recursos para el docente

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
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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
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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.
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Sección I. Respuesta al medio
capítulo
1
Seres vivos y su
relación con el medio
Punto de partida
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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.
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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.
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6. Los nucleótidos.
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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-
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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.
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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
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Notas
32