunicación inter como intraespecífica. b) Porque el gato no posee quimiorreceptores para lo dulce, mientras que el caballo sí los posee y le causa placer percibir esta sensación. 16. Los perros y los gatos emiten feromonas en su orina que sirven para marcar su territorio e indicar a otros su presencia. Esto mismo ocurre con los animales salvajes que se encuentran en su entorno natural. 17. a) El experimento diseñado podrá incluir la designación de uno o varios alumnos que saborearán distintos alimentos o mejor aún de diferentes bebidas, para evitar que la textura de los alimentos los influencie como variable adicional en el desarrollo del experimento. Sin conocer el alimento o la bebida que se les suministra, los sujetos de experimentación procurarán adivinar de qué se trata, con la nariz ocluida y con la nariz libre. Se observará si el olfato tiene influencia en el gusto en base a las diferencias en la interpretación de los sabores en ambas situaciones. b) Las sustancias líquidas se saborean más rápido porque las sólidas requieren una dilución previa en la saliva para ser percibidas. c) La sensación demorará unos segundos, el tiempo necesario para que el chocolate se mezcle con la saliva y las sustancias puedan ser percibidas por los receptores gustativos. Los colores en los monitores de las computadoras y las impresoras de chorro de tinta son ejemplo de tecnologías que se basan en estas teorías. Página 59 18. a) Comportamiento adquirido por impronta. b) Comportamiento innato de atracción por la luz. c) Aprendizaje por imitación, ya que el grupo imita al primer mono que tuvo esta conducta y le resultó provechosa. d) Aprendizaje por habituación. e) Aprendizaje por asociación. 19. Hay mucha información sobre el gen de la inteligencia y en la estimulación temprana como influencia ambiental. El docente hará hincapié en el efecto conjunto en el desarrollo de la inteligencia en un niño, desde la perspectiva bio-psico-social de la conducta humana. Página 61 Puntos de vista a) Según los especialistas, un perro mal entrenado siempre será peligroso. Simplemente será un perro que ataca a quien sea, y sin ninguna razón. Sin embargo, un perro bien entrenado puede no ser peligroso. Se dice que “puede no ser” porque eso depende del dueño. Una persona experimentada y que conozca bien al perro podrá controlarlo en cualquier momento y, lo más importante, sabrá predecir las reacciones de su perro. De esta manera, podrá evitar situaciones riesgosas y su perro no será peligroso. b) La provincia de Buenos Aires considera peligrosos a todos los perros de las siguientes razas: rottweiler, akita, dóberman, dogo argentino, fila brasileño y pitbull terrier, entre otras “potencialmente” peligrosas. La ley las considera peligrosas por ser razas de gran tamaño, por su fuerza y por la resistencia al dolor, a pesar de que no todos los individuos de la misma raza tienen igual comportamiento. Por otro lado, cualquier perro puede morder, sin importar la raza a la que pertenezca. En otras palabras, cualquier perro es peligroso si no ha sido correctamente socializado y educado desde cachorro. c) Para responder esta pregunta tengamos en cuenta los siguientes elementos de análisis: un perro no es 100% confiable bajo condiciones de gran estrés, como un asalto, aún cuando esté muy bien entrenado. Los perros de defensa y ataque son buenos auxiliares de las fuerza policiales, pero no en los domicilios particulares. En esos lugares mejor una alarma y cámaras de seguridad. Página 62 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 20. Propioceptores Unidad simple con lente y células fotorreceptoras que forma parte del ojo complejo de los artrópodos. Omatidio Transmiten información sobre la posición del cuerpo y su orientación en el espacio. Sáculo Termorrecepción. Fosetas faciales Cámara que forma parte del órgano del equilibrio de los vertebrados. 21. a) El comportamiento de las aves de ciudad es adquirido. b) Las aves de ciudad han adquirido un comportamiento adicional en función de la experiencia, pero no son más inteligentes que las aves que viven en la naturaleza, ya que si estas últimas se someten a otro tipo de estímulos, adquirirán un comportamiento similar. Ambos grupos adquieren comportamiento aprendido usando como base su comportamiento innato. c) El comportamiento de las aves de ciudad es un ejemplo de aprendizaje. 22. Salvo los fotorreceptores y los termorreceptores, todos los demás sistemas comparten el uso de células ciliadas como parte del sistema de detección. 23. Muchos estudios se han hecho en comportamiento animal utilizando los cuervos. Los alumnos buscarán en diarios, en revistas, en Internet y en libros información sobre comportamiento animal. El docente propondrá criterios de organización de la información, se podrá hacer un trabajo individual o grupal, promoviendo la exposición oral explicativa de los posters construidos. 24. a) 1. Se espera que la sensación aumente cuando aumenta la cantidad de viruta que ejerce presión sobre los receptores de la mano, sin embargo la percepción varía entre sujetos. 2. La mano que pasó por agua caliente percibirá el agua a temperatura ambiente más fría que la mano que pasó previamente por agua fría. 3. La recepción del gusto demora unos segundos, hasta que la sal comienza a disolverse en la saliva. 4. Las frutas se diferencias por el aroma pero, si comemos una aspirando el aroma de la otra, los sabores se confunden, ya que ambos sentidos colaboran en la percepción. b) 1. Mecanorrecpetores sensibles a la presión que forman parte del sentido del tacto. 2. Termorreceptores. 3. Receptores del gusto, son quimiorreceptores. 4. Receptores del gusto y del olfato, son quimiorreceptores. capítulo 4 Percepción y respuesta a nivel celular Punto de partida Página 63 a) Ante esa situación, el corazón de Micaela late más fuerte porque está bombeando más sangre para que el cuerpo esté preparado para enfrentar un estímulo que está siendo interpretado como una amenaza. b) El estímulo es la situación desconocida o desafiante de salir a escena. c) Parte del estímulo es real, pero parte puede ser fantaseado por el individuo, que puede suponer que la situación representa un peligro al que debe responder luchando o huyendo. d) Las células del cuerpo responden coordinadamente en función de recibir mensajes que son producidos por algunas células y que ejercen su efecto en otras. Los sistemas nervioso y endocrino se encargan de coordinar las funciones corporales para responder a estímulos del exterior. e) En todas se verá un incremento de sus actividades fisiológicas. Las células del corazón latirán más frecuentemente, las glándulas sudoríparas se activarán, las neuronas establecerán más y mejores contactos sinápticos para mejorar las funciones de alerta y memoria, los músculos estarán dispuestos a una contracción máxima y efectiva. Página 65 1. a) Se llama transducción de la señal a los cambios en la célula blanco, que median entre la llegada del mensaje y la respuesta que esta genera. b) Para que una célula sea blanco para un determinado mensajero químico, debe poseer receptores para dicho mensajero químico (hormona). c) Podemos encontrar receptores de membrana, citoplasmáticos o nucleares. 2. La comunicación local ocurre a corta distancia. Puede ser autocrina, paracrina o yuxtacrina. En la comunicación paracrina una molécula mensajera actúa a corta distancia. Cuando el mensajero químico afecta a la misma célula que lo emitió, la comunicación es autocrina. Es yuxtacrina cuando hay un contacto entre la célula emisora y la célula blanco. La comunicación se puede realizar de dos maneras 15 Página 67 5. Conforman la membrana plasmática los fosfolípidos y el colesterol (en las células eucariotas animales). Dentro de los fosfolípidos encontramos la esfingomielina, el fosfatidilinositol, la fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina y otros conjugados con otras sustancias como los glucolípidos. 6. a) Las proteínas pueden ser integrales, ancladas en lípidos y periféricas. Las integrales están inmersas en la bicapa lipídica. Las proteínas con anclaje lipídico se unen fuertemente a los fosfolípidos y pueden asomarse a la superficie interna o a la superficie externa. Las proteínas periféricas se asocian en forma más débil tanto a los fosfolípidos como a las proteínas integrales o a otras con anclaje lipídico. b) Las moléculas anfipáticas poseen una parte hidrofílica (afín por el agua) y otra parte hidrofóbica (repele el agua). c) La disposición de las moléculas que forman la membrana plasmática no es estática: los lípidos y las proteínas pueden cambiar constantemente de posición. De este modo la estructura de la membrana se ajusta al llamado modelo del mosaico fluido. 7. a) Las proteínas integrales pueden actuar como transportadoras de sustancias de uno a otro lado de ella. b) Las proteínas con anclaje lipídico y las periféricas que asoman al exterior de la célula podrían actuar como receptores externos. Página 69 8. a) Especificidad. Se refiere a la característica de los receptores de reconocer una única sustancia para unirse a ella. Eficacia. Se refiere a la capacidad del receptor de provocar un cambio celular en respuesta a la unión con el mensajero químico. b) Los receptores enzimáticos son proteínas integrales de membrana que tienen en sí mismos actividad como enzimas, mientras que los receptores unidos a proteínas G también son proteínas integrales de membrana, que en su porción interna se asocia a otra proteína, la proteína G. Ésta Actúa a su vez sobre la enzima activándola como respuesta a la unión mensajero-receptor. 9. Se espera que los alumnos puedan representar de modo esquemático ambas situaciones: – Regulación en baja: muchos mensajeros se encuentran disponibles para unirse a un determinado tipo de receptor el número de receptores disminuye. – Regulación en alta: muchos mensajeros se encuentran disponibles para unirse a un determinado tipo de receptor el número de receptores aumenta. 10. a) Falso. Para que una célula pueda interactuar con otras en forma coordinada debe tener muchos receptores para muchos mensajes químicos diferentes que provengan de células emisoras. 16 b) Falso. Cuando un mensajero se une a un receptor produce una serie de cambios en el interior de la célula. c) Verdadero. Página 71 11. Algunos ejemplos: a) Cuando la señal llega al núcleo celular para actuar allí sobre la síntesis proteica, la transducción se realiza por la vía lenta. b) Para producir una respuesta a nivel celular, la señal debe unirse a un receptor específico en la célula. c) La acción del primer mensajero sobre el receptor puede producir cambios que llevan a la aparición de un segundo mensajero. d) Cuando un mensajero se une a un receptor enzimático produce la activación de la enzima. 12. La transducción de una señal a nivel celular implica todos los cambios que ocurren en la célula como respuesta a la unión de un mensajero químico con su respectivo receptor. 13. En algunos pacientes se ha comprobado que los receptores a la insulina han perdido o tienen disminuida su capacidad de unirse a ella de forma eficiente. En estos casos, aunque se administre insulina exógena, esta no podrá actuar sobre las células ni producir su efecto hipoglucemiante. Página 73 Ciencia sin fin Ringer descubrió que el calcio intervenía en las funciones celulares agregando al agua destilada, que usaba para bañar a su preparado de corazón de batracio, distintos iones y observando con cuál se retomaba el latido cardíaco. Cada alumno podrá expresar libremente su opinión. En el primer capítulo y en la sección “Ciencia sin fin” de otros capítulos hemos hablado sobre el papel de la “suerte” o la “casualidad” en el quehacer de los científicos. En realidad, lo importante es que el investigador tenga la mente abierta y sepa interpretar y dar importancia a los sucesos imprevistos que pueden aparecer en cualquier circunstancia, que pueden cambiar, incluso, hasta el curso de su investigación. Usando el fármaco rianodina como bloqueante del canal y observando si se producía o no la liberación de calcio. Es necesario contar con sistemas ópticos que permitan observar en las células dónde se encuentra el depósito de calcio y, si bajo la influencia de diferentes factores estos se vacían, para corroborar empíricamente las teorías que se postulan. Página 75 14. a) Se llama ciclo celular a la sucesión de eventos celulares que median entre una mitosis y otra. b) Proteínas diana son las que se ven involucradas en la respuesta celular. c) Se llama proteínas contráctiles a aquellas que por su interacción ocasionan la contracción muscular. Son la actina y la miosina. 15. Un ejemplo posible puede ser: Tipo de proteínas diana Respuesta celular De transporte a través de membrana Cambia el tránsito de sustancias a través de la membrana celular Enzimas del metabolismo celular Cambian el funcionamiento general de la célula Que forman parte del citoesqueleto Cambian la forma de la célula Que regulan el crecimiento y la división celular Se producen cambios como la estimulación o disminución del crecimiento y la división © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 diferentes: por contacto entre las membranas de ambas células mediante conexiones, o bien, cuando la célula emisora presenta la señal unida a su membrana y esta se une al receptor ubicado en la membrana plasmática de la célula blanco. Usualmente la acción de estos mensajeros locales es muy rápida, se produce en pocos segundos. La comunicación endocrina sucede cuando los mensajes químicos son volcados al sistema circulatorio y viajan a través de la sangre para llegar a sitios muy distantes. 3. Los alumnos buscarán ejemplos de sistemas de comunicación sobre la base de sus experiencias previas. Algunos ejemplos pueden ser: micrófonos con amplificador, la comunicación por mail o celular, el lenguaje escrito o hablado, identificando en cada uno de los ejemplos, el emisor, el receptor, el mensaje, y la respuesta generada frente a la recepción del mensaje. En algunos casos, podrá también identificarse la transducción de la señal. 4. El éxito evolutivo de los organismos pluricelulares se debe a que existen en todos ellos mecanismos de comunicación intercelular que posibilitan a todas las células establecer comunicación entre sí. De este modo se asegura la coordinación de todo el organismo para el adecuado mantenimiento de su homeostasis. 16. Los alumnos podrán dar variadas respuestas a esta pregunta. Según lo que hemos desarrollado en estas páginas, la comunicación entre las células y la correcta recepción de los estímulos externos permiten que todo el organismo funcione adecuadamente y que responda de manera coordinada ante las variaciones del ambiente. Por otro lado, asegura la salud del organismo. El caso del cáncer es bastante claro: cuando las células por alguna causa dejan de responder a los estímulos habituales en cuanto al ciclo celular, comienzan a crecer en forma desordenada e inadecuada, no se diferencian para cumplir con su función específica, y provocan un desorden en todo el organismo que lo puede llevar, incluso, a la muerte. Sección II. Regulación e integración de funciones capítulo 5 Control nervioso en el ser humano Puntos de partida Página 79 Página 77 a) y b) Las personas zurdas tienen preferencia por el uso del lado izquierdo de su cuerpo, por ejemplo, mano y pierna. En la mayoría de ellos esta condición responde a una dominancia del lado derecho del cerebro, al contrario de lo que ocurre en las personas diestras, en las que domina el hemisferio izquierdo del cerebro. c) Los niños zurdos tienen a veces dificultades para adaptarse a un ambiente creado para diestros (pupitres, tijeras, etc.). Sin embargo, con la comprensión adecuada por parte de docentes y padres, el aprendizaje será totalmente normal. d) Bastaría con observar qué partes de su cuerpo utiliza con preferencia y ayudarla a afianzar sus destrezas. e) Respuesta abierta. Una posibilidad es que los alumnos opinen que sería conveniente ayudar a Luisa a adaptarse a su manera de ejercer sus habilidades, facilitándole elementos que la ayuden y estimulando sus destrezas. Puntos de vista a) Las vacunas se han convertido en una de las herramientas más eficaces, efectivas y eficientes con las que cuenta el sistema sanitario. Sumado a las mejores condiciones de vida, la aparición de los antibióticos y las medidas de desinfección, las vacunas han contribuido decisivamente al mejoramiento de las condiciones de vida. Las vacunas nos proporcionan protección contra las enfermedades. Recientemente se ha planteado una fuerte controversia sobre los efectos adversos de las vacunas y fundamentalmente sobre lo que ocurre cuando nuestros hijos reciben todas las vacunas juntas a edades tempranas. b) Es importante que los estudios se realicen con seriedad y profundidad para no generar ni malos entendidos ni resultados erróneos. Si lo que estos dos médicos sostienen fuese mentira, y la gente les creyera, se dejarían de vacunar a los hijos contra el sarampión y eso provocaría numerosos brotes de la enfermedad con consecuencias negativas. c) Parece más importante tener vacunas más seguras, ya que con mayor investigación, nos aseguraremos de tener menos problemas secundarios adversos. Página 78 17. Página 81 1. Células gliales Características Función Astrocitos Abundantes prolongaciones Rodean las neuronas, las sostienen y separan del resto del organismo Microglias Pequeñas Actúan en la defensa del SN con actividad fagocítica Oligodendrocitos Pequeñas, con pocas prolongaciones Sostén y unión neuronal. Con las células de Schwann forman la vaina de mielina Receptor © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Bicapa fosfolipídica Proteína integral de membrana 18. a) I. b) II. 19. Un mensajero puede regular su propia actividad sobre la célula blanco mediante los mecanismos de up y down regulation. 20. a) El mensajero químico es la toxina colérica. b) Es un mensajero químico hidrosoluble. c) Utiliza receptores de membrana asociados a proteína G. d) El segundo mensajero es el AMP cíclico. e) La proteína diana es una proteína canal que interviene en el transporte de iones cloruro. 21. a) La hormona de crecimiento es una proteína, tendrá receptores de membrana. b) La testosterona es un esteroide, tendrá receptores intracelulares. c) El cortisol es un esteroide, tendrá receptores intracelulares. 22. a) La actividad celular aumenta con el estímulo de la luz. b) Se trata de un estímulo lumínico. c) La respuesta se debe a que, en presencia de la luz, se estimula el proceso de la fotosíntesis en el que se encuentran involucrados los cloroplastos. d) Se espera que los alumnos investiguen y resuman el proceso de fotosíntesis. 2. Un nervio está formado por uno o más axones neuronales que pueden o no estar recubiertos por la vaina de mielina. 3. Antes se creía que las células de la glía mantenían su capacidad de división durante toda su vida en el sistema nervioso maduro. Sin embargo, ahora se sabe que la mayoría de ellas no pueden dividirse. Página 83 4. a) I y II. b) I. Página 85 5. a) Para establecer un potencial de acción se debe modificar la permeabilidad de la membrana, lo que permitirá la entrada de iones sodio provocando su despolarización. b) La conducción saltatoria que se produce en fibras mielínicas. c) La velocidad está determinada por el diámetro del axón y por la presencia o no de vaina de mielina. d) Ambas permiten la transmisión del impulso nervioso. En la sinapsis eléctrica existe contacto entre las células nerviosas y el impulso pasa directamente a través de canales iónicos. En la sinapsis química, en cambio, existe contigüidad entre las células y el impulso se transmite a través de mediadores químicos, los neurotransmisores. 17 6. 1 2 3 taciones corporales, como la dilatación de las pupilas, la boca se pone seca por inhibición de la secreción de saliva por parte de las glándulas salivales. Todas estas acciones están bajo el control del sistema nervioso simpático. 14. Porque las contracciones del miocardio (músculo cardíaco) están reguladas por el SNA (sistema nervioso autónomo). Los centros de control se encuentran en el hipotálamo, el bulbo raquídeo y la médula. 15. El sistema simpático actúa en situaciones de alerta o de alarma, y frente a condiciones adversas del organismo, lo que provoca un aumento del gasto energético. La demanda energética aumenta porque en las situaciones de estrés, se incrementa la actividad de ciertos órganos y aumenta el ritmo cardíaco, y esta actividad demanda más energía para llevarse a cabo. Página 92 16. La idea de esta actividad es que los alumnos perciban de alguna manera cómo funciona nuestra memoria. Etapa 2. Etapa 3. La onda de despolarización provocada por el impulso nervioso provoca la apertura de los canales de calcio. Los iones calcio en el interior del botón presináptico provocan la liberación de neurotransmisores. Los neurotransmisores se liberan al espacio sináptico. Página 87 7. a) La corteza cerebral ejerce el control de las actividades voluntarias. Hipotálamo, bulbo raquídeo y cerebelo son sede de control de actividades involuntarias. b) El tálamo filtra la información sensorial que luego utilizará la corteza para producir una respuesta voluntaria adecuada. El cerebelo participa en la coordinación de los movimientos voluntarios. Hipotálamo y bulbo raquídeo colaboran en la coordinación de las funciones involuntarias. 8. a) Problemas graves de equilibrio y falta de coordinación de los movimientos. b) Se encuentran enfrentados. Si el hemisferio dominante es el izquierdo, el individuo tendrá mayor destreza en el lado derecho, y viceversa. 9. Los alumnos deberán observarse a sí mismos para reconocer su lado dominante y, por lo tanto, su hemisferio dominante; luego, sobre esos datos, completarán la tabla. Página 89 10. a) Verdadero. b) Falso. c) Falso. d) Verdadero. 11. a) Los actos reflejos son importantes para nuestra supervivencia porque permiten dar una respuesta rápida a situaciones de la vida cotidiana. Si tuviéramos que pensar cada uno de nuestros actos, no podríamos evitar situaciones potencialmente peligrosas para la vida. Por ejemplo, cuando tocamos una superficie caliente, retiramos la mano de inmediato, sin pensarlo. En caso contrario podríamos sufrir una quemadura grave. b) Un golpe o una caída fuertes pueden provocar lesiones en la médula espinal, donde se encuentran las neuronas motoras que inervan los músculos de las extremidades inferiores. 12. a) Los conductores no pudieron frenar a tiempo. b) Frenar es un acto voluntario. El conductor percibe el peligro y elabora una respuesta adecuada. c) Los autos se encontraban muy cerca uno de otro y los conductores no tuvieron tiempo de elaborar la respuesta de frenado. d) La “distancia de frenado” está determinada, además de por las características del automóvil y del suelo, por el “tiempo de reacción” del conductor ante el estímulo del obstáculo ante su automóvil. Cuanto menor sea la “distancia de frenado”, menor será el “tiempo de reacción” de conductor, por lo que aumenta la probabilidad de choque. Página 91 13. En una situación de miedo o angustia, además de aumentar las frecuencias respiratoria y cardíaca, y observarse otro tipo de manifes- 18 Página 93 Ciencia sin fin Respuesta abierta. Vesalio fue un adelantado a su época. Su mente curiosa y libre de prejuicios permitió el avance de la anatomía. El Renacimiento fue una época muy fecunda para las artes y las ciencias. La época histórica brinda un importante referente para comprender las conductas y las ideas de las personas, teniendo en cuenta que las ideologías predominantes en un determinado momento tienen gran influencia sobre la sociedad en general. Las nuevas tecnologías permiten acceder a conocimientos nuevos. Si bien un buen científico, con buena tecnología, puede obtener logros muy importantes, el trabajo en equipo y el compartir los conocimientos y descubrimientos permite avances más rápidos y de mayor calidad. Respuesta abierta. Ambos científicos fueron descollantes. Sin embargo, Ramón y Cajal demostró mayor capacidad para aceptar ideas nuevas y para enfrentar conceptos establecidos y aceptados por sus colegas que se revelan como inexactos. Por esta razón es probable que los alumnos elijan a este científico para trabajar en su laboratorio. Página 95 17. Las drogas terapéuticas tienen una posología e indicaciones adecuadas que deben ser determinadas por un médico en relación a las necesidades de su paciente. El abuso implica uso indebido, exagerado y sin relación con un síntoma. En general, se persigue lograr una situación placentera o evadir situaciones desagradables. 18. La dopamina está asociada a la sensación placentera, produce sentimientos de gozo y motiva para lograr un objetivo. Por esta razón, estudiar en un ambiente distendido y agradable, donde se logre una buena liberación de dopamina, facilita el proceso de aprendizaje y lo vincula a sensaciones placenteras. Página 97 Puntos de vista a) Si bien los científicos han estudiado de manera exhaustiva a la cafeína, nunca son suficientes los datos para poder evaluar si esta sustancia es del todo o no beneficiosa para los seres humanos. Como no hay un acuerdo generalizado al respecto, lo mejor es beber con moderación y no excederse en la ingesta diaria de cafeína. b) Es evidente que los datos no tienen la misma importancia pero, a pesar de esto, no hay que subestimar a ninguno de ellos. c) Respuesta abierta. Es probable que los alumnos que posean el cronotipo de “búho” estén a favor de tomar bebidas que contienen cafeína porque será una forma de mantenerse despiertos cuando estudian por la noche. Los alumnos que tengan cronotipo de “alondra”, es probable que no estén de acuerdo, puesto que les costará conciliar el sueño durante la noche. Página 98 19. a) Botón presináptico. b) Potencial de acción. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Etapa 1. capítulo 6 Control nervioso en los animales Punto de partida © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Página 99 a) Los alumnos podrán describir las acciones que llevan a cabo estos organismos, como por ejemplo bostezar, caminar, nadar, es decir, diferentes tipos de locomoción que se observan en los animales. El docente, por medio de las estrategias que considere adecuadas, guiará a los alumnos para que se den cuenta de que el sistema nervioso es el que coordina todas estas actividades. b) Esta pregunta pretende indagar sobre los saberes previos de los alumnos con respecto a la diversidad de animales que ellos conocen y a las actividades que realizan. Es evidente que hay diferentes grados de complejidad dentro de los animales y que aquellos que sean más complejos, tendrán un sistema nervioso más desarrollado, por lo que podrán realizar actividades más complejas. Es probable que los alumnos remitan a ejemplos cotidianos sobre las ratas de laboratorio, que pueden aprender a manejarse en un laberinto, a los delfines, etc., y que surjan preguntas sobre cuáles son los animales “más inteligentes”. c) Esta pregunta pretende indagar sobre cuál es la idea que tienen los alumnos al respecto. Es probable que contesten que sí porque solo piensen en los vertebrados; en ese caso, el docente los guiará para que piensen en otro tipo de animales como las medusas, los bichos bolita, etc., y reflexionen si estos animales tienen cerebro, o no. d) No. Si bien los pulpos tienen la capacidad de aprender ciertos comportamientos, no tienen el mismo sistema nervioso que los seres humanos. De hecho, el cerebro de los seres humanos es mucho más desarrollado y tiene la corteza cerebral, estructura que no tiene el cerebro de los pulpos. La presencia de corteza cerebral en los seres humanos nos permite abstraer y realizar operaciones lógico- matemáticas. Página 101 Médula espinal 1. La capacidad que tienen los seres vivos de reaccionar frente a los estímulos se denomina irritabilidad. Todos los organismos reciben información del ambiente, es decir estímulos, y responden frente a ellos de diferentes maneras. Por medio de esta función de relación los seres vivos interaccionan con el ambiente. 2. 1: d); 2: e); 3: c); 4: f), b) y g); 5: a) y h). 3. Fibras nerviosas Encéfalo Ganglio c) Células de la glía, en particular la astroglía. d) Nervios. e) Ganglios. f) Hendidura sináptica. g) Neurotransmisores. h) Pares de nervios craneales. i) Sustancia gris. 20. Un estímulo causa la entrada de iones sodio al interior de la membrana por cambios en su permeabilidad: cambia la polaridad de la membrana, el interior pasa a ser positivo y el exterior negativo. En el esquema se debe observar cómo las cargas inicialmente son positivas en el exterior y negativas en el interior de la célula. La llegada del estímulo provoca una inversión de esas cargas que se va transmitiendo a lo largo de la membrana. 21. a) El gráfico D. b) Los potenciales post sinápticos inhibitorios o excitatorios producidos por la unión de transmisor y receptor en la sinapsis química se encuentran bajo el umbral necesario. c) El D, ya que el potencial de acción transmitido se encuentra sobre el umbral necesario para producir la despolarización. 22. a) A mayor complejidad de la tarea, mayor será el tiempo que insuma la reacción y, por lo tanto, mayor distancia será necesaria para que se produzca dicha reacción. b) Diferentes personas pueden tener distancias de reacción diferentes. Esto se puede deber a diferencias en el entrenamiento para realizar una actividad, en la atención que pone cada persona y al desarrollo de las áreas del sistema nervioso involucradas en la actividad. c) La repetición puede disminuir la distancia de reacción porque aumenta el conocimiento de los pasos a seguir y las posibles variaciones en el estímulo. d) Esta situación es similar a lo que ocurre con las distancias de reacción al conducir en medio del tránsito. Frenar o evadir a otro vehículo, requieren un tiempo de reacción que va disminuyendo con la experiencia en el manejo del automóvil y se relacionan con el estado de atención del conductor. Nervios (Red neuronal o plexo nervioso) Ganglios unidos por fibras nerviosas Sistema encefálico A medida que el sistema nervioso va evolucionando, los seres vivos pueden emitir respuestas más complejas ante los estímulos. Los animales más sencillos no tienen neuronas ni un tejido nervioso especializado. Los animales un poco más complejos, como los cnidarios, tiene una red neuronal sencilla que les permite detectar el peligro y la presencia de alimento; este tipo de sistema está presente en los animales con simetría radial. Los animales con simetría bilateral tienen mayor movilidad y las estructuras de su sistema nervioso son más complejas lo que les permite procesar más información y producir respuestas más elaboradas. Las neuronas tienden a agruparse en ganglios que se unen por medio de fibras nerviosas, formando una estructura ganglionar bilateral. Página 103 4. Los seres vivos reaccionan emitiendo una respuesta frente a los diferentes tipos de estímulos que captan del medio. Algunos ejemplos pueden ser los siguientes: los cnidarios pueden detectar los movimientos que se producen en el agua (estímulo) y mover sus tentáculos. Las lombrices en presencia de la luz se entierran, los insectos vuelan en cuanto perciben un movimiento brusco, y por eso se escapan de sus predadores, etcétera. 5. El concepto de estímulo y respuesta. 6. a) En general los animales con simetría radial poseen una red o plexo nervioso que se extiende hacia todas partes desde su eje de simetría y los estímulos viajan en todas direcciones. Las células receptoras se encuentran a lo largo del mismo eje de simetría. Esta red se extiende por todo el cuerpo del animal: la información no se transmite de forma centralizada, sino que “ordena” a los tentáculos que se muevan o a la pared corporal que se expanda o que se contraiga. Los movimientos de los animales (cnidarios) que poseen este nivel de organización del sistema nervioso son muy lentos. b) En el esquema que dibujen los alumnos debería evidenciarse la agrupación de neuronas para formar los ganglios y la conexión que existe entre estos por medio de las vías nerviosas que recorren todo el cuerpo formando una vía nerviosa ganglionar bilateral. Algunos ganglios pueden localizarse en la zona anterior. Los animales que poseen este sistema de organización del sistema nervioso tienen movimientos más rápidos. Página 105 7. a) La información presentada en el texto puede ser verdadera, ya que el sistema nervioso de los artrópodos, si bien presenta una concentración en la zona anterior, esta se vincula principalmente con funciones localizadas en la cabeza. Los segmentos corporales siguen siendo controlados por una cadena ganglionar ubicada en el resto del cuerpo, lo cual permitiría al animal moverse con 19 Página 106 9. En orden de complejidad creciente las estructuras nerviosas mencionadas se pueden ordenar de siguiente modo: plexo nervioso (cnidarios los poseen como organización nerviosa principal pero aparecen también en animales superiores, como los vertebrados, formando parte de un sistema más complejo), ganglio (aparecen a partir de los platelmintos, formando en estos un sistema de cordones), ganglio cerebroideo (platelmintos), cerebro (vertebrados). 10. a) Se denomina encefalización a la agrupación de los órganos sensitivos y de las estructuras que perciben y procesan la información sensorial en el extremo anterior de los animales. Esto significa que a medida que los animales son más complejos, los órganos del sistema nervioso tienden a tomar una posición central y cefálica. b) Se denomina centralización a la ubicación en zonas centrales de las neuronas que procesan la información del ambiente y producen respuestas acordes al estímulo que han recibido. 11. Respuesta abierta. Es importante que en el texto que realicen los alumnos quede reflejada la idea de que cuando los animales adquieren la simetría bilateral, se diferencia un extremo anterior donde se concentran los órganos sensitivos, al igual las estructuras que reciben y procesan la información. Esto es una ventaja adaptativa, ya que la zona delantera el animal es la primera que se enfrenta a los cambios del ambiente y que, además, detecta la presencia de alimento o del peligro. En los animales más complejos, entonces, las estructuras nerviosas principales tienden a ubicarse dentro de la cabeza. En cuanto a la centralización debe quedar claro que esta tendencia permite una mejor protección y coordinación entre las estructuras nerviosas. Página 107 Ciencia sin fin Galvani estuvo muy atento a todo lo que sucedía en el desarrollo de la situación experimental que él había planteado. Si bien su objetivo de investigación era otro, el azar hizo que desviara el foco de su tema principal de estudio y terminó descubriendo otra cosa. Sin que él lo pensara, sus investigaciones fueron los “primeros pasos” que permitieron descifrar, con el tiempo, el mecanismo por el cual se produce impulso nervioso. El trabajo en grupo es muy importante para el desarrollo de los conocimientos científicos porque cada disciplina enriquecerá con los conocimientos propios de su área a la investigación. Es posible que pueda ayudar a solucionar problemas que se plantean a lo largo del trabajo, que serían muy difíciles de evaluar y de solucionar si la investigación estuviera a cargo de una sola persona. La idea es que los alumnos tomen conciencia de que el desarrollo de nuevas tecnologías permite obtener nuevos conocimientos, y esto es lo que determina que la ciencia se caracterice por su dinámica, porque es un conjunto de conocimientos que permanentemente está renovándose. Es altamente probable que en el siglo XXII se conozca mucho más sobre el sistema nervioso de los que hoy en día se sabe, ya que, seguramente, se habrá desarrollado la tecnología adecuada para realzar un estudio más minucioso del sistema nervioso. 20 Sí. Muchas investigaciones que se han hecho desde la “ciencia básica” y que aparentemente no tenían una aplicación práctica, fueron imprescindibles para mejorar la calidad de vida de la gente. Por ejemplo, a partir de saber la estructura molecular del ADN y de cuál es su función en la célula, se pudieron desarrollar las vacunas recombinantes, los alimentos transgénicos, la fabricación de la insulina humana en bacterias, etcétera. Página 109 12. a) En el esquema los alumnos tendrían que ubicar el cerebro, el bulbo raquídeo y el cerebelo. b) La máxima diferencia es que en los humanos el encéfalo llega a su grado máximo de complejidad. El cerebro es el órgano que más se destaca y tiene un gran desarrollo la corteza cerebral, donde se centralizan as funciones de asociación, comunicación y memoria. c) Salmón: lóbulos olfatorios. Rana: parte superior del encéfalo: téctum. Cisne: cerebelo. Humano: cerebro. 13. Cuanto más evolucionado sea el sistema nervioso, se podrán realizar actividades que demanden mayor complejidad. Si bien en los artrópodos se observan ganglios cerebrales más desarrollados y se agrupan formando un cerebro, la complejidad que alcanza este órgano en este nivel de organización es mucho menor que en los vertebrados como los mamíferos, por lo tanto, carecen de la posibilidad de procesar y almacenar la información, como sí lo puede hacer un mamífero. 14. En tamaño absoluto el cerebro más pequeño es el de la musaraña y el más grande es el del elefante. En tamaño relativo (masa cerebro / masa corporal) la musaraña tiene el más grande. El ser humano se encuentra entre los de mayor tamaño relativo. El hipopótamo y los peces se encuentran entre los de menor tamaño relativo. Sociabilidad y afectividad se relacionan en especial con el desarrollo de la corteza. Página 111 Puntos de vista a) Varios ejemplos ayudan a respaldar la idea de inteligencia en animales. Las nutrias marinas y los chimpancés, por ejemplo, usan herramientas para resolver problemas que se les presentan. Y las orcas tienen lenguajes aprendidos que, además, son diferentes entre distintas poblaciones b) El primer caso es un claro ejemplo de instinto, donde los animales ante alguna señal de peligro desconocida, captada por sus finos sentidos, responden huyendo. La huida es un típico comportamiento instintivo. En el segundo caso se ve claramente un aprendizaje, es decir que se han creado nuevas respuestas antes los cambios de las condiciones ambientales. Los elefantes mostraron inteligencia, ya que tuvieron la capacidad para aprender o comprender y se beneficiaron con la experiencia adquirida. Página 112 15. a) Hidra: estructura nerviosa difusa. Planaria: estructura nerviosa bilateral ganglionar. Lombriz: estructura nerviosa bilateral ganglionar. Artrópodo: estructura nerviosa bilateral ganglionar. Pulpo: sistema nervioso encefálico. Gato: sistema nervioso encefálico. b) A: plexo nervioso. B: ganglio cererebral. C: ganglio. D: cordón nervioso ganglionar. E: ganglio cerebral. F: ganglio cererebral. G: cordón nervioso ganglionar. H: nervios. I: cerebro. J: cerebro. K: médula espinal. c) Los alumnos deberán dibujar líneas que salgan de la médula espinal, que simulen los nervios, y que inervan a cada uno de los órganos del gato. 16. a) Como los tejidos musculares están más inervados, les permite una respuesta más rápida a la medusa. Esto les sirve para desplazarse durante la locomoción. b) Esto se debe a que muchos nematodos son parásitos. Por lo tanto, prácticamente no se mueven ni necesitan responder a estímulos complejos de su ambiente. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 cierta normalidad aún sin cabeza. Perdería algunas funciones de recepción de estímulos (referidas a las antenas, por ejemplo) y por supuesto no podría nutrirse. b) Se podría observar algo similar en platelmintos y nematodos. 8. El pie ambulacral es una estructura que utilizan las estrellas de mar para su locomoción. Está formado por una ampolla interna que está conectada, por medio de un músculo, a una cámara de succión externa que se une al sustrato (el fondo del mar o un mejillón). El pie ambulacral se contrae y relaja por medio de músculos circulares y longitudinales. Si el sustrato es un mejillón, la estrella de mar puede abrir las valvas por medio de la succión que hace con el pie ambulacral. En cada brazo de la estrella de mar se encuentran cordones nerviosos que se ramifican y que inervan a los pies ambulacrales. Por todo el cuerpo y sobre todo en el pie ambulacral, los equinodermos tienen células sensitivas tanto táctiles como olfatorias. 17. Es probable que los científicos se hayan planteado las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es el efecto de las drogas en el cerebro de la rana? Al bloquearle el cerebro con una droga y someter a la rana a una serie de estímulos, se dieron cuenta de que solo respondía de manera refleja. d) ¿Qué papel cumple la médula espinal en la elaboración de respuestas reflejas? Cuando descubrieron que el cerebro no interviene en las respuestas reflejas, seguramente los científicos comenzaron a investigar cómo es el mecanismo por medio del cual la médula espinal controla las respuestas reflejas. e) ¿Cuál es el reflejo que afecta en menor grado a la médula espinal? Es probable que los científicos hayan estimulado a la rana con diferentes tipos de información y hayan llevado un registro sobre cuál es el estímulo que provoca una menor repuesta y cuál una mayor respuesta. 18. a) y b) Los alumnos realizarán un esquema de lo observado y, valiéndose de las imágenes, reconocerán las diferentes zonas del cerebro. c) Por las estructuras que se observan en la muestra. capítulo 7 Control endocrino en el ser humano Página 113 Punto de partida a) Los granitos, por lo general, aparecen durante la pubertad, que comienza entre los 10 y los 14 años. b) Respuesta abierta. Es probable que los alumnos tengan la idea de que alimentación influye en la aparición de los granitos, pero, luego de leer el texto, es posible que esa idea no se mantenga. Esto se debe a que en la lectura se “dispara” el siguiente interrogante: ¿cómo es posible que, a pesar de que los chicos disminuyeron la ingesta de grasa, los granitos no desaparecieran? c) Respuesta abierta. d) No es lo mismo tener algún que otro granito que tener acné. Cuando una persona tiene (sin importar la edad que tenga) comedones (espinillas), granos y pequeñas ampollas llenas de pus, la enfermedad se denomina acné superficial, pero si la inflamación de los granitos es más profunda y se forman abscesos, el acné se denomina acné profunda. e) Respuesta abierta. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Página 115 1. a) Se pretende que los alumnos, luego de haber leído el texto, interpreten que cada glándula segrega una o varias hormonas, y que cada una de esas hormonas “impacta” sobre una célula diana específica que tenga los receptores adecuados para dicha hormona. b) Los seres vivos llevan a cabo una serie de procesos fisiológicos por medio de los cuales mantienen constantes las condiciones de su medio interno (temperatura, concentración de sales y de agua, etc.), independientemente de las condiciones del medio externo. A esta propiedad se la denomina homeostasis. c) El estrés es un estímulo que desencadena la secreción de la hormona adrenalina por medio de la glándula suprarrenal, que pone al organismo en una situación de “alerta” para responder ante una situación estresante, ya que promueve la liberación de glucosa, molécula que brinda energía a la célula. 2. Respuesta abierta. La redacción del párrafo dependerá de las funciones elegidas por los alumnos. Un ejemplo posible es el de llavecerradura, las piezas que encajan de manera perfecta en un rompecabezas, etcétera. 3. Respuesta abierta. Sería interesante que los alumnos no repitieran el ejemplo que figura en el capítulo. 4. Sistema Tipo de señal ¿Cómo se produce? ¿Cómo se transporta? Nervioso Neurotransmisores Se sintetiza en la neurona presináptica Sinapsis química Endocrino Hormonas Se sintetiza en las glándulas Por medio de la sangre Página 117 5. Los alumnos deberán subrayar en el texto las siguientes frases: – Grande fue su sorpresa cuando se enteró de que había crecido unos 5 cm. El crecimiento del cuerpo se debe a la hormona somatotrofina –STH–, que es segregada por la glándula hipófisis. – Tomó un submarino, comió una torta de chocolate y se fue a jugar al futbol. Estos alimentos son ricos en hidratos de carbono y, como producto de su digestión, aumentará la concentración de la glucosa sanguínea. Ante esta situación, el páncreas libera insulina para restablecer la glucemia. – Lo interceptaron unos perros que comenzaron a ladrar y le dieron un gran susto; su corazón empezó a latir fuertemente. Ante una situación de estrés, las glándulas suprarrenales segregan la hormona adrenalina, que pone al organismo en situación de alerta y lo prepara para la lucha o la huida. 6. Incorporar yodo con la dieta es de fundamental importancia porque es necesario para la síntesis de tiroxina (T4) y triyodotironina (T3), hormonas que se encargan de regular el metabolismo y son segregadas por la glándula tiroides. Página 119 7. a) Falso. Las hormonas son segregadas por las glándulas endocrinas. b) Falso. Las células de los órganos blanco tienen los receptores adecuados para las hormonas que segregan las glándulas endocrinas. c) Falso. Estas hormonas se sintetizan en el hipotálamo y se almacenan y liberan en la neurohipófisis. d) Falso. La glucemia es regulada por la hormona insulina. e) Falso. La glándula mamaria es un ejemplo de glándula de secreción externa. 8. Las glándulas endocrinas están sumamente vascularizadas porque liberan las hormonas a la sangre, que las vehiculiza hasta las células diana. 9. Las glándulas que sintetizan hormonas proteicas tienen más desarrollado el RER porque es en este organelo donde se sintetizan las proteínas; por el contrario, las glándulas que sintetizan hormonas lipídicas tienen más desarrollado el REL, como es el caso de los ovarios y testículos, que sintetizan las hormonas sexuales. 10. Los testículos y los ovarios pueden ser considerados como glándulas de secreción mixta porque sintetizan y secretan hormonas, pero además en estas estructuras se produce la formación de gametos (óvulos y espermatozoides). Página 121 11. FSH Maduración del folículo en el ovario Ovulación 12. Se denominan castrati o castrados a los cantantes masculinos que alcanzaban un registro de voz muy agudo (típicos de las mujeres), debido a la castración que se les realizaba antes de la pubertad. Como producto de esa operación, se disminuyen notablemente los niveles de testosterona y, como consecuencia de esto, las cuerdas vocales y la laringe no se engrosan, por lo tanto la voz no sufre los cambios normales y se mantiene como la de un niño. 21 Página 123 resulta más efectivo presentarle tanto los riesgos como los beneficios del uso de estas drogas, para que ellos encuentren el enfoque equilibrado más adecuado. b) Los atletas profesionales y olímpicos siempre intentan mejorar el rendimiento en los deportes a cualquier precio. Aunque existen procedimientos que detectan el uso de esteroides, constantemente aparecen nuevas drogas de diseño que pasan sin detectarse y que colocan a los atletas dispuestos a hacer trampa un paso más allá de los esfuerzos de detección. Para ganar medallas olímpicas hay que entrenarse y no drogarse. c) Lo ideal es consultarlo con padres, maestros o entrenadores para que ellos te hablen de los riesgos y te aconsejen sobre alternativas saludables como nutrición y ejercicio. Si has usado esteroides anabólicos y estás teniendo problemas de salud, lo mejor es consultar con un médico para determinar el tratamiento apropiado. 13. a) La insulina (curva B) y el glucagon (curva A). b) El punto P: después de la comida. R: entre comidas. El punto P representa un aumento de la glucemia (después de la comida) y el punto R una disminución de la glucemia, que se produce entre comidas porque la glucosa obtenida como producto de la digestión ingresó en las células y, por lo tanto, disminuye su concentración en la sangre. c) En P. Porque después de comer ingresa a las células la glucosa que se obtiene como producto de la degradación de los alimentos. Entre comidas, en cambio (R), la glucosa que ingresa a las células proviene de la degradación del glucógeno hepático. Página 124 14. Verdadero. Cuando aumenta el volumen de agua ingerida la presión osmótica intersticial disminuye porque el soluto está más diluido. 15. Respuesta abierta. Se espera que los alumnos, cuando redacten el párrafo, mencionen la relación que existe entre la hormona antidiurética, la homeostasis y la osmorregulación. 16. La cantidad de orina será menor y más concentrada, ya que la orina se produce como producto de la filtración de los desechos metabólicos que circulan por la sangre. La filtración se lleva a cabo en cada uno de los miles de nefrones que forman parte de los riñones. Al haber menor menos cantidad de sangre para filtrar (porque se eliminó en las hemorragias), no solo se generará menor cantidad de orina, sino que esta será mucho más concentrada. 17. Los diuréticos son medicamentos que siempre tienen que ser recetados por un médico. Lo que provocan es un aumento de la eliminación de orina y también de sales. Por lo tanto, en ciertas ocasiones, como es el caso de la hipertensión, se recetan diuréticos para que, al aumentar la liberación de orina y de sales, disminuya la presión arterial. Página 130 19. Sistema endocrino formado por Glándulas endocrinas Secretan Glándulas mixtas Por ejemplo Hormonas Página 125 Secretan Hormonas y otras sustancias (o células) Para la época fue un método muy novedoso, ya que por aquel entonces no se sabía nada sobre la existencia de las hormonas. La presencia de gonadotrofina coriónica en la orina es indicativa de que la mujer está embarazada. Esta hormona es producida por la placenta. Los egipcios llevaban a cabo una gran variedad de prácticas médicas: inmovilizaban los huesos fracturados, suturaban las heridas, realizaban trepanaciones de cráneo, sabían tomar el pulso, etcétera. Todos los test de embarazo están relacionados con la presencia de gonadotrofina coriónica en la orina. La ventaja es que en la actualidad las mujeres pueden detectar si están embarazadas de manera mucho más rápida y práctica. Las células de la placenta producen gonadotrofina coriónica en respuesta a la implantación del cigoto dentro del útero, lo que ocurre aproximadamente a partir del sexto día de la fecundación. Cuando esto sucede, la gonadotrofina coriónica se libera en la orina y, en los test de embarazo actuales, puede ser detectada por medio de una lámina a través de la cual asciende por capilaridad la orina de la embarazada. Esta lámina contiene anticuerpos monoclonales que reconocen exclusivamente la presencia de esta hormona en la orina. César Milstein, un químico argentino, obtuvo el premio Nobel de Medicina en el año 1984 por sus investigaciones sobre los anticuerpos monoclonales. Página 127 18. b) Falso. El estrés altera la homeostasis. c) Falso. La secreción de las hormonas es regulada por otras hormonas que son segregadas otras glándulas o, como sucede con el páncreas, la liberación de insulina y glucagón está regulada por la concentración de glucosa sanguínea. e) Falso. Existe conexión de la hipófisis con el resto de las glándulas, por este motivo a la hipófisis se la denomina glándula maestra. Página 129 Puntos de vista a) Para convencer a tus compañeros adolescentes sobre los efectos negativos de los esteroides anabólicos, según los especialistas, 22 Suprarrenales Páncreas Hipófisis Estómago Tiroides Ovarios 20. Hormonas hipofisarias: Somatotrofina (GH) estimula el crecimiento óseo. Tirotrofina (TSH) regula la producción de hormonas tiroideas. La prolactina (LTH) estimula la producción de leche en el embarazo y la lactancia. La hormona folículo estimulante (FSH) estimula la producción de óvulos y espermatozoides. La hormona adrenocorticotrófica (ACTH) regula la producción de hormonas de la corteza suprarrenal. a) Porque secreta hormonas que regulan el funcionamiento del resto de las glándulas. b) La hipófisis, que tiene el tamaño de una arveja, se ubica en la base del cerebro. c) Por medio de la circulación sanguínea. d) Si la hipófisis segregara menor cantidad de FSH, las mujeres tendrían problemas con la ovulación y los hombres tendrían una menor producción de espermatozoides. Si hubiera menor cantidad de LH, habría menor secreción de estrógenos y progesterona en la mujer y de testosterona en el hombre. 21. En el embarazo la secreción de progesterona, secretada durante la segunda fase del ciclo menstrual, provoca el crecimiento del endometrio para recibir al óvulo fecundado. La progesterona también favorece el crecimiento de las mamas. La prolactina, sintetizada en la hipófisis, favorece la secreción de leche durante el embarazo y la lactancia. En la producción de sudor se observa la transpiración liberada por las glándulas sudoríparas. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Ciencia sin fin 22. a) Durante las primeras cinco horas se mantiene constante el nivel de glucemia (2 g/l); pero, a partir de este momento y durante las 10 horas restantes, el nivel de glucemia sube hasta alcanzar la concentración de 10 g/l. Esto se debe a que, evidentemente, durante las primeras 5 horas de la extracción pancreática había insulina en la sangre pero, cuando esta se degrada, no existe el páncreas para que pueda sintetizar nueva insulina y la glucemia comienza a subir. b) La extracción del páncreas aumenta la glucemia, es decir, que provoca hiperglucemia. c) Sí, es posible. Inyectándole insulina. 23. a) El asma se produce cuando disminuye la luz (espacio) de los bronquios debido a que se inflaman las paredes bronquiales y, por lo tanto, disminuye el espacio por donde puede pasar el aire. Los corticoides disminuyen la respuesta inflamatoria, por lo que la luz aumenta y aumenta el paso del aire. b) Algunos de los efectos secundarios causados por el uso prolongado de corticoides son la pérdida de calcio en los huesos, hemorragias gástricas, hiperglucemia, aumento de peso y un desarrollo insuficiente en el crecimiento de los niños. capítulo 8 Control hormonal en los animales y las plantas Punto de partida Página 131 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 a) Es posible que los alumnos hayan escuchado esta frase de los adultos, cuando quieren hacer referencia a que las malas conductas o los malos hábitos de una persona “son copiados” por sus pares. b) Respuesta abierta. Es importante que los alumnos lleguen a la conclusión de que las frutas no solo se pudren por la acción de los microorganismos, sino que también puede suceder esto por el exceso de una hormona llamada etileno, que interviene en la maduración de los frutos. Si bien a esta altura del capítulo desconocen (seguramente) la existencia del etileno, deben relacionar que estas sustancias están involucradas con que se pudran los frutos, ya que en el título del capítulo figura el término hormona. c) Respuesta abierta. Seguramente los alumnos no encontrarán una respuesta correcta para esta pregunta; entonces, el docente puede anotar todas las posibles respuestas propuestas por los alumnos y, luego de leer el capítulo, los podría invitar a que las lean nuevamente y a que cotejen lo que pusieron con lo que en realidad sucede. d) Esta pregunta tiene por objetivo que los alumnos relacionen el título del capítulo con la lectura de apertura, es decir, que puedan inferir que todos los ejemplos que figuran en la lectura están regulados y coordinados por hormonas. e) Respuesta abierta. Esto sucede por la acción de un tipo especial de fitohormonas (hormonas vegetales) que los alumnos estudiarán a lo largo del capítulo. Página 133 1. a) Fototropismo. b) Saber qué es lo que tiene la planta que provoca el crecimiento en dirección de la luz. c) La presencia y ausencia del ápice. d) Si el ápice es el responsable del crecimiento de la planta en dirección a la luz, entonces, si se lo extrae, la planta no crecerá a favor de ese estímulo y permanecerá erecta. e) La planta permanece erguida y no crece en dirección a la luz. f) No. Mientras tenga el ápice, la planta responderá frente a este estímulo y el vástago crecerá en esa dirección. g) Que en el ápice hay “algo” (hoy sabemos que son las auxinas) que coordina el crecimiento de la planta en favor de la luz. 2. Semejanzas: – Regulan y coordinan diferentes procesos fisiológicos, como así también el crecimiento y el desarrollo. – Se sintetizan en pequeñas cantidades y actúan en lugares distantes de donde se han sintetizado. – Son transportadas por un sistema de vasos conductores: xilema y floema, análogos a los vasos sanguíneos. Diferencias: – Los vegetales poseen células especiales secretoras pero no poseen glándulas. – En los vegetales, a diferencia de los animales, un mismo proceso puede estar regulado por la interacción que se establece entre un grupo de hormonas. Página 135 3. Al podar la yema apical, disminuye la concentración de auxinas, por lo tanto se favorece el crecimiento de las ramas laterales. 4. …no tienen la suficiente cantidad de giberelina. Página 137 Ciencia sin fin El objetivo de esta pregunta es que los alumnos comprendan que los científicos no viven aislados del mundo, sino que sus investigaciones se ven influenciadas por el momento histórico que les toca vivir y por el lugar en el que han nacido. No es casual que los científicos japoneses hayan hecho sus investigaciones con plantas de arroz, ya que este es el cultivo principal de Oriente. Respuestas abiertas. Página 141 5. a) El yodo es necesario para la síntesis de tiroxina. b) La testosterona es sintetizada por los testículos y es la hormona sexual que promueve la formación de espermatozoides y el desarrollo de las características de los machos en las diferentes especies; la melena del león, por ejemplo, es producto de la acción de la testosterona. c) La hormona estimulante de los melanocitos actúa sobre los melanóforos de los reptiles y estimula la síntesis de melanina, una sustancia química que le da la coloración a la piel. 6. El salmón es un pez que comienza su vida en el agua dulce luego emigra hacia el agua salada, y vuelve al agua dulce a desovar. La glándula tiroides, por medio de la tiroxina, es la que genera los cambios metabólicos necesarios para que el salmón se adapte a soluciones tan distintas en cuanto a su concentración salina. En el agua dulce la tioides se agranda, para fijar mayor cantidad de yodo, y en el agua de mar no alcanza gran tamaño ya que el mar tiene gran cantidad de yodo. 7. En la página 141. a) La relación que existe entre la hormona estimulante de los melanocitos, la hipofisis y la melanina. b) Puede tomarse como ejemplo la oración escrita en el punto 5 c). Página 143 Puntos de vista a) Si estás en contra de la castración de tu mascota, podés usar los siguientes argumentos: si tiene menos de catorce semanas de edad, la esterilización supone un riesgo por la anestesia general y porque aún no se ha alcanzado la madurez sexual y el desarrollo en su crecimiento. En los machos, y sobre todo en las hembras caninas, generalmente surge como efecto secundario el aumento del peso corporal. Además, algunas perras castradas sufren incontinencia urinaria nocturna. Si estás a favor de la castración de tu mascota, podés usar los siguientes argumentos: al no tener más celos, la perra no se cruzara por accidente y no contraerá algunas enfermedades veneras que existen en los perros y además se evita la aparición de tumores mamarios. En los machos, previene el cáncer de próstata y tumores testiculares, y sirve para corregir los problemas de comportamiento, como la agresividad. b) Sí, ya que una perra y su descendencia pueden tener unos 5 mil cachorros a lo largo de sus vidas. Teniendo en cuenta este dato, 23 Página 144 8. Porque este término describe el movimiento o “giro” que realizan los vástagos a favor o en contra de un estímulo. Por ejemplo, si cambia la dirección de la luz, el vástago “gira” en esa dirección”. 9. Ambas son hormonas volátiles, pero el bombicol es una hormona animal que provoca la atracción sexual en las polillas y el etileno es una fitohormona que interviene en la maduración de los frutos y en la caída de las hojas. 10. I. a); II. d). 11. a) La melanina segregada por los melanóforos. La síntesis de melanina es estimulada por la hormona estimulante de los melanocitos. Esto le sirve al lenguado para camuflarse, es decir, confundirse con el ambiente y pasar inadvertido frente a sus predadores. b) Mimetizarse también les sirve para atacar a sus presas sin ser vistos. 12. Las citocininas actúan en asociación con las auxinas en el control de la dominancia apical. Las dos hormonas tienen efectos antagónicos: las auxinas inhiben el desarrollo de las yemas laterales, mientras que las citocininas provocan su crecimiento. Para que el gomero no crezca en alto, se le corta la yema apical, la acción de las auxinas cesa y las citocininas provocan el crecimiento de las yemas laterales. 13. La hormona juvenil promueve la formación de estructuras larvarias e inhibe la formación de órganos sexuales; por este motivo, si se tratara a un insecto plaga con esta hormona, quedaría en su etapa larvaria y no podría reproducirse. 14. En bolsas cerradas quedará retenido el etileno (hormona volátil) y, por lo tanto, la fruta madurará rápidamente y se pudrirá. 15. La banana madura liberará etileno, lo que provocará la maduración de los tomates. Sección III. Del ADN al organismo capítulo 9 Las proteínas Punto de partida Página 145 a) En las fotos figuran imágenes de animales y de algunos alimentos que están constituidos por proteínas. Los pelos del lobo marino y las plumas del tucán están compuestos por una proteína llamada queratina. b) La carne de vaca, el pescado, el pollo, los huevos y los productos lácteos son los alimentos más ricos en proteínas. Les siguen los cereales, papas y legumbres. c) El cuerpo humano no tiene una reserva de proteínas importante como ocurre con las grasas o los azúcares. Todas las proteínas del cuerpo tienen una funcionalidad determinada. Los músculos y el plasma son los lugares donde existen más proteínas disponibles. Cuando existe una deficiencia de proteínas en la alimentación, el cuerpo utiliza las del músculo, y es por eso que se observa una disminución en el peso y la masa muscular. d) y e) Nuestro cuerpo se construye a partir de los materiales que ingerimos en la dieta. Durante el crecimiento necesitamos muchos nutrientes y de la mejor calidad para formar nuestro cuerpo, 24 f) desarrollarnos y obtener la energía que requerimos diariamente. Por eso es importante controlar lo que comemos. Respuesta abierta. El docente guiará a los alumnos para que reflexionen sobre lo que sucede con nuestro cuerpo en las diferentes etapas de la vida. Durante los primeros años el crecimiento corporal es mucho mayor que cuando una persona es adulta. Del mismo modo, la energía necesaria para la actividad de un niño y de un adolescente es mucho mayor que para una persona adulta. De este modo, los alumnos llegarán a la conclusión de que cada edad tiene un requerimiento nutricional determinando y es importante respetarlo. Página 147 1. Las proteínas cumplen un rol muy importante en los seres vivos ya que son uno de los nutrientes esenciales para el crecimiento y el eficiente funcionamiento del organismo. Participan de todos los procesos bioquímicos y metabólicos de los seres vivos, y forman parte de la estructura del organismo. Algunos ejemplos: la insulina y la mayoría de las hormonas, las enzimas, el colágeno, la queratina, la actina y la miosina del músculo, la hemoglobina de los glóbulos rojos, las inmunoglobulinas de los anticuerpos. 2. El fenotipo resulta de la expresión de la información contenida en el código genético y se define como el conjunto de las propiedades físicas, químicas y biológicas observables de un organismo. 3. Respuesta abierta. De acuerdo con las especies que elijan los alumnos, será la descripción fenotípica y el párrafo que escriban. Página 149 4. La hemoglobina es una proteína que cumple la función de transportar oxígeno hacia las células y dióxido de carbono hacia los alvéolos pulmonares. Se encuentra dentro de los glóbulos rojos. La mioglobina tiene una estructura distinta y reserva oxígeno en el músculo. Si se realiza un ejercicio muy intenso que demanda mucha energía, las células musculares utilizan el oxígeno que se encuentra en la mioglobina. 5. Las proteínas con función inmunológica más importantes son las inmunoglobulinas, que se encargan de reconocer y eliminar aquellos agentes nocivos como virus o bacterias. La fibrina, el fibrinógeno y la trombina son proteínas que colaboran en la función de defensa del organismo participando en la coagulación de la sangre cuando existe alguna herida. 6. Las proteínas que tienen la función de reserva en los vegetales son las albúminas, que forman parte del endosperma de las semillas. En los animales, la caseína y la lactoalbúmina, en la leche; la ovoalbúmina de la clara de huevo, y la miosina y la actina en la carne. 7. Proteína Función Ubicación Queratina Estructural Pico de aves Hemoglobina Transporte de O2 y CO2 Glóbulos rojos Actina Contracción Músculos Miosina Contracción Músculos Pepsina Degradación de proteínas Estómago Insulina Regulación de la glucemia Páncreas Mioglobina Transporte de O2 Músculos © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 es muy importante que las perras sean castradas, lo que evitará que se nos escapen durante el celo y vengan preñadas por accidente y cuando no lo hemos pensado. La castración permite evitar que tantos perros sean abandonados. c) Las siguientes situaciones se solucionarían con la castración: embarazo psicológico y comportamiento agresivo en machos. Las siguientes situaciones no se solucionarían con la castración: obesidad en hembras y machos y el manejo natural del ciclo reproductivo. Página 153 Página 157 Ciencia sin fin H 8. COOH3 C NH2 R H: átomo de hidrógeno. C: átomo de carbono. COOH: grupo ácido. NH2: grupo amino. R: radical (característico de cada aminoácido). 9. El grupo R es distinto para cada aminoácido, y es el que define su identidad y sus propiedades. 10. A aquellos aminoácidos que el cuerpo no puede sintetizar por sí solo y debe incorporar mediante la alimentación. En el caso de los seres humanos son 8, pero este número varía en cada especie. 11. Respuesta abierta. Un ejemplo posible puede ser el siguiente: Los aminoácidos se unen para formar largas cadenas denominadas péptidos. Cuando una cadena contiene un pequeño número de aminoácidos se llama oligopéptido, si tiene más de 20 se denomina polipéptido y cuando supera los 50 se considera una proteína. 12. Porque los péptidos están formados por los mismos tipos de aminoácidos pero ordenados en forma distinta. Es decir, tienen una secuencia de aminoácidos diferente y por eso presentan diferentes propiedades y funciones. 13. Los alumnos averiguarán cuáles de los alimentos de origen animal y vegetal son fuentes de proteínas y aminoácidos esenciales. La idea es que busquen cuáles de los alimentos son ricos en cada uno de los aminoácidos esenciales, diferenciando si alguno de ellos se encuentra en mayor cantidad en un alimento que en otro. También apunta al análisis del tipo de dieta que tienen ellos, de los requerimientos nutricionales para la edad y así poder tomar conciencia de lo importante de una buena y sana alimentación. Página 155 14. Estructura primaria – estructura secundaria – estructura terciaria – estructura cuaternaria. 15. La formación de la estructura primaria se debe a la unión de los aminoácidos a través del enlace peptídico en un orden específico, que determina una secuencia de aminoácidos característica. La estructura secundaria se debe a las interacciones entre los aminoácidos de la cadena para lograr una conformación de mayor estabilidad. La estructura terciaria es una conformación tridimensional más compleja; se forma por el plegamiento de las estructuras secundarias debido a la interacción que se establece entre los grupos R de los aminoácidos. La estructura cuaternaria se forma por la combinación de cadenas polipeptídicas de estructura terciaria o subunidades. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 16. Forma Tipo de estructura secundaria Solubilidad en agua Fibrosas Filamentos Un único tipo Insolubles Globulares Esféricas, de silla, de barril, de sándwich o haces de hélices Más de un tipo Solubles 17. Esta consigna apunta a que los alumnos elijan dos proteínas conjugadas y que busquen información para confeccionar una ficha sencilla. Es conveniente que el docente elija varias proteínas conjugadas y las reparta entre los grupos para armar un fichero con la mayor cantidad posible. Algunos ejemplos posibles son: lipoproteínas, glucoproteínas, hemoglobina, mioglobina, etcétera. El término albumen proviene del latín y significa “clara de huevo”. La proteína de la leche llamada caseína y la globulina, una proteína presente en el tejido sanguíneo, son ejemplos de sustancias “albuminoides” que coagulan al ser calentadas. El avance tecnológico clave para el estudio de las proteínas fue la técnica de difracción de rayos X, que permitió analizar en detalle cómo es su estructura terciaria y cuaternaria. Esta respuesta está orientada a lograr la reflexión y la opinión de los alumnos, junto con el docente, sobre el papel que juega la colaboración entre colegas en el trabajo científico. Del texto se extrae que el descubrimiento de la estructura de las proteínas necesitó del aporte de todos los científicos mencionados. Página 159 18. Algunos de los aminoácidos necesarios para sintetizar las proteínas son fabricados por el propio organismo; el resto de los aminoácidos se obtiene a través de la alimentación. Las proteínas que ingerimos con los alimentos son degradadas por nuestro sistema digestivo, y los aminoácidos que quedan libres son captados por las células para sintetizar las proteínas. 19. Las instrucciones para la síntesis de proteínas propia de cada organismo se encuentran codificadas en su ADN, su código genético. 20. Cada uno redactará a su manera el párrafo solicitado. La idea es que puedan transmitir la importancia del ADN en la síntesis de proteínas por tener las instrucciones, determinadas en el código genético, para que la célula arme la secuencia de aminoácidos, algunos de los cuales obtiene de los alimentos, para sintetizar la proteína que el cuerpo necesita. Página 161 Puntos de vista a) Una dieta proteica balanceada en general no nos hará bajar de peso, salvo que hagamos más ejercicio físico, pero tampoco nos engordará. En cambio, en una dieta hiperproteica, bajamos rápido de peso debido a la eliminación de líquidos relacionada con el menor consumo de hidratos de carbono. Además, ayuda a comer menos la disminución del apetito producida por la cetosis. Algunas desventajas de las dietas hiperproteicas son: restricción de alimentos sanos que proporcionan nutrientes esenciales e ingesta elevada de grasa saturada, lo que eleva el colesterol. b) Las personas siguen haciendo las dietas hiperproteicas porque resultan muy atractivas al producir una rápida pérdida de peso. c) La falta de proteínas en la dieta de los niños afecta el desarrollo de la capacidad intelectual, y también reduce las defensas para luchar contra virus y bacterias al disminuir la cantidad de glóbulos blancos. Dos ejemplos son el marasmo, que es una seria desnutrición calórica y proteínica, y el kwashiorkor, que afecta a los niños desde el destete y hasta cerca de los seis años de edad, por una dieta incompleta. En ambos casos, si se ingieren alimentos con más calorías y proteínas, se corrigen parcialmente los problemas. Página 162 21. Las proteínas cumplen un rol muy importante en los seres vivos porque intervienen en todos sus procesos metabólicos. Cumplen funciones estructurales, de sostén, de protección, de transporte, inmunológicas, de reserva, de movilidad, enzimáticas y de regulación de reacciones bioquímicas. Sin las proteínas el organismo no podría funcionar. Su deficiencia ocasiona enfermedades graves. 22. a) Compuestos formados por la repetición de una misma unidad o monómero. b) Moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno, un grupo amino, un grupo ácido y un grupo radical (característico de cada aminoácido). Los aminoácidos son los monómeros que constituyen a las proteínas. 25 Proteína Estructura Hemoglobina 4.º Insulina 3.º Inmunoglobulina 3.º Colágeno 2.º Miosina 3.º Fibrinógeno 3.º Las proteínas con estructura terciaria adquieren una forma tridimensional lo que les permite llevar a cabo una gran diversidad de funciones y unirse a otras moléculas. Por el contrario, las proteínas con estructura secundaria no son tridimensionales y cumplen función estructural. Muy pocas proteínas tienen estructura secundaria únicamente. Una de ellas es el colágeno. 26. a) Caseína. b) La caseína coaguló porque se la expuso a un medio ácido (vinagre) y al calor. El coágulo es la expresión “visible” de la desnaturalización de la caseína. Cuando la caseína se coagula, se separa de la fase acuosa. 27. a) y b) El huevo tiene en la clara ovoalbúmina, que coagula cuando se la expone a diversos agentes externos como el alcohol. Los efectos que produce el alcohol sobre la clara de huevo son los mismos que el calor: desnaturalización de la ovoalbúmina. 26 c) Si le agregáramos limón (ácido), disminuirá el pH y se desnaturalizará la proteína. Lo mismo sucedería si se agregara sal y se aumentara la fuera iónica. La acción del calor y de la agitación también produce la desnaturalización y la coagulación de las proteínas. capítulo 10 El ADN Página 163 Punto de partida a) La molécula de ADN contiene la información genética para que un organismo se forme y cumpla todas sus funciones. b) Porque la información genética se hereda de una generación a otra y analizando el ADN se puede determinar si existe o no parentesco. c) Se utilizan estudios genéticos para detectar anomalías genéticas que producen enfermedades, para identificar personas fallecidas indocumentadas, para identificar a un delincuente, para saber el sexo de un bebé en gestación, etcétera. d) El Banco Nacional de Datos Genético es un organismo que funciona en el Servicio de Inmunología del Hospital Durand. Fue creado en 1987 para la obtención, el almacenamiento y el análisis de la información genética para el esclarecimiento de delitos de lesa humanidad. Esta actividad tiene por objetivo que los alumnos presenten un informe detallado de cómo funciona el banco genético, qué tipo de muestras se analizan, cómo se almacenan y cuál es el objetivo. Página 165 1. El ADN es una macromolécula que pertenece al grupo de los ácidos nucleicos y su nombre es ácido desoxirribonucleico. Contiene toda la información que un ser vivo necesita para funcionar y, además, la transmite de generación en generación. 2. El ADN se encuentra en el interior del núcleo de las células eucariotas. 3. Gen: fragmento de ADN que contiene la información para la síntesis de una proteína. Genoma: conjunto de secuencias de ADN que caracterizan a un individuo y, por extensión, a su especie. Código genético: conjunto de “instrucciones” contenidas en el material genético que dirige la síntesis de proteínas y que determina la secuencia de aminoácidos. En el párrafo es importante que los alumnos puedan relacionar los tres términos de manera tal que se ponga de manifiesto que el genoma es el conjunto de todos los genes de un ser vivo, y que el lenguaje de estos genes es el código genético. 4. a) Verdadero. b) Falso. Cada una de las diferentes especies de seres vivos tiene un número de cromosomas que la caracteriza. Por ejemplo, la mosca de la fruta tiene solo 8, las papas 48 y los seres humanos 46. c) Falso. Los seres humanos tenemos 22 pares de cromosomas autosómicos y un par de cromosomas sexuales. d) Verdadero. 5. El Proyecto Genoma Humano comenzó a gestarse en 1990. Su objetivo fue realizar un “mapa genético” de la especie humana, es decir, establecer cuál es la función, la estructura y la ubicación de los genes que forman parte de los cromosomas del ser humano y, además, codificar la secuencia de las 3.000 millones de bases que forman parte del ADN. El dinero para este proyecto fue aportado por 18 países entre los que se encuentran Estados Unidos, China, Francia, Alemania, Japón y Reino Unido. Página 167 6. Los nucleótidos. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 c) Biomoléculas formadas por más de cien aminoácidos que adoptan una estructura espacial definida. Tienen funciones estructurales, transportadoras, contráctiles y reguladoras en los organismos. d) Sustancia con capacidad de acelerar una transformación química, sin alterarse y pudiendo ser recuperadas al final de la reacción. e) Catalizadores biológicos de naturaleza proteica, producidos por los seres vivos, que regulan las reacciones bioquímicas de los procesos metabólicos del organismo. f) Molécula o ion sobre la que actúa una enzima de modo específico, y a la cual se une formando un complejo llamado enzimasustrato. 23. Las proteínas son macromoléculas formadas por aminoácidos, que son las unidades o monómeros de este polímero. Los aminoácidos son compuestos orgánicos, formados por un carbono unido a un grupo amino, a un grupo carboxilo y a un grupo R (radical). El grupo R es el que determina la identidad y las propiedades del aminoácido. Solo veinte de ellos se combinan para formar las proteínas de los seres vivos. 24. La secuencia de aminoácidos de una proteína indica qué aminoácidos la integran y en qué modo están ordenados. Determina sus propiedades y la estructura tridimensional que podría adoptar y, en consecuencia, su posible función. 25. Hemoglobina Contracción y movilidad Insulina Coagulación Inmunoglobulina Transporte Colágeno Hormonal Miosina Defensa del organismo Fibrinógeno Fuerza y Protección Página 171 7. Las diferencias entre el ADN y el ARN son: Ciencia sin fin ADN ARN Azúcar Desoxirribosa Ribosa Base nitrogenada Timina Uracilo Estructura Cadena doble Cadena simple Las similitudes entre el ADN y el ARN son: – Ambos son macromoléculas que pertenecen al grupo biomoléculas denominado ácidos nucleicos. – Intervienen en la transmisión de las características hereditarias de una generación a la siguiente. – Dirigen la síntesis de proteínas. – Ambos están formados por nucleótidos que se unen entre sí por uniones químicas fosfodiéster. – Ambos contienen las bases nitrogenadas adenina, guanina y citosina. Página 169 8. Por medio de la división celular aumenta el número de células. Las cuatro etapas fundamentales son: crecimiento, duplicación del ADN, separación del ADN y separación de las células hijas. 9. El ADN se autoduplica para transmitir y conservar la información genética de una generación a la siguiente. 10. Un codón es una combinación de tres nucleótidos que codifica a un aminoácido específico. 11. El código genético es universal porque es igual para todos los seres vivos. El mismo codón codifica al mismo aminoácido en diferentes especies. En la universalidad del código genético se basa la biotecnología moderna. 12. ATTCGCATGAACGCTAGGAATCATGA (ADN molde) TAAGCGTACTTGCGATCCTTAGTACT ATTCGCATGAACGCTAGGAATCATGA TAAGCGTACTTGCGATCCTTAGTACT (ADN molde) Página 170 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 13. La información genética del ADN es transcripta al ARN mensajero, y traducida a proteínas mediante la intervención del ARN ribosomal y del ARN de transferencia. 14. ARNm ARNr ARNt Ubicación Núcleo y citoplasma Ribosoma Citoplasma Función Transporte de información genética desde el núcleo hacia el citoplasma Constituir los ribosomas, sitio donde se lleva a cabo la traducción en la síntesis de proteínas Transportar a los aminoácidos durante la traducción y síntesis de proteínas Guanina, adenina, uracilo citosina Guanina, adenina, uracilo citosina Guanina, adenina, uracilo citosina 1 1 1 Bases nitrogenadas Número de cadenas La idea es que los alumnos se sitúen en la época en la cual se realizaron las experiencias y comprendan el razonamiento de los científicos sobre la base de los conocimientos que tenían. Seguramente hubiésemos creído lo mismo que ellos, ya que estas parecían ser moléculas más complejas que la de ADN. Es importante que los alumnos comprendan lo fundamental que ha sido el avance tecnológico para comprender detalladamente la estructura y las funciones del ADN. – El descubrimiento del principio transformante. – Determinación de el principio transformante era el ADN. – Evidencias de que el ADN es el responsable de la herencia. – Experimento de marcación del ADN con isótopos radioactivos. – Utilización de bacteriófagos. – Descubrimiento de la estructura de la doble hélice del ADN. – Difracción de rayos X. – Análisis en seres vivos. Los estudios realizados por Rosalind Franklin sobre el ADN utilizando la técnica de difracción de rayos X fue fundamental para Watson y Crick porque, a partir de estas imágenes, pudieron plantear el modelo de la molécula de ADN. Página 173 15. Un mismo aminoácido puede estar codificado por más de un codón. Por ejemplo, hay seis codones diferentes que codifican para el aminoácido leucina. Además, hay codones que indican cuándo empieza la síntesis de proteínas y cuándo finalizan. El codón de iniciación, es el AUG. Los codones de terminación son UAA, UAG, UGA. 16. Ambos tipos de ARN se vinculan en la traducción de la síntesis proteica. El ARN de transferencia (ARNt) reconoce específicamente (por medio de su anticodón) a uno de los codones del ARNm y, sobre la base de la “lectura de esta unión”, el ARNt tomará el aminoácido que corresponda. Los distintos ARNt, cada uno con su anticodón y aminoácido, se van uniendo al ARNm y, de esta forma, se van encadenando los aminoácidos (por medio de enlaces peptídicos) hasta formar una proteína. Página 175 17. Respuesta abierta. La idea es que los alumnos escriban un párrafo en el que relacionen los términos variabilidad, mutación y evolución, teniendo en cuenta que las mutaciones son una causa de la variabilidad genética y estos cambios son esenciales para la evolución de los seres vivos. 18. a) Las mutaciones silenciosas no se expresan en el fenotipo. Esto significa que no producen cambios en la proteína (expresión fenotípica de los genes). Como un aminoácido puede estar codificado por más de un codón, si la sustitución (mutación) de un nucleótido en la secuencia de ADN puede dar lugar a otro codón que codifica para el mismo aminoácido, entonces no se modifica la secuencia de aminoácidos y la proteína se sintetiza normalmente. En este caso, en ambos casos (con o sin mutación), el tercer aminoácido sigue siendo alanina. TAC CTC GCG GCC AAT CGA GCT ATG CTA TAG ATT (Hebra de ADN) AUG GAG CGC CGG UUA GCU CGA UAC GAU AUC UAA (ARNm) Met – Glu – Ala – Arg – Leu – Ala – Arg – Tyr – Asp – Ile – Stop (Péptido) TAC CTC GCG GCC AAT CGA GCT ATG CTA TAG ATT (ADN original) Ú TAC CTC GCC GCC AAT CGA GCT ATG CTA TAG ATT (ADN con mutación silenciosa) AUG GAG CGG CGG UUA GCU CGA UAC GAU AUC UAA (ARNm) Met – Glu – Ala – Arg – Leu – Ala – Arg – Tyr – Asp – Ile – Stop (Péptido) b) La sustitución de una base nitrogenada provoca el cambio de un aminoácido (ácido aspártico por histidina), por lo tanto, la proteína será distinta. 27 Ú AUG GAG CGC CGG UUA GCU CGA UAC CAU AUC UAA (ARNm) Met – Glu – Ala – Arg – Leu – Ala – Arg – Tyr – His – Ile – Stop (Péptido) Página 177 Puntos de vista a) Para responder esta pregunta sugerimos al docente suministrar información adicional que les será de utilidad a los alumnos. En este tema existen tres posiciones diferentes. Por un lado, la postura de la Unesco afirma que el Genoma Humano es patrimonio de la Humanidad, y que debe quedar excluido de cualquier apropiación pública o privada. Por otra parte, la postura americana está representada por Craig Venter (dueño de una empresa biotecnológica), quien opina que nada debería impedirle utilizar la información obtenida, por la cual invirtió dinero y conseguir beneficios de patentamiento para poder avanzar en sus investigaciones. Por último, la postura europea se encuentra en una posición intermedia. Niega patentar el genoma individual completo pero admite que se puedan patentar los genes humanos individualmente si han sido aislados. b) En algunas patologías, la presencia de una mutación genética produce una enfermedad específica independientemente de los factores ambientales; este es el caso de la enfermedad de Huntington y la fibrosis quística. En estos ejemplos podría utilizarse los datos genéticos para curar. Sin embargo, en muchos casos, la genética solo indica una predisposición a padecer una cierta enfermedad. Esto significa que su desarrollo depende de condiciones ambientales y sociales, y que, salvo escasas excepciones, no existe una relación directa entre la información genética y la presencia de una enfermedad. El mejor ejemplo fue el mencionado de la discriminación genética que tuvo lugar en Estados Unidos para detectar portadores del gen de la anemia falciforme. c) Sugerimos utilizar la siguiente información para enriquecer el debate. Las ventajas de la existencia de exámenes genéticos son muchas. Sin embargo, la información genética, mal utilizada, puede afectar la intimidad personal y familiar, y generar discriminación. En consecuencia, los datos derivados del genoma de una persona y de su familia son confidenciales y deben estar sujetos a medidas de seguridad adecuados, y deben ser utilizados según los fines para los cuales fueron recabados y no deben ser cedidos a terceros, salvo consentimiento expreso del interesado o en virtud de mandamiento judicial. d) Sí, porque respeta los derechos humanos en general, no discrimina genéticamente a nadie y proclama el principio de confidencialidad de nuestra constitución genética. Página 178 19. El ADN es un ácido nucleico formado por monómeros llamados nucleótidos que tiene como función biológica contener la información genética que necesita un ser vivo para formarse y funcionar. 20. La importancia de la replicación del ADN es para transmitir y conservar la información genética entre las generaciones de una especie. La duplicación del ADN se lleva a cabo en la segunda etapa de la división celular, luego de que el tamaño de la célula se duplica. 21. Una sustitución es una mutación en la cual se intercambia un nucleótido por otro. Si ocurre en el tercer nucleótido del triplete, generalmente no se modifica el aminoácido al que codifica (mutación silenciosa). En cambio, si se produce en el primer o segundo nucleótido del triplete, cambia el aminoácido para el cuál codifica. En algunos casos, como producto de la sustitución se obtiene un codón stop y se detiene la traducción. La adición es la inserción de un nucleótido más en la secuencia y la deleción es la eliminación de un nucleótido. Cualquiera de estos dos tipos de mutaciones produce un corrimiento del marco de lectura y una diferente combinación de nucleótidos. 22. El término gen hace referencia a una porción de ADN, mientras que genoma es el conjunto de genes (secuencias de ADN) que caracterizan a un individuo y el código genético es el “lenguaje” en que se 28 expresa el ADN, es decir, la “clave” para leer la secuencia de nucleótidos del ADN y expresarlos en aminoácidos de una proteína. El genoma está formado por miles de genes que ocupan un lugar determinado en el cromosoma; la información contenida en los genes está escrita en un lenguaje particular: el código genético. 23. a) ATG CGC ATG AAG GAC ACG AAT CGT TAG (ADN molde) TAC GCG TAC TTC CTG TGC TTA GCA ATC TAC GCG TAC TTC CTG TGC TTA GCA ATC (ADN molde) ATG CGC ATG AAG GAC ACG AAT CGT TAG b) ATG CGC ATG AAG GAC ACG AAT CG G TAG UAC GCG UAC UUC CUG UGC UUA GCA AUC (ARNm) TAC GCG TAC TTC CTG TGC TTA GCA ATC AUG CGC AUG AAG GAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) c) UAC GCG UAC UUC CUG UGC UUA GCA AUC (ARNm) Tyr – Ala – Tyr – Phe – Leu – Cys – Leu – Ala – Ile (Péptido) AUG CGC AUG AAG GAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Lys – Asp – Thr – Asn – Arg – Stop 24. a) TAC GCG TAC TTC CTG TGC TTA GCA ATC (ADN molde) AUG CGC AUG AAG GAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Lys – Asp – Thr – Asn – Arg – Stop Ú TAC GCA TAC TTC ATG TGC TTA GCA ATC (Mutación silenciosa) AUG CGU AUG AAG UAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Lys – Asp – Thr – Asn – Arg – Stop TAC GCG TAC TTC CTG TGC TTA GCA ATC (ADN molde) AUG CGC AUG AAG GAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Lys – Asp – Thr – Asn — Arg – Stop Ú b) TAC GCG TAC TTC ATG TGC TTA GCA ATC (Mutación puntual: cambio de aminoácido) AUG CGC AUG AAG UAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Lys – Tyr – Thy – Asn – Arg – Stop (Péptido) Ú c) TAC GCG TAC ATC CTG TGC TTA GCA ATC (ADN molde) AUG CGC AUG UAG GAC ACG AAU CGU UAG (ARNm) Met – Arg – Met – Stop (Péptido más corto) 25. a) Porque es un fruto vegetal y está compuesto por células eucariotas que contienen información genética. El ADN se encuentra en el núcleo de sus células eucariotas. b) El detergente y la sal ayudan a romper las membranas celulares para poder extraer el ADN. El alcohol precipita el ADN, ya que este no es soluble en alcohol. Al precipitar se hace visible para que podamos levantarlo. c) Nuestro cuerpo degrada el ácido nucleico y lo utiliza como nutriente. capítulo 11 La biotecnología Punto de partida Página 179 a) Los ingredientes para hacer yogurt son: leche, bacterias y azúcar. Las bacterias son seres vivos. b) El yogurt contiene bacterias, los lactobacilos, que renuevan la flora intestinal (bacterias que se alojan en el intestino de los seres humanos y son beneficiosas para su salud). Los lactobacilos co- © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 TAC CTC GCG GCC AAT CGA GCT ATG GTA TAG ATT (ADN) lonizan el intestino, estimulan las defensas y otorgan protección contra las bacterias nocivas. c) Respuesta abierta. La biotecnología es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación modificación de productos o procesos para usos específicos. d) Porque la fermentación es un proceso realizado por algunos microorganismos, como las bacterias, que se utiliza en la fabricación de alimentos que tienen un beneficio para el hombre, como por ejemplo el yogurt. e) A través del proceso de fermentación se pueden obtener, pan, cerveza y vino. 5. Organismos Usos Ventajas Desventajas Microorganismos Bacterias, como la Escherichia coli, para obtención de proteínas como la insulina. Levaduras para producción de vacunas Rápida reproducción. Fácil cultivo. Fácil de modificar genéticamente. Alto rendimiento de producción Solo pueden utilizarse para proteínas pequeñas. Solo para proteínas sin modificaciones postsíntesis Vegetales Fabricación de combustibles, medicamentos, anticuerpos y vacunas Menor riesgo de contaminación con sustancias patógenas. Condiciones de cultivo sencillas y baratas En algunos casos es difícil extraer las proteínas sintetizadas Animales Síntesis de proteínas recombinantes, hormonas y anticuerpos. Producción en fluidos de animales transgénico Síntesis de proteínas muy complejas con modificaciones postsíntesis Costoso, bajos rendimientos, control de la bioseguridad Página 181 1. a) Los procesos más cotidianos en los que se usan técnicas biotecnológicas son: la fabricación de alimentos, el mejoramiento de plantas y animales a través de cruzas y la fabricación de antibióticos. b) La aplicación de la ingeniería genética puede lograr: la obtención de organismos con las características buscadas (como variedades de plantas con mayor contenido nutritivo o resistentes a pestes y a enfermedades, o tolerantes a diversas condiciones ambientales como las heladas), síntesis de moléculas útiles para el ser humano (como la producción de antibióticos, enzimas o fármacos en fermentadores de microorganismos y en biorreactores de cultivos vegetales o celulares) y la determinación de la función de un gen específico. c) Mientras que la biotecnología tradicional utiliza organismos vivos para procesos de fermentación o cruzas de plantas y animales, la biotecnología moderna utiliza técnicas de manipulación genética o ingeniería genética (aislación, análisis, modificación y transferencia de genes entre células), además de cultivos celulares y de tejidos o la modificación de estructuras proteicas. 2. En la fabricación del pan se utiliza levadura (un hongo unicelular llamado Saccharomyces cerevisiae) para que la masa se “infle” o “leve”. Para hacer pan hay que mezclar levadura con azúcar y después se agrega la harina. Cuando las levaduras realizan la fermentación del azúcar, se liberan burbujas de dióxido de carbono que expanden la masa. 3. Respuesta abierta. La idea es ver qué información existe sobre la “biotecnología” en la comunidad (colegio, casa, barrio), además de utilizar esta actividad para aprender a elegir un grupo para la encuesta, analizar los datos obtenidos, confeccionar informes individuales y grupales y sacar conclusiones poblacionales. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Página 183 4. Un organismo transgénico o modificado genéticamente es un organismo que posee dentro de su material genético un fragmento de ADN de otro organismo. Este nuevo organismo es diferente del original ya que su genoma se encuentra modificado. La transgénesis es útil para sintetizar una determinada proteína de una especie particular a partir de ADN recombinante, es decir una proteína recombinante, como la insulina. La universalidad del código genético permite que la maquinaria celular de un organismo, como una bacteria, al poseer las mismas reglas de lectura, expresión y traducción a proteínas que el resto de los seres vivos, pueda ser útil para fabricar una proteína a partir de cualquier fragmento de ADN de otro organismo, como un ser humano, que se inserte en su genoma. De este modo es posible realizar las técnicas de transgénesis. Página 185 Ciencia sin fin La insulina. Hasta que la biotecnología entró en escena, por muchos años los diabéticos utilizaron para su tratamiento insulina extraída del páncreas de diversos animales como la vaca y el cerdo. Sobre todo utilizaban la insulina de cerdo debido a que su estructura química es muy similar a la del ser humano. Si bien las insulinas de origen porcino y bovino eran efectivas, en ocasiones causaban alergias. Luego de varias investigaciones, los biólogos moleculares logaron aislar los genes de la proinsulina humana y, gracias a los avances de la ingeniería genética, se logró la síntesis de insulina humana por clonación de genes en bacterias. Página 187 6. Una proteína recombinante es una proteína que se ha sintetizado mediante la técnica de ADN recombinante por ingeniería genética. Es una proteína que reemplaza a las naturales, ya que cumple la misma función y tiene una estructura equivalente, por lo que se la utiliza para el tratamiento de enfermedades humanas. 7. Los fármacos de proteínas recombinantes son proteínas (producto de la expresión del ADN) que reemplazan a las proteínas naturales del organismo pero no afectan la información genética de las células. Ejemplos son la vacuna antihepatitis B y la eritropoyetina. 8. Por medio de la terapia génica se modifica la información genética de las células o ADN porque se reemplazan genes defectuosos. En el caso de la terapia con células madre, lo que se utilizan son células completas indiferenciadas que pueden transformarse en distintos tipos de células. Página 189 9. La soja RR es la soja transgénica más cultivada en el mundo. Su nombre corresponde a Roundup Ready, ya que presenta un gen de resistencia al Roundup, que es el nombre comercial del herbicida que contiene glifosato. Lo mismo ocurre con el maíz RR. 29 Alimentos transgénicos Ventajas Desventajas Alimentos más nutritivos, más sanos, menos costosos y más durables en el tiempo Posibles riesgos para la salud o para el ambiente, debido a cambios genéticos colaterales no deseados sobre el alimento Mayor rendimiento de los cultivos por resistencia a plagas o a factores ambientales Deben ser sometidos a estudios de bioseguridad para determinar que no existen riesgos para el ambiente y la salud Reducción del uso de plaguicidas que colabora con el cuidado del medio ambiente Posibles efectos sobre la biodiversidad: cruza, competencia y extinción de otras especies naturales (sin modificación) Utilización de alimentos como vacunas o fármacos Existen alimentos que no son catalogados como “modificados genéticamente” pero se producen a partir de animales alimentados con productos transgénicos o con sustancias modificadas genéticamente 11. a) I; b) S; c) S; d) S; e) I. Página 191 Puntos de vista a) Parece imposible plantar en una misma área agrícola maíz transgénico y maíz orgánico, porque las plantas genéticamente modificadas, en general, contaminan a las orgánicas. Otros ejemplos, además del de México, son el de la India, donde se hallaron cientos de hectáreas de algodón transgénico, a pesar de que el gobierno no autorizó su plantación, y en Canadá, donde cultivos transgénicos contaminaron las plantaciones de canola orgánica. b) Respuesta abierta. Es una cuestión de elección. No existen estudios científicos concluyentes sobre los efectos negativos de los transgénicos sobre la salud o el ambiente. Algunas personas prefieren consumir productos orgánicos porque dicen que tienen mejor sabor y son más saludables. Lo ideal sería disponer de información en las etiquetas de los productos que indiquen su origen transgénico u orgánico y así poder elegir libremente qué consumir. c) Alemania prohibió cultivar maíz transgénico en su territorio porque las autoridades del Ministerio de Agricultura de ese país informaron que había “legítimas razones” para asumir que ese maíz suponía “un riesgo para el medio ambiente”. En cambio, Estados Unidos y la Argentina no piensan eso. d) Respuesta abierta. Parece ser una buena medida adoptada, ya que siempre es preferible, ante la menor duda, poner en acción el principio de precaución de la salud humana antes que el negocio comercial. Página 192 12. a) El importante hallazgo que determinó un cambio en la biotecnología fue el descubrimiento de la estructura del ADN, hecho por Watson y Crick. b) La transgénesis es el proceso de transferencia de genes de un organismo a otro. Sirve para sintetizar una determinada proteína de una especie en particular, en forma correcta y en grandes 30 cantidades, regulando las condiciones del proceso. Se obtienen como resultado organismos transgénicos o modificados genéticamente, llamados OGM (organismos genéticamente modificados). c) Producción de antibióticos por fermentación, de vacunas, de anticuerpos, de fármacos por ingeniería genética como pueden ser las hormonas (insulina, hormona del crecimiento, testosterona, etc.), de anticoagulantes, de factores de coagulación, de albúminas, etcétera. d) Algunas de las herramientas que utiliza la ingeniería genética son: Enzimas de restricción: permiten cortar y extraer el fragmento de ADN de interés, en un sitio de restricción reconocido específicamente. Enzimas ligasas: permiten pegar el fragmento de ADN extraído dentro del sitio específico del genoma de otro organismo. Plásmidos: se autorreplican y producen muchas copias del gen de interés insertado, además de actuar como vectores transfiriendo el gen a otro organismo. e) La terapia génica que se usa actualmente es la somática y se emplea en el tratamiento de células del tejido dañado, similar a un trasplante, en tratamiento de enfermedades como el VIH, enfermedades autoinmunes y en el cáncer, para provocar la muerte de células tumorales o para aumentar la respuesta inmune del paciente. f) El objetivo de la producción de cultivos transgénicos es aumentar su resistencia a plaguicidas, herbicidas, plagas e insectos, y su tolerancia a los cambios climáticos. También, mejorar su rendimiento y bajar su costo. Además, el objetivo de la producción de alimentos transgénicos es mejorar su contenido nutritivo, su aspecto, su sabor, su costo y su conservación. Los inconvenientes que se plantean son con respecto a los efectos secundarios que podrían generar riesgos para la salud y el medio ambiente, además del uso indiscriminado y sin control de bioseguridad. 13. Queso: biotecnología tradicional. Vacuna: biotecnología moderna. Pan: biotecnología tradicional. Cerveza: biotecnología tradicional. Antibiótico: biotecnología moderna. 14. 1. Se debe encontrar la característica deseable y de interés comercial. 2. Es necesario encontrar el gen responsable de esa característica. Hay que aislarlo y caracterizarlo. 3. Se debe transferir el gen de interés al organismo receptor. 4. Hacer crecer y reproducir el organismo receptor modificado genéticamente. 15. a) Se observa un burbujeo en el agua producto del gas resultante (dióxido de carbono) de la acción de las levaduras con el azúcar (fermentación). b) El agua tibia proporciona las condiciones adecuadas de temperatura para que las levaduras, que son seres vivos, funcionen. c) El azúcar cumple la función del nutriente del cual se alimentan las levaduras. Durante la fermentación las levaduras transforman el azúcar para obtener energía. d) El gas originado en el frasco 1 pasa al frasco 2 y el agua de cal se pone turbia. Esta turbidez se debe a que el agua de cal (hidróxido de calcio), al ponerse en contacto con el dióxido de carbono, forma carbonato de calcio. e) Se siente olor a alcohol debido a que es un producto de la fermentación alcohólica. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 10. © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Notas 31 © Santillana S.A. Prohibida su fotocopia. Ley 11.723 Notas 32