Módulo CTA
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Lic. MARIA SUSANA RAMIREZ CASTILLO FORMACIÓN DOCENTE, MEJORA DE LA CALIDAD EDUCATIVA Y DOTACIÓN DE RECURSOS EN LOS CENTROS EDUCATIVOS PÚBLICOS DEL CONO ESTE DE LIMA NIVEL: SECUNDARIA 2008 Lic. Susana Ramirez Castillo 0 ÍNDICE PRESENTACIÓN................................................................................................3 UNIDAD 1: La Ciencia y la tecnología …………………………………………...4 1.1. La Ciencia……………......................................................................... 5 1.2. La Tecnología......................................................................................6 1.3. Biotecnología………………………………………………………………7 1.4. Ciencia y tecnología….........................................................................8 1.5. Trabajo Practico……………………………………………………..….....9 1.6. Actividad experimental……………………………………….................11 1.7. Sesión de aprendizaje…………………………………………………...14 1.8. Evaluación ………………………………………………………………..16 1.9. Bibliografía………………………………………………………………..17 UNIDAD 2: La metodología Científica ………………………………………….18 2.1. La Metodología científica..................................................................19 2.2. Fases de la metodología Científica...................................................20 2.3. Trabajo Practico ……………………………………..............................22 2.4. Actividad experimental…………………………………..……………....23 2.5. Sesión de aprendizaje ..…………………………………………..…….26 2.6. Evaluación.........................................................................................27 2.7 Bibliografía……………………………………………………………….29 MÓDULO 3: El proyecto de investigación en la Escuela…………………...30 3.1. Proyecto de Investigación…..…………………………………………29 3.2. Investigación……………………………………………………………31 3.3.Metodología de trabajo para investigar……………………………....32 3.4. La investigación en el aula…………………………………………….33 3.5. Evaluación………………………………………………………………40 Lic. Susana Ramirez Castillo 1 MÓDULO 4: Evolución Biológica ........................................................................42 4.1. Concepto de Evolución……………………………………………43 4.2. Teorías de la Evolución…………………………………………...44 4.3. Evidencias de la evolución……………………………………….45 4.4 Teoría sobre el origen de la vida………………………………….46 4.5 Trabajo Practico…………………………………………………….49 4.6.Sesiones de Aprendizaje…………………………………………..51 4.7. Evaluación…………………………………………………………..54 4.8 Bibliografía…………………………………………………………...55 MÓDULO 5. Genética ……………………………………………………………...56 5.1 Concepto de Genética……………………………………………....57 5.2 Conceptos básicos de la genética…………………………………57 5.3 Acontecimientos históricos de la genética………………………58 5.4 Genética Mendeliana y Molecular………………………………....61 5.5 Genoma Humano……………………………………………………61 5.6 Los Ácidos Nucleicos……………………………………………..…63 5.7 El código Genético………………………………………..………….72 5.8 Trabajo Practico……………………………………………………...72 5.9 Actividad experimental………………………………………………73 5.10 Sesión de Aprendizaje………………………………………………76 5.11 Evaluación……………………………………………………………77 MÓDULO 6: Ecosistema y diversidad biológica...............................................80 6.1 Ecosistemas y funcionamiento………………………………………81 6.2 Diversidad biológica en el Perú……………………………………..89 BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………97 Lic. Susana Ramirez Castillo 2 PRESENTACIÓN Estimado colega Ponemos a tu alcance este módulo auto instructivo, que tiene el propósito de fortalecer las competencias de los docentes del área de Ciencia Tecnología y Ambiente mediante el desarrollo de los contenidos propios de área, poniendo a tú alcance trabajos prácticos, actividades experimentales e instrumentos de evaluación que enriquecen la labor pedagógica El módulo comprende cinco unidades, las primeras dos unidades están referidas al estudio de la Ciencia y la Metodología Científica, que nos permite penetrar en el conocimiento de las cosas de los fenómenos, permitiéndonos la interpretación objetiva de la realidad. La tercera unidad plasma la realización de proyectos en el aula siendo de vital importancia el desarrollo de habilidades que impulse la investigación con los estudiantes. La cuarta unidad está dedicada al estudio de la Evolución Biológica que nos permite analizar los cambios producidos en sucesivas generaciones, que llevaron a la aparición de nuevas especies, a la adaptación a distintos ambientes o a la aparición de novedades evolutivas. La quinta unidad nos permite analizar la información genética que se trasmite mediante los ácidos nucleicos a sus descendientes, que se encuentra bien ADN o bien ARN. Y la última unidad resalta el funcionamiento y conservación de los ecosistemas, que hoy tenemos que conocer y valorar, por eso tenemos el reto de educar incentivando cambios de hábitos en los jóvenes que contribuyan a revertir las tendencias destructivas, predominantes del desarrollo, hacia el cuidado, conservación para el sostenimiento de la vida en nuestro planeta. El desarrollo del módulo te permitirá construir los aprendizajes a nivel individual y grupal, encaminada a buscar la reflexión sobre la información contenida en el material de estudio. Ojala este material responda a la necesidad de profundizar los contenidos básicos del área de ciencia, tecnología y ambiente y así motivar el manejo de una serie de estrategias que nos ayude en nuestra tarea educativa. Lic. Susana Ramirez Castillo 3 UNIDAD I APRENDIZAJES ESPERADOS • • Analiza los conceptos , características y efectos de la ciencia , tecnología y biotecnología Discrimina las características entre la ciencia y la tecnología Lic. Susana Ramirez Castillo 4 MÓDULO 1: Ciencia y tecnología 1.1 LA CIENCIA PREGUNTÉMONOS A CONTINACIÓN ¿Por qué existe la ciencia? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------LA CIENCIA: Según la enciclopedia Wikipedia “(del latín scientia, "conocimiento") es un conjunto de conocimientos obtenidos a través de un proceso de adquisición, refinado y organización del conocimiento objetivo. Siendo este conocimiento objetivo producto de una práctica humana mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y con reglas establecidas, cuya finalidad es deducir y obtener por diversos medios un conjunto de reglas o leyes universales, que dan cuenta del comportamiento de un sistema y predicen cómo actuará dicho sistema en determinadas circunstancias.” También se puede definir a la ciencia como lo afirma SIERRA, R(1988:17) “como un conjunto de conocimientos sobre la realidad observable obtenidos mediante el método científico” CIENCIA REALIDAD La función primera de la ciencia es la construcción de conocimientos verificables y abiertos constantemente a la confirmación o rechazo... Las aplicaciones de la ciencia han transformado nuestra vida cotidiana hasta el punto que ciencia y la tecnología son, actualmente factores claves para el desarrollo económico de los países. Podemos resaltar en el esquema que la física, química, biología entre otras se sitúan en las ciencias factuales, la cual se refiere a hechos naturales o culturales que ocurren en la realidad y que por tanto tiene que apelar a la experiencia para contrarrestar su fórmulas. Lic. Susana Ramirez Castillo 5 CIENCIA FORMAL Lógica, matemática FACTUAL Natural: Física, Química, Biología Cultural: social, historia psicología economía, Vamos priorizar las características más resaltantes de las ciencias fácticas, explicadas por SALAS (2000:112-113), quien basado en los estudios Mario Bunge (1975) Y Laureano de Guevara (1986) a considerado las siguientes características de as ciencias fácticas entre las cuales tenemos: “El conocimiento científico se ocupa de los hechos”. Los hechos de la naturaleza (físicos, químicos, biológicos), de la sociedad(los fenómenos sociales, la historia, etc) y del hombre (psicológicos).Por eso un hecho puede ser definido como algo conocido, algo de lo cual se realiza una serie de caracterizaciones o se manifiesta algunas proposiciones explicativas. 1.2 LA TECNOLOGÍA Bunge (1980) pone de manifiesto un aspecto del carácter descriptivo, puramente racional de su teoría, en la definición de la tecnología como “cuerpo de conocimientos” de manera que las consideraciones posteriores, tales como su empleo para “controlar, transformar o crear cosas o procesos, naturales o sociales”, muestran la separación entre el origen teórico y la función práctica. El término tecnología es una palabra compuesta de origen griego, τεχνολογος, formado por las palabras tekne (τεχνη, "arte, técnica u oficio") y logos (λογος, "conocimiento" o "ciencia"), por tanto, tecnología es el estudio o ciencia de los oficios. Aunque hay muchas tecnologías muy diferentes entre sí, es frecuente usar el término en singular para referirse a una cualquiera de ellas o al conjunto de todas Según el diccionario de la Real Academia (1992) la tecnología se define como “Conjunto de teorías y de técnicas que permiten el aprovechamiento práctico del conocimiento científico. Esta acepción asimila la tecnología a ciencia aplicada o tecnociencia, lo que sólo es válido para algunas tecnologías, las basadas en saberes científicos”. La versión 2006 del Diccionario de la Real Academia ha reemplazado la primera acepción hecha hasta 1992 por la siguiente “En primera aproximación, una tecnología es el conjunto de saberes, destrezas y medios necesarios para llegar a un fin predeterminado. Esta definición es todavía insuficiente porque no permite Lic. Susana Ramirez Castillo 6 diferenciarlas de las artes y las ciencias. Para eso hay que analizar las funciones y finalidades de las tecnologías. CUESTIONES Menciona cuatro adelantos tecnológicos 1. -------------------------------------------------------------------------------------------------2. --------------------------------------------------------------------------------------------------3. --------------------------------------------------------------------------------------------------4. --------------------------------------------------------------------------------------------------Selecciona uno de ellos y explica la importancia que tiene para la vida --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3. BIOTECNOLOGÍA La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria. Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos". Aplicaciones La biotecnología tiene aplicaciones en diversas áreas industriales como lo son la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos Lic. Susana Ramirez Castillo 7 no alimentarios de los cultivos, como por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles ; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. CUESTIONES Menciona cuatro avances en la biotecnología 5. -------------------------------------------------------------------------------------------------6. --------------------------------------------------------------------------------------------------7. --------------------------------------------------------------------------------------------------8. --------------------------------------------------------------------------------------------------Selecciona uno de ellos y explica la importancia que tiene para la vida --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.4 CIENCIA Y TECNOLOGÍA A lo largo de la historia, el ser humano ha logrado mejorar su calidad de vida gracias al desarrollo de la ciencia y tecnología. Los conocimientos ordenados, universales, exactos y comprobables son desarrollados por la ciencia y sirven de base para la tecnología De tal manera que una buena investigación científica es un aporte para un buen desarrollo tecnológico. CIENCIA TECNOLOGÍA Del mismo modo la tecnología ayuda a mejorar las investigaciones debido a que esta aplica los conocimientos para construir y producir instrumentos sustancias que facilitan el estudio de los fenómenos. La ciencia tiene como propósito explicar y la tecnología producir, el interés de la ciencia es acercarse a la verdad en cambio la tecnología provee comodidad utilizando procedimientos sofisticados mientras la ciencia hace uso del método científico. Si bien los resultados que logra la ciencia son los conocimientos, los de la tecnología son los objetos o productos finales. Lic. Susana Ramirez Castillo 8 TRABAJO PRÁCTICO 1. Identifica y subraya con colores las diferencias que encuentras entre la ciencia y la tecnología 2. En el siguiente cuadro establece las diferencias y semejanzas entre la ciencia y la tecnología CIENCIA TECNOLOGÍA ----------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------ 3. Selecciona cuatro avances científicos y tecnológicos, organiza la información y completa en el siguiente esquema. Lic. Susana Ramirez Castillo 9 FICHA DE APLICACIÓN N°: Selecciona cuatro avances científicos y tecnológicos, organiza la información y completa NOMBRE DEL ESTUDIO Y/ AVANCE CIENTÍFICO Y TECNOLOGICO ¿En qué consiste? descripción 1. 2. 3. 4. Lic. Susana Ramirez Castillo 10 BENEFICIOS O EFECTOS EN LA SALUD / AMBIENTE PRACTICA EXPERIMENTAL La biotecnología y sus aplicaciones Aprendizaje Esperado: Verifica que los microorganismos o sus componentes son empleados a nivel industrial en procesos diversos y variados. Hipótesis: La biotecnología lleva a cabo procesos en donde participan entidades biológicas. Material:1 trozo de trapo blanco de algodón, detergente biológico para ropa, color vegetal, leche en polvo, vinagre blanco, harina de trigo para pan, levadura para pan, 1 huevo cocido, 2 papeles filtro para cafetera, colador, solución desinfectante de yodo, 1 papa, 1 recipiente de vidrio, almidón para ropa, azúcar, detergente biológico para ropa, agua, 8 frascos pequeños, tijeras, 1 gotero y 1 agitador de plástico. PROCEDIMIENTO 1. Panificación · Poner en un frasco de vidrio un poco de levadura para pan · Añadir al frasco agua tibia, agitar y dejar reposar por 10 minutos · Colocar en un plato desechable harina para pan y un poco de azúcar · Revolver con las manos · Agregar ? partes de la suspensión de levaduras y revolver · Adicionar agua tibia y amasar hasta formar una masa uniforme · Tapar la masa con un pedazo de tela de algodón · Dejar reposar la masa en un sitio ligeramente caliente o debajo de un foco encendido durante 30 minutos · Observar el tamaño de la masa y si se forman agujeros ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Degradación de azúcar · Colocar un poco de azúcar en una copa tequilera · Agregar agua tibia y revolver hasta que sea una solución transparente · Añadir lo que queda de la suspensión de levaduras · Meter la copa en un baño de agua caliente · Observar las burbujas que se forman en la copa y explica ¿Por qué?------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Lic. Susana Ramirez Castillo 11 3. Desmanchado de ropa · Cortar con las tijeras 2 trozos pequeños de la tela blanca de algodón · Cortar en tres pedazos la papa con ayuda de la navaja · Tallar fuertemente cada trozo en el centro de la tela con un pedazo de papa para mancharlos · Colocar en un recipiente de vidrio un poco de detergente biológico y agua tibia y revolver · Colocar uno de los pedazos de tela manchados con papa en el recipiente con detergente y dejarlo 20 minutos · Dejar solo el otro trozo de tela manchado con papa · Poner un poco de almidón en una copa tequilera y añadirle agua caliente, agitar hasta que se disuelva el almidón · Añadir dos gotas de solución de yodo a la copa tequilera y observar el color que se forma que va desde azul hasta azul-morado dependiendo de la cantidad de almidón, con esto identificamos la presencia de almidón · Poner al trozo de papa restante dos gotas de solución de almidón y ver la coloración azul que se forma · Sacar el trapo que está en el detergente después de transcurridos los 20 minutos · Poner a los dos trapos en el centro unas gotas de solución de yodo y observar cual se pone azul --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4. Degradación de la proteína de la leche · Colocar un poco de leche en polvo en un frasco de vidrio, añadir agua y agitar hasta que se disuelva la leche · Dividir la solución de leche en dos frascos de vidrio · Añadir a cada frasco unas cinco gotas de colorante vegetal y agitar hasta que la coloración sea pareja · Agregar a cada frasco un poco de vinagre blanco y agitar, observar la formación de grumos · Etiquetar uno de los frasco con leche con la palabra detergente · Hacer en un frasco una solución de detergente y agua tibia · Mezclar la solución del detergente con la suspensión de leche etiquetada como detergente y dejar 10 minutos · Observa que acontece con los grumos en los dos frascos con leche------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------· Poner un papel filtro de cafetera en el colador y pasar la suspensión de leche y vinagre sin detergente · Recibir el líquido en un frasco de vidrio y observar el color del precipitado que me queda en el papel y el la solución sin color que pasa por el papel · Pasar la suspensión de la leche con detergente en otro papel filtro y recibir el líquido en otro frasco · Observar que ahora el color está en el líquido-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5. Degradación de la proteína de la clara de huevo · Quitar al huevo cocido la cáscara y observar la superficie lisa · Poner detergente y agua en un frasco de vidrio · Meter el huevo cocido y tapar el frasco Lic. Susana Ramirez Castillo 12 · Dejar el frasco en algún sitio tibio durante 7-10 días · Sacar al huevo con ayuda de una cuchara de plástico · Observar la superficie del huevo que ahora está perforada --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Variantes Para el primer experimento cambiar la harina de trigo por harina de arroz o de maíz, para el segundo experimento cambiar el azúcar por miel y poner la reacción a diferentes temperaturas, para el tercer experimento cambiar la marca del detergente y el tipo de detergente a uno no biológico y también cambiar la papa por plátano o manzana, para el cuarto experimento cambiar el vinagre por limón y la leche en polvo por leche natural y para el quinto experimento cambiar el huevo por un pedazo crudo de carne o pollo. Conceptos revisados Reacción de almidón con yodo, constitución química de la papa, biomoléculas, proteínas, enzimas, proteasas, lipasas, amilasas, reacciones biológicas, panificación, fermentación, metabolismo, desnaturalización de proteínas, caseína de leche, albúmina de huevo, catálisis, factores que afectan a las reacciones enzimáticas, biotecnología. Conclusiones de la práctica: 1.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SABIAS QUE: · El metabolismo está constituido por reacciones químicas · Las reacciones biológicas están aceleradas y controladas por enzimas · Las enzimas son unas biomoléculas que pertenecen al grupo de las proteínas · Las enzimas trabajan fuera y dentro de las células · La biotecnología se ha empleado desde tiempos remotos y es el empleo de organismos o sus partes Lic. Susana Ramirez Castillo 13 SESIÓN DE APRENDIZAJE TÍTULO: “La ciencia permite los avances tecnológicos en la vida del hombre” I. CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE ÁREA El impacto de la ciencia y la tecnología Bloque Nº II. PROPÓSITOS: Capacidad Fundamental • Pensamiento creativo • Compara las características entre la ciencia y la tecnología Aprendizajes esperados • Emite opinión sobre los efectos de los avances científicos y tecnológicos Actitudes • • Muestra esfuerzo en el trabajo personal y de equipo Entrega puntualmente las fichas de trabajo CONTENIDO TRANSVERSAL: • SECUENCIA DIDÁCTICA: PROCESO PEDAGÓGICO ETAPAS IV. Identidad y relación de género ENTRADA MOTIVACIÓN RECOJO DE SABERES PREVIOS PROCESO CONFLICTO COGNITIVO CONSTRUCCION ACTIVIDADES/ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE Técnica de la entrevista: En una tarjeta anotan ideas precisas referentes a conocimiento empírico y científico. Dan ejemplos concretos sobre conocimiento empírico y científico y examinan Se presenta un organizador visual básico para ir completando con sus saberes previos. Trabajo en equipo redacta 4 ideas precisas referente a ciencia, tecnología : dialoga el empleo de la ciencia y tecnologías en situaciones cotidianas Dialogan por equipos y presentan sus acuerdos ¿Será lo mismo ciencia que tecnología? Por qué Leen, dialogan y comentan la lectura “Ciencia y tecnología” Por equipo: construyen el concepto de ciencia y tecnología Trabajo en equipo :selecciona cuatro estudios de la ciencia y la tecnología Subraya para identificar las características de ciencia y tecnología y realiza un cuadro comparativo de ciencia y tecnología Seleccionan información de avances de ciencia y tecnología y lo organizan en fichas textuales y de resumen Lic. Susana Ramirez Castillo 14 TIEMPO APROXIMADO III. 10 15 20 45 SALIDA EVALUACIÓ N Elabora un Organizador visual creativo de 4 avances científicos y tecnológicos precisando los efectos. Exposición de equipos REFLEXIÓN DE LO APRENDIDO (METACOGNI CIÓN) Representan los efectos de los avances científicos y tecnológicos en la salud y el ambiente Comunican uno de los avances por equipos V. 45 15 30 EVALUACIÓN: CRITERIOS DE EVALUACIÓN Comprensión de Información INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN INDICADORES DE EVALUACIÓN • Establece en un cuadro comparaciones entre la ciencia y la tecnología • Emite opiniones sobre los efectos de la tecnología Juicio critico CRITERIOS DE EVALUACIÓN (ACTITUDES) • Muestra esfuerzo en la realización del trabajo de Responsabilidad equipo • Escucha los aportes de sus compañeros • Cumple con el trabajo acordado Ficha de trabajo Ficha coevaluación Prof. Susana Ramírez Lic. Susana Ramirez Castillo 15 de FICHA DE METACOGNICIÓN Ahora se puede avaluar con esta ficha los contenidos desarrollados en la unidad referente a la ciencia y tecnología, nos servirá para revisar y retroalimentar el proceso de aprendizaje. ESCALA DE VALORACIÓN ¿Qué sabías antes? ¿Qué se ahora? contenidos CONOCIMIENTO CIENTÍFICO CIENCIA TECNOLOGÍA BIOTECNOLOGÌA Lic. Susana Ramirez Castillo 16 ¿Cómo lo aprendido? he Bibliografía y web grafía 1. BUNGE ,Mario 1989 Imagen 2. HERNÁNDEZ, Roberto y otros. 2005 3. KOGAN, Liugba. desarrollo 2005 La Ciencia ,su método y su filosofía Buenos Aires: Siglo XX .Nueva Metodología de la investigación Editores McGraw-Hill. México Aprender a Investigar .Fondo de Universidad de Lima .Perú. 4. SIERRA Restituto . Ciencias Sociales.Epistemología,Lógica y 2005 Metodología. Madrid: Paraninfo 5. MENDOZA, Grecia Y Otros. Universitario Metodología del trabajo UNMS. Perú 6. SIERRA Restituto . Ciencias Sociales.Epistemología,Lógica y 1984 Metodología. Madrid: Paraninfo. 7. SALAS, Edwin. Científica. 2000 Perú Una Introducción a la Investigación 8. TAMAYO. Mario. Científica El Proceso de la Investigación 2004 9 http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia 10 . http://es.wikipedia.org/wiki/Ciencia 11 . http://www.cienciaredcreativa.org/trabajos. 12 . http://www.oei.es/salactsi/ctsdocae.htm 13 . Lic. Susana Ramirez Castillo 17 UNIDAD II APRENDIZAJES ESPERADOS • Examina y aplica la metodología científica con sentido crítico y creativo Lic. Susana Ramirez Castillo 18 MÓDULO 2: LA METODOLOGÍA CIENTÍFICA El conocimiento se vuelve científico cuando se aplica el método científico. ¿Qué es el método? Se debe recordar que etimológicamente “método” esta formado por dos raíces griegas: meta= fn; ódos = camino; o sea, camino para alcanzar un fin .Este significado puede interpretarse también como la vía para llegar a una meta 2.1 Conceptos de método científico Mario Bunge (1969) escribe: "El método científico es la estrategia de la investigación para buscar leyes." Kerlinger (1981) describe el método científico como: "La manera sistemática en que se aplica el pensamiento al investigar, y es de índole reflexiva". Según De la Torre (199l), debemos considerar el método como "un proceso lógico, surgido del raciocinio de la inducción". En opinión de Lasty Balseiro (199l), el método general de la ciencia "es un procedimiento que se aplica al cielo entero de la investigación en el marco de cada problema de conocimiento TAMAYO (2004:28) Afirma que el método científico es un conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y se pone a prueba las hipótesis y los instrumentos de trabajo investigativo” Conocimiento Científico Método Científico El método científico no es más que la aplicación ordenada de un conjunto de procedimiento. 1. Observación y planteamiento de problemas 8. Comunicación 7. Informe Lic. Susana Ramirez Castillo 3. Diseño de experimentos 2. Hipótesis Método Científico 6. conclusión y teoría 19 4. EXPERIMENTACIÓN Y TOMA DE DATOS 5. Análisis 2.2. Fases de la Metodología científica 1. Observación y planteamiento de problemas La observación es la base de todo trabajo científico; si se hace mal, todo lo que se realice a continuación no tendrá valor. La observación no es solo mirar, sino mirar para algo. Observamos para entender lo que ocurre. Para estas observaciones utilizamos nuestros sentidos, aunque con frecuencia nos ayudamos de aparatos de medida o de observación. Otras veces no es posible observar las cosa directamente, auque con frecuencia nos ayudamos de aparatos de medida o de observación. Otras veces no es posible observar las cosa directamente, pero si las consecuencias qué producen. Es fundamental que las observaciones puedan ser repetidas y comprobadas por otras personas. Una vez hechas las observaciones hay que plantearse un problema. ¿Qué observamos? ¿Cómo ocurre? ¿Por qué ocurre?. Pero, ¡cuidado! No todas las preguntas tienen el mismo valor; para que sean científicas deben ser adecuadas y comprobables, aunque a priori esto sea muy difícil de saber. 2. Formulación de hipótesis Con la hipótesis intentamos dar respuestas a lo qué nos preguntamos. Los planteamientos de hipótesis son fundamentales en el conocimiento científico. Las personas de ciencia dan una o varias respuestas posibles a los problemas planteados mediante hipótesis. Como dice TAMAYO (2004:31)”Una hipótesis es una proposición que puede ser puesta a prueba para determinar su validez”. 3. Diseño de experimentos Para poder probar nuestras hipótesis sobre un fenómeno de la naturaleza tenemos que experimentar; antes hay que decir que experimentos se hacen y como se hacen. No existen reglas para diseñar experimentos. Es una de las partes mas complicadas del método científico, y además, esta limitada por los avances tecnológicos. El diseño del experimento debe se detallado y en el debemos tener bajo control todas las variables, excepto la que vamos a medir. Uno de los aspectos a tener encuenta a la hora de diseñar un experimento es que pueda ser repetido por otro científico o grupo de científicos que deben obtener los mismos resultados. Lic. Susana Ramirez Castillo 20 4. Realización de experimentos y toma de datos En esta etapa debemos seguir los pasos diseñados anteriormente. Mientras realizaos los experimentos tenemos que anotar todo lo que vemos, lo que ocurre, las sustancias y el material que utilizamos, las sustancias que obtenemos, las propiedades de los reactivos y de los productos, las condiciones de trabajo, etc. Para ello utilizaremos una libreta o cuaderno de trabajo. Es imprescindible no alterar nunca los datos obtenidos, aunque vayan en contra de nuestra hipótesis: el trabajo científico tiene que llevarse con absoluto rigor. 5. Análisis de resultados. Una vez conseguidos los datos, debemos analizarlos para obtener los resultados. Para dicho análisis es preciso utiliza tablas de datos, representaciones graficas o ecuaciones matemáticas. Hay que recordar que las ciencias experimentales se rigen por leyes naturales, y estas son casi siempre sencillas y exactas. Si algún resultado es anómalo, no hay que prescindir de el, sino que debemos repasar en nuestro cuaderno de laboratorio el trabajo desarrollado, buscando el error o errores cometidos en dicha medida, y posteriormente, volver a realizar el experimento de forma correcta. 6. Conclusión y formulación de teorías Una vez analizados los resultados, debemos llegar a una conclusión. Pueden ocurrir dos cosas: ¾ Que los resultados no confirmen nuestra hipótesis, por lo que tendremos que revisar nuestros experimentos, diseñar otro nuevos, incluso, desechar la hipótesis formulada inicialmente. ¾ Que los resultados confirmen nuestras hipótesis, por lo que podemos formular una teoría. Muchas veces se han dado por validas teorías que luego se han demostrado falsas. Pero aunque pueda parecer lo contrario, no es un tiempo perdido, sino que han servido de base o punto de partida para nuevas investigaciones que nos lleven a la teoría correcta. Con frecuencia es conveniente valerse de modelos en el trabajo científico, materializando de manera sensible las hipótesis y las teorías. 7. Elaboración de un informe. Todo el trabajo de la investigación debe plasmarse en algo material: es lo que se denomina informe científico. El informe debe contar todo lo que se ha necesitado y todo lo que ha ocurrido durante las investigaciones. El informe debe ser claro y preciso, ya que gracias a él otros científicos pueden repetir nuestros experimentos y obtener los mismos resultados. Lic. Susana Ramirez Castillo 21 8. Comunicación El progreso de las personas se debe a su capacidad de comunicarse, lo que les permite transmitir sus conocimientos. Desde el punto de vista de la ciencia, ningún descubrimiento es tal hasta que toda la comunicación científica lo reconoce y de la validez. Todos los avances son comunicados por medio de artículos en revistas especializadas, congresos, ponencias. Casi siempre los trabajadores de un grupo de científicos se basan en investigaciones ya hechas con anterioridad, por que generalmente no se parte de cero. Así, pues, todos los informes científicos deben utilizar el lenguaje propio de la ciencia, empleando su vocabulario, términos y expresiones comunes para todo el mundo científico. TRABAJO PRÁCTICO 1. Describe cada una de las fases de la metodología científica OBSERVACIÓN PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA HIPÓTESIS FASES DEL MÉTODO CIENTÍFICO GENERALIZACIÓN ANALISIS Y CONCLUSIONES Lic. Susana Ramirez Castillo 22 EXPERIMENTACIÓN 3. ¿Cómo se llega a formular una teoría? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3. ¿Por qué es importante la metodología científica en la enseñanza de las ciencias; CTA? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Práctica Experimental APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA CIENTÍFICA CON MATERIALES CASEROS Aprendizaje Esperado: Aplica las fases de la metodología científica y comunica sus resultados del experimento mediante graficas. I. Identificación del problema: ¿Cómo afectará la temperatura del líquido, la velocidad de disolución de la pastilla de Alka-Seltzer? II. Formulación de la Hipótesis y Predicción Hipótesis: Formule una hipótesis para verificar el efecto de la temperatura en la velocidad de disolución de la Alka-Seltzer. ¿Cuál será su predicción y porqué? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Lic. Susana Ramirez Castillo 23 III. Experimento A. Observación del Fenómeno Eche una pastilla de Alka-Seltzer en 100 ml de agua en un vaso de precipitado de 150 ml. Anote todas sus observaciones hasta que la pastilla se disuelva completamente. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- B. Diseño Experimental Materiales Vasos de precipitado de 150 ml Termómetros Planchas eléctricas Agua destilada Pastillas de Alka-Seltzer Probetas de 100 ml C. Materiales para diseñar y conducir un experimento para comprobar su hipótesis. a) Describa el montaje del experimento. b) Determine la temperatura testigo ("Control") y las temperaturas experimentales (frías y calientes). Procura ser cuantitativo. c) Explica el protocolo para medir el tiempo en que se tarda la pastilla en disolverse completamente. d) Establece las variables que debes controlar para minimizar su efecto. D. Procedimiento 1. Lleva X cantidad de mililitros de solución a la temperatura deseada en un "beaker" de 150 ml. 2. Echa una pastilla de Alka-Seltzer y mide el tiempo que se tarda en disolverse (segundos) totalmente. 3. Anota todas tus observaciones y regístralas en una tabla.. 4. Repite el procedimiento a otra temperatura; con las soluciones salinas y de glucosa. Lic. Susana Ramirez Castillo 24 5. Grafica los resultados de todos los grupos en Tiempo de Disolución vs. Temperatura. E. Analiza y comunica resultados 1. ¿Con qué variables independientes se trabajaron en el experimento? 2. ¿Qué variables se necesitaron controlar para minimizar su efecto? 3. ¿Cuál fue la temperatura testigo y las temperaturas experimentales? ¿En qué te ayuda a dividir el problema de esa manera? 4. ¿Qué otra hipótesis podemos sugerir del análisis gráfico de los resultados? Después de X temperatura el tiempo de disolución se mantiene constante. Explicar a base de la teoría de colisión de las partículas Lic. Susana Ramirez Castillo 25 SESIÓN DE APRENDIZAJE I. TÍTULO: “”La ciencia utiliza la metodología científica para investigar” Componentes químicos de la vida Bloque Nº II. PROPÓSITOS: Capacidad Fundamental • Pensamiento creativo • Utiliza las fases de la metodología científica en la práctica de laboratorio • Muestra esfuerzo en el trabajo de equipo Aprendizajes esperados Actitudes III. CONTENIDO TRANSVERSAL: • PROCESO ENTRADA SECUENCIA DIDÁCTICA: ACTIVIDADES/ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE PROCESO PEDAGÓGICO MOTIVACIÓN Se va colocando en la pizarra sobres de diversos productos de limpieza Observan y tratan de hacer deducciones sobre el papel que cumplen RECOJO DE SABERES PREVIOS Dialogan sobre el proceso del lavado ¿Cómo actúa el detergente en el lavado? CONFLICTO COGNITIVO Predicen y discuten por equipos Se reparten tarjetas por grupos y ordenan las tarjetas de las fases de la metodología científica Lectura y comentario del texto “La metodología científica “ Completan el esquema propuesto señalando las características de la metodología científica Practica de laboratorio organizado por equipos en las mesas • CONSTRUCCIÓN • • • Registran observaciones de la acción del detergente en tres muestras Plantean y formula hipótesis de la experiencia Discusión ;sobre los cambios producidos, compara sus respuestas Indagan información bibliografica para concluir el informe. Para comprobar el principio tecnológico desarrollan la guía monitoreado por el docente Lic. Susana Ramirez Castillo 26 TIEMPO APROX ETAPAS IV. Identidad y relación de género 10 10 5 20 45 Representa con creatividad y sustenta el principio científico tecnológico del lavado SALIDA EVALUACIÓN Comunicando resultados, conclusiones de la experimentación. Resuelven preguntas complementarias sobre la acción de los detergentes en el lavado REFLEXIÓN DE LO APRENDIDO (METACOGNICIÓN) V. 25 20 EVALUACIÓN: CRITERIOS DE EVALUACIÓN Comprensión de Información Indagación y experimentación Responsabilidad INDICADORES DE EVALUACIÓN • • Identifica las características de las fases de la metodología científica en un esquema incompleto Utiliza las fases de la metodología científica en la práctica de laboratorio CRITERIOS DE EVALUACIÓN (ACTITUDES) • Muestra esfuerzo en la realización del trabajo de equipo • Escucha los aportes de sus compañeros • Cumple con el trabajo acordado INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN Ficha de trabajo Guía de practica Ficha coevaluación FICHA DE COEVALUACIÓN-LABORATORIO TEMA: -----------------------------------------------------------------------------------------GRUPO: ---------------------------------------------------------------------------------------ALUMNOS INDICADORES APORTA IDEAS COHERENTES AL RESOLVER LA GUIA DE LAB UTILIZA ADECUADAMENTE LOS MATERIALES Y/ O SUSTANCIAS ESCUCHA LOS APORTES DE SUS COMPAÑEROS ENTREGA LA GUÍA O PRACTICA CON ORDEN Lic. Susana Ramirez Castillo 27 de PARTICIPA EN EL ORDEN E HIGIENE DEL LAB. VALORACIÓN LITERAL SIEMPRE = AD CASI SIEMPRE = A A VECES =B NUNCA FICHA DE METACOGNICIÓN Ahora se puede avaluar con esta ficha los contenidos desarrollados en la unidad referente a las fases de la metodología científica, lo que permitirá retroalimentar el proceso de aprendizaje. ESCALA DE VALORACIÓN ¿Qué sabías antes? ¿Qué se ahora? contenidos Observación Planteamiento del problema Hipótesis Experimentación Análisis de los resultados Generalización Lic. Susana Ramirez Castillo 28 ¿Cómo lo he aprendido? REFERENCIAS BIBIOGRAFICA 9. BUNGE ,Mario 1989 Imagen La Ciencia ,su método y su filosofía Buenos Aires: Siglo XX .Nueva 10. HERNÁNDEZ, Roberto y otros. Metodología de la investigación 2005 Editores McGraw-Hill. México 11. KOGAN, Liugba. desarrollo 2005 Aprender a Investigar .Fondo de Universidad de Lima .Perú. 12. SIERRA Restituto . Ciencias Sociales.Epistemología,Lógica y 2005 Metodología. Madrid: Paraninfo 13. MENDOZA, Grecia Y Otros. Universitario Metodología del trabajo UNMS. Perú 14. SIERRA Restituto . Ciencias Sociales.Epistemología,Lógica y 1984 Metodología. Madrid: Paraninfo. 15. SALAS, Edwin. Científica. 2000 16. TAMAYO. Mario. Científica Una Introducción a la Investigación Perú El Proceso de la Investigación 2004 14 . http://www.cienciaredcreativa.org/trabajos. 15 . http://www.oei.es/salactsi/ctsdocae.htm Lic. Susana Ramirez Castillo 29 UNIDAD III. APRENDIZAJES ESPERADOS ¾ Explica la importancia de la investigación formulando un proyecto de investigación en el área de CTA PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Lic. Susana Ramirez Castillo 30 3.1. Qué es un proyecto? Un proyecto es una propuesta organizada y sistematizada para realizar una actividad que debe cumplirse en un tiempo determinado, para lo cual se plantean objetivos y plazos. La formulación, ejecución y evaluación de un proyecto tiene mayor significado cuando se trabaja de forma participativa, considerando diversas alternativas de acción desde la definición de la situación problemática a enfrentar, la determinación de los objetivos, los resultados que se esperan alcanzar, la metodología que se va a desarrollar, los indicadores y los instrumentos de evaluación. 3.2. La investigación “La investigación es una indagación, una búsqueda de nuevo conocimiento y de nueva comprensión. Por tanto ha de ser curioso, se ha de desear saber algo nuevo, se ha de tener espíritu de aventura. Esto implica un reconocimiento que el conocimiento que se posee es imperfecto e incompleto” ¿Que dificultades cree UD. que tenemos los maestros para investigar? Nombre por lo menos tres: ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Otros conceptos de investigación Según Kerlinger: "La investigación científica es sistemática, controlada, empírica y crítica, de proposiciones hipotéticas sobre las relaciones supuestas entre fenómenos naturales[ ... ]: sistemática y controlada para tener confianza crítica en los resultados[ ... ]; empírica, al depositar su confianza en una prueba ajena a él". Afirma Rojas Soriano: "La investigación es una búsqueda de conocimientos ordenada, coherente, de reflexión analítica y confrontación continua de los datos empíricos y el pensamiento abstracto, a fin de explicar los fenómenos de la naturaleza". El mismo autor explica: "Para descubrir las relaciones e interconexiones básicas a que están sujetos los procesos y los objetos, es necesario el pensamiento abstracto, cuyo producto (conceptos, hipótesis, leyes, teorías) debe ser sancionado por la experiencia y la realidad concreta..." Investigar supone aplicar la inteligencia a la exacta comprensión de la realidad objetiva, a fin de dominarla. Sólo al captar la esencia de las cosas, al confrontarla con la realidad, se cumple la labor del investigador. La consecuencia de tal proceso incrementará los conocimientos científicos. CUESTIONES Lic. Susana Ramirez Castillo 31 1. Construye el concepto de investigación. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. ¿Por qué y para qué investigamos? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3. ¿Para qué se realizan un proyecto de investigación? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.3. METODOLOGÍA DE TRABAJO Encontraras varias propuestas para aplicar la investigación para el aprendizaje de las ciencias.Todo proyecto de investigación, independientemente del enfoque metodológico que se elija para desarrollarlo, debe tener cinco elementos básicos: · Un tema. · Unas preguntas que guían al investigador en sus propósitos. · Unos objetivos concretos que se pretenden alcanzar. · Un plan de acciones secuenciadas a seguir, que permitan ir construyendo a lo largo de la investigación las respuestas a las preguntas que están guiando dicho proceso. · Unas evidencias. Todo investigador concluye su proceso llegando a unas evidencias que le permiten demostrar las conclusiones a las que ha llegado. 1. Organiza equipos de 5 ó 6 alumnos, quienes plantean una lista de temas de acuerdo a los intereses , necesidades o problemas que afectan nuestro ambiente y /o nuestra salud Lic. Susana Ramirez Castillo 32 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2. Seleccionan tres problemas relevantes o de interés, previa discusión en el equipo y anotan por consenso • • • ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Se presenta el siguiente esquema y se dialoga con los estudiantes llegando a la interpretación del siguiente esquema para examinar los problemas, necesidades e intereses con acuerdo del equipo REALIDAD MUNDIAL REALIDAD DEL PAÍS REALIDAD DE LA COMUNIDAD PROBLEMAS Y NECESIDADES INTERESES Tecnología de los alimentos Aporte nutritivo de la quinua, Lic. Susana Ramirez Castillo Ciencias Ambientales; suelo, agua, aire Ahorro de energía Enfermedades; Conservación de ecosistemas parasitología Manejo de residuos y desechos 33 Desnutrición 3. EL PROBLEMA PRIORIZADO El problema priorizado debe estar descrito de tal manera que refleje una carencia o una necesidad, que puede estar planteado o no en forma de pregunta. Debe ser significativo, relevante, pertinente y factible de solucionar. Deberá formularse, de manera concreta y precisa, indicando los factores que lo originaron. Sierra Bravo (1985)considera que el proceso de investigación comienza cuando se logra determinar el problema. Para lograr esto se tiene que precisar el campo o tema de estudio, por un lado, y, por otro, indicar qué se pretende lograr con ello. 4. Ahora selecciona y escribe uno de los problemas, dando razones de su importancia. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. Escribe todo lo que sabes del tema, con la participación de tus compañeros (adjuntar en una hoja). ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6. Formula 5 preguntas interesantes del problema y jerarquiza (adjuntar en una hoja) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------. 7. Buscan, seleccionan información científica acerca del problema, priorizado por el equipo de trabajo 7.1 .Se realiza el análisis de causas y efectos del problema de investigación, lo presentan en un esquema que puede adecuarse según sea la necesidad. Por ejemplo: Lic. Susana Ramirez Castillo 34 ÁRBOL DE PROBLEMA EFECTOS CAUSAS 8. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Explique claramente, y en términos concretos, el problema objeto del presente proyecto. Se debe establecer la relación entre el problema y el marco referencial que sustenta el proyecto.La formulación de preguntas ayuda y orienta el planteamiento del problema. Por ejemplo: • • Cómo podemos obtener un vinagre natural de la manzana? ¿Por qué el vinagre de manzana es un depurativo natural de toxinas? Lic. Susana Ramirez Castillo 35 9. TÍTULO DEL PROYECTO Será breve, claro y preciso. El título debe resumir en forma clara y concreta las intenciones y la naturaleza del proyecto de investigación e innovación que se desea ejecutar y que dará respuesta al problema priorizado. Ejm: “El VINAGRE DE MANZANA UN DEPURATIVO NATURAL DE TÓXINAS” 10. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO (¿POR QUÉ Y PARA QUÉ?) Se describirán las razones por las cuales plantean el proyecto de investigación y con qué finalidad. También se deben señalar las experiencias previas llevadas a cabo en la búsqueda de soluciones al problema -si las hubiera- así como la importancia de la realización del proyecto y los beneficios que obtendría la comunidad educativa. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11. Objetivo de la investigación (¿qué se desea lograr?) Deberán ser claros, precisos y factibles de lograr, medir y verificar su ocurrencia. Los objetivos específicos deben desagregarse del(los) objetivo(s) general(es). Se refieren a las razones por las que realiza la investigación Ejm: • Difundir la obtención del vinagre de manzana en la comunidad Educativa • Analizar las propiedades benéficas del vinagre de manzana para mantener un vida saludable 12. MARCO TEÓRICO El marco teórico está constituido por los fundamentos teóricos que sirven de sustento al proyecto de investigación que el equipo ha elegido. Debe estar en función a la naturaleza. Es importante recordar que no se pretende desarrollar todo un tratado sobre bases teóricas, pero sí se debe tener terminología básica que responda a las intenciones del proyecto 13. HIPÓTESIS. Las hipótesis son suposiciones conjetúrales, en transición hacia su confirmación. Se desprenden del análisis teórico para plantear supuestos con alto grado de certeza. Lic. Susana Ramirez Castillo 36 Engels dice: "hipótesis es una forma de desarrollo de las ciencias naturales, por cuanto son pensamientos..." Algunos autores conciben la hipótesis como una proposición que puede ser puesta a prueba para determinar su validez. "La hipótesis es una afirmación tentativa, más que definitiva. Debe ser formulada de tal manera que pueda ser potencialmente aceptada o rechazada por medio de los hallazgos. La teoría sirve de base a la hipótesis y a su vez es modificada por ésta. La hipótesis requiere de la investigación, para la comprobación de los postulados que contiene". Podemos definir a la hipótesis, como la pregunta que reúne ciertas características e intenta dar respuesta a algo, sobre el modo particular en que se relacionan dos o más variables. Requisitos para elaborar una hipótesis 1. 2. 3. 4. 5. Construirla con base en la realidad que se pretende explicar. Fundamentarla en la teoría referente al hecho que se pretende explicar. Establecer relaciones entre variables. Ser susceptible de ponerse a prueba, para verificar su validez. Dar la mejor respuesta al problema de investigación, con un alto grado de probabilidad. Ejm: El vinagre de manzana es un depurativo natural de tóxicas que favorece la salud 14. METODOLOGIA EN LA INVESTIGACIÒN Permite precisar los procedimientos, técnicas e instrumentos que utilizará para demostrar la hipótesis y alcanzar los objetivos específicos establecidos para el proyecto. • PRUEBA DE HIPÓTESIS El propósito central de la investigación lo constituye la prueba de hipótesis. Se pretende comprobar si los hechos observados concuerdan con las hipótesis planteadas. En general, comprende dos pasos, que son: •Selección de la técnica. •Recolección de la información. • Diseño Experimental a) SELECCIÓN DE LA TÉCNICA Para comprobar o refutar las hipótesis es necesario elegir por lo menos dos técnicas de investigación, y diferentes tipos de observación de fenómenos. En ciencias naturales se puede aplicar la técnica bibliográfica, la de campo o la experimental. Es importante hacer las siguientes consideraciones: • La técnica será acorde al tipo de hipótesis que se desea comprobar. Lic. Susana Ramirez Castillo 37 • • • Diseñar los instrumentos según la técnica elegida. Probar los instrumentos. Determinar la muestra. b) RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN La manera más formal de proceder a la búsqueda de información es seguir los lineamientos del método científico. La estadística resulta de gran utilidad en el manejo de información. El proceso consiste en: • • • • Recoger la información. Tabularla. Presentarla. Analizarla. El aspecto medular del manejo de información es la recolección, ya que el procesamiento de datos depende de la confiabilidad que aquélla pueda tener. Métodos de recolección de datos • Encuestas: La información se recoge por muestras, más no ala población total. • Registros: La información es continua. Se recoge a medida que se va produciendo. • Diseño Experimental c) Diseño y realización del experimento Para poder probar nuestras hipótesis sobre un fenómeno de la naturaleza tenemos que experimentar; antes hay que decir que experimentos se hacen y como se hacen. No existen reglas para diseñar experimentos. Es una de las partes mas complicadas del método científico, y además, esta limitada por los avances tecnológicos. El diseño del experimento debe ser detallado y en el debemos tener bajo control todas las variables, excepto la que vamos a medir. Uno de los aspectos a tener en cuenta a la hora de diseñar un experimento es que pueda ser repetido por otro científico o grupo de científicos que deben obtener los mismos resultados. Realización de experimentos y toma de datos En esta etapa debemos seguir los pasos diseñados anteriormente. Mientras realizaos los experimentos tenemos que anotar todo lo que vemos, lo que ocurre, las sustancias y el material que utilizamos, las sustancias que obtenemos, las propiedades de los reactivos y de los productos, las condiciones de trabajo, etc. Para ello utilizaremos una libreta o cuaderno de trabajo. Es imprescindible no alterar nunca los datos obtenidos, aunque vayan en contra de nuestra hipótesis: el trabajo científico tiene que llevarse con absoluto rigor. Lic. Susana Ramirez Castillo 38 15. RECURSOS Y PRESUPUESTO 16. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN • • Procesamiento de datos (ecuación y gráficos) Análisis de datos (interpretación) Confrontación de hipótesis 17. RESUMEN DEL PROYECTO Formule una breve descripción del proyecto. (Máximo, 25 renglones) 18. CONCLUSIONES 19. BIBLIOGRAFÍA ORIENTACIONES PARA LA INVETIGACIÓN Podemos tener presente las siguientes pautas: PREGUNTAS ELEMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN ¿QUE? Problema. Objetivo ,hipótesis ¿Por qué? Importancia ,fundamentación teórica ¿Para qué? Justificación, contribución ,beneficios Cómo Metodología Técnicas, procedimiento ¿Cuándo? Tiempo ,cronograma de tareas ¿Dónde? Cobertura, universo, contexto ¿Con qué? Recursos humanos y económicos Lic. Susana Ramirez Castillo 39 3.5. Evaluación FICHA DE COEVALUACIÓN DEL TRABAJO DE EQUIPO Indicadores Aporta ideas, opiniones coherentes (1-6p) Muestra empeño en el trabajo (1-4p) Nombres Lic. Susana Ramirez Castillo 40 Cumple /termina con el trabajo acordado (1-4p) Muestra orden y limpieza (1- 6p) Total FICHA DE METACOGNICIÓN Ahora se puede avaluar con esta ficha los contenidos desarrollados en la unidad referente a las fases de la metodología científica, lo que permitirá retroalimentar el proceso de aprendizaje. ESCALA DE VALORACIÓN ¿Qué sabías antes? ¿Qué se ahora? contenidos Planteamiento del problema Hipótesis Marco Teórico Experimentación Análisis de los resultados Generalización Lic. Susana Ramirez Castillo 41 ¿Cómo lo he aprendido? UNIDAD IV APRENDIZAJES ESPERADOS Al término de esta unidad, • • Discrimina las teorías que explican la evolución biológica Analiza la teoría del origen de la vida Lic. Susana Ramirez Castillo 42 MÓDULO IV: Evolución Biológica 4.1 Evolución PREGUNTÉMONOS A CONTINACIÓN ¿Crees que hubo evolución? ¿Por qué? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Evolución biológica La evolución biológica es el proceso continuo de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones, y que se ve reflejado en el cambio de las frecuencias alélicas de una población. En el contexto de las Ciencias de la vida, la evolución es un cambio en el perfil genético de una población de individuos, que puede llevar a la aparición de nuevas especies, a la adaptación a distintos ambientes o a la aparición de novedades evolutivas. La teoría de la evolución es el modelo científico que describe la transformación evolutiva y explica sus causas. Charles Darwin, padre de la teoría de la evolución por selección natural. EL PENSAMIENTO EVOLUCIONISTA Lamarck es el primero en formular explícitamente una teoría de la evolución, pero no fue hasta la publicación del El Origen de las Especies de Charles Darwin cuando el hecho de la evolución comenzó a ser ampliamente aceptado. Una carta de Alfred Russel Wallace, en la cual revelaba su propio descubrimiento de la selección natural, impulsó a Darwin a publicar su trabajo en evolución. Por lo tanto, a veces se comparte el crédito con Wallace por la teoría de la evolución (a veces llamada Teoría de DarwinWallace). A pesar de que la teoría de Darwin pudo sacudir profundamente la opinión científica con respecto al desarrollo de la vida (e incluso resultando en una pequeña revolución social), no pudo explicar la fuente de variación existente entre las especies, y la propuesta de Darwin de la existencia de un mecanismo hereditario (pangénesis) no satisfizo a la mayoría de los biólogos. No fue recién hasta fines del siglo XIX y comienzos del XX, que estos mecanismos pudieron establecerse. Cuando se "redescubrió" alrededor del 1900 el trabajo de Gregor Mendel sobre la naturaleza de la herencia que databa de fines del siglo XIX, se estableció una discusión entre los Mendelianos (Charles Benedict Davenport) y los biométricos Walter Frank Raphael Weldon y Karl Pearson), quienes insistían en que la mayoría de los caminos importantes para la evolución debían mostrar una variación continua que no era explicable a través del análisis mendeliano. Finalmente, los dos modelos fueron Lic. Susana Ramirez Castillo 43 conciliados y fusionados, principalmente a través del trabajo del biólogo y estadístico R.A. Fisher. Este enfoque combinado, que empleaba un modelo estadístico riguroso a las teorías de Mendel de la herencia vía genes, se dio a conocer en los años 1930 y 1940 y se conoce como la teoría sintética de la evolución En 1953, Francis Crick y James Watson publicaron su famoso trabajo sobre la estructura del ADN, basado en la investigación de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. Estos desarrollos iniciaron la era de la biología molecular y transformaron el entendimiento de la evolución en un proceso molecular: la mutación de segmentos de ADN . Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances genéticos posteriores; por eso es llamada Síntesis Moderna o Teoría Sintética. 4.2 TEORÍAS DE LA EVOLUCIÓN 4.2.1. Teoría de Lamarck Jean Baptiste de Monet, caballero de Lamarck, fue un científico del siglo XIX que elaboró una teoría evolutiva: el lamarckismo o teoría de los caracteres adquiridos. La expuso en su Filosofía zoológica, publicada en 1809. Podemos resumir la concepción de Lamarck en los siguientes puntos: La influencia del medio. Los cambios medioambientales provocan nuevas necesidades en los organismos. Ley del uso y del desuso. Para adaptarse al medio modificado, los organismos deben modificar el grado de uso de sus órganos. Un uso continuado de un órgano produce su crecimiento (de aquí la frase "la función crea el órgano"). Un desuso prolongado provoca su disminución. Ley de los caracteres adquiridos. Las modificaciones creadas por los distintos grados de utilización de los órganos se transmiten hereditariamente. Esto significa que a la larga los órganos muy utilizados se desarrollarán mucho, mientras que los que no se utilicen tenderán a desaparecer. En resumen, según Lamarck la evolución se explica por acumulación de caracteres adquiridos en el curso de varias generaciones. 4.2.2 La Teoría de Darwin Carlos Roberto Darwin es el padre de la actual teoría de la evolución. Su teoría, expuesta en El origen de las especies (1859), se apoya en los siguientes principios: Existen pequeñas variaciones entre organismos que se transmiten por herencia. Los organismos deben competir entre sí por la existencia. En la naturaleza nacen más individuos de los que pueden sobrevivir. La selección natural: las variaciones que se adapten mejor al medio son las que sobrevivirán y tendrán por tanto más éxito reproductivo; las que no sean ventajosas acabarán siendo eliminadas. Según Darwin, la evolución biológica es gradual y se explica por acumulación selectiva de variaciones favorables a lo largo de muchísimas generaciones. Lic. Susana Ramirez Castillo 44 La teoría darwinista considera como motor de la evolución la adaptación al medio ambiente derivado del efecto combinado de la selección natural y de las mutaciones aleatorias. 4.2.3 La Teoría Sintética La teoría sintética (también denominada neodarwinismo) consiste fundamentalmente en un enriquecimiento del darwinismo debido a los nuevos descubrimientos de la genética. Los principales fundadores de esta teoría fueron Dobzhanzky, Mayr y Simpson. Según la teoría sintética, los mecanismos de la evolución son los siguientes: La selección natural, igual que en la teoría de Darwin. Las mutaciones o cambios aleatorios en la estructura genética de los organismos. La deriva genética o proceso aleatorio por el cual a lo largo de varias generaciones se modifica la estructura genética de las poblaciones. El flujo genético o proceso por el cual las poblaciones se vuelven genéticamente homogéneas.' La teoría sintética es la teoría mayoritariamente aceptada por la comunidad científica. No obstante, existen teorías alternativas, como la teoría del equilibrio puntuado de Stephen J. Gould (teoría que concibe la evolución a saltos y no como un proceso gradual) o el neutralismo de Kimura (según el cual las variaciones son neutras desde el punto de vista de su valor adaptativo). 4.3 .Evidencias de la evolución Son el l conjunto de pruebas que los científicos han reunido para demostrar que la evolución de la materia viva es un proceso que le es característico. Estas pruebas se han agrupado en las siguientes categorías: • Paleontológicas: son las evidencias que se derivan de los descubrimientos de los restos fósiles dejados por las especies que habitaron la tierra en otras eras geológicas. Cuanto más remota es una especie fósil, más diferente es de las especies actuales. • Anatómicas: al realizar un estudio comparativo de los órganos de los distintos seres vivos, se han encontrado semejanzas en su constitución que nos señalan el parentesco que existe entre las especies. Estas evidencias nos permiten clasificar a los órganos en: • o o o • Órganos homólogos, si tienen un mismo origen embrionario y evolutivo, pero con funciones distintas Órganos análogos, si tienen un origen embrionario y evolutivo distinto pero que realizan la misma función. Órganos vestigiales, que están reducidos y no tienen función aparente, pero que muestran claramente que derivan de órganos funcionales presentes en otras especies (como los huesos rudimentarios de las patas posteriores presentes en algunas serpientes) Embriológicas: son los estudios comparativos de las etapas embrionarias de distintas clases animales. Se ha encontrado que en las primeras de estas etapas del desarrollo, muchos organismos muestran características comunes Lic. Susana Ramirez Castillo 45 que apuntan hacia la existencia de un patrón de desarrollo compartido entre ellas, que a su vez, demuestran la existencia de un antepasado común. El sorprendente hecho de que los embriones tempranos de mamíferos posean hendiduras branquiales que luego desaparecen demuestra que estamos lejanamente emparentados con los peces. • Bioquímicas: son estudios comparados de las proteínas y ácidos nucleicos que forman parte de diferentes seres vivos, comprobándose que dichas biomoléculas son muy semejantes entre algunas especies, lo que apunta a su origen común y que, por el contrario, conforme la distancia evolutiva se hace mayor, las semejanzas desaparecen gradualmente. • Biogeográficas: el estudio de las áreas de distribución de las especies muestra que cuanto más alejadas y/o aisladas están dos áreas geográficas, más diferentes son las especies que las pueblan, aunque ambas áreas tengan unas condiciones ecológicas similares (como el ártico y la antártida, o la región mediterránea y California). 4.4 El ORIGEN DE LA VIDA La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida evolucionó de la materia inerte en algún momento entre hace 4.400 millones de años, cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez y 2.700 millones de años, cuando la proporción entre los isótopos estables de carbono (12C y 13C), de hierro (56Fe, 57Fe y 58Fe) y de azufre (32S, 33S, 34S y 36 S) inducen a pensar en un origen biogénico de los minerales y sedimentos que se produjeron en esa época y los biomarcadores moleculares indican que ya existía la fotosíntesis Además entrarían aquí ideas e hipótesis sobre un posible origen extraplanetario o extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo conocido tras el Big Bang. En su obra El origen de la vida en la Tierra, Oparin exponía una teoría quimiosintética en la que una "sopa primitiva" de moléculas orgánicas se pudo haber generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la acción de la luz solar. Éstas se combinarían de una forma cada vez más compleja hasta quedar disueltas en una gotita de coacervado. Estas gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante fisión en gotitas hijas, y de ese modo podrían haber obtenido un metabolismo primitivo en el que estos factores asegurarían la supervivencia de la "integridad celular" de aquellas que no acabaran extinguiéndose. Muchas teorías modernas del origen de la vida aún toman las ideas de Oparin como punto de partida. ANÁLISIS DE LECTURA DEL LIBRO "EL ORIGEN DE LA VIDA" DE ALEXANDER OPARÍN. • • • • • La vida es inconcebible sin sustancias orgánicas. El Carbono es el elemento fundamental de las sustancias orgánicas. Las sustancias orgánicas arden al calentarse en presencia del aire. Se carbonizan. Las Inorgánicas no. El Carbono se une con elementos como el H - O - N - S - P. Las sustancias orgánicas resultan de las distintas combinaciones entre el Carbono y los elementos H, O, N, S, P. Lic. Susana Ramirez Castillo 46 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Los Hidrocarburos son las sustancias orgánicas más simples. El petróleo es una mezcla de Hidrocarburos. Los seres vivos se mantienen por FOTOSÍNTESIS y QUIMIOSÍNTESIS. Sustancias orgánicas de la corteza terrestre: Turba, Hulla y Petróleo son productos de la descomposición de millones de años por Microorganismos. Cuerpos celestes están produciendo sustancias orgánicas abiogenéticamente, es decir sin ayuda de seres orgánicos. El sol estrella tipo G con temperaturas entre 5.800 °C y 6.300 °C. Estrellas tipo Cero (O): Presencia de Carbono como átomos sueltos. Temperaturas entre 20.000 °C y 28.000 °C. Estrellas tipo B: Presencia de Carbono como átomos sueltos. Temperaturas entre 15.000 °C y 20.000 °C. 14.Estrellas tipo A : Presencia de Carbono en forma de Hidrocarburos (Metano). Temperaturas de 12.000 °C. Estrellas Rojas: ( Temperatura alrededor de 4.000 °C) Presencia de Hidrocarburos a medida que baja la Temperatura. Al realizar análisis ESPECTROSCÓPICO se ha encontrado que: El interior del sol contiene Metino (CH). En la Atmósfera solar encontramos CN (Cianógeno) y Dicarbono (C2). La Atmósfera de Júpiter contiene una gran cantidad de NH3 (Amoniaco) y Metano (CH4). Con Temperaturas de 135 °C bajo cero (- 135 °C). Los METEORITOS son rocas interestelares que presentan características similares a la corteza terrestre. Hay Meteoritos de Hierro: Constituidos por Fe - Ni - Co. Hay Meteoritos de Roca: Constituidos por Óxidos de Mg, Al, Ca, Na, Mn. También contienen CARBUROS (Sales de Carbono mas Metales). Carburo de Fe - Ni y Co (Mineral llamado COGENITA). Algunos meteoritos contienen moléculas de Hidrocarburos. El planeta Tierra está formada por tres capas: Litosfera (1.200 Kms), Hidrosfera y Atmósfera. El Núcleo terrestre contiene Fe, Ni, Co y Cr. En el origen del planeta Tierra participaron una masa gaseosa pulverulenta formada por: H, CH4, NH3 y H2O. Las sustancias más complejas, tales como ALCOHOLES, ALDEHÍDOS, CETONAS Y ÁCIDOS CARBOXÍLICOS, se formaron a partir de Hidrocarburos mas Agua por procesos de Oxidación. El Nitrógeno lo encontramos en forma de Amoniaco (NH3) también se incorporó a las moléculas orgánicas. Los Hidrocarburos al reaccionar con compuestos o derivados Oxigenados y el Amoniaco produjo SALES AMONIACAS, AMIDAS Y AMINAS. Lic. Susana Ramirez Castillo 47 Lic. Susana Ramirez Castillo 48 TRABAJO PARCTICO 2. Lee, examina y registra la información científica de los planteamientos que se dan en cada una de las teorías de la evolución (6p) TEORIA DE LAMARCK TEORÍA DE DARWIN TEORÍA MODERNA NEODARWINISMO 3. Por qué la teoría de Lamarck a sido desechada en la actualidad (4p) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------------------------------2. Completa el esquema considerando los planteamientos de la teoría moderna llamada Neodarwinismo (6p) 3. Formula tres conclusiones a las cuales has llegado y que te permiten entender la evolución ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------ Lic. Susana Ramirez Castillo 49 LA EVOLUCIÓN Es Se baso Se complementó Teoría Neodarwinismo Plantea Lic. Susana Ramirez Castillo 50 SESIÓN DE APRENDIZAJE I. TÍTULO: “EL ORGEN DE LA VIDA” Bloque Nº II. III. ENTRADA • • • Pensamiento critico Describe y representa la teoría sobre el origen de la vida. Formula conclusiones sobre la teoría de Oparin Muestra esfuerzo en el trabajo de equipo Identidad y relación de género SECUENCIA DIDÁCTICA: PROCESO PEDAGÓGICO MOTIVACIÓN RECOJO DE SABERES PREVIOS CONFLICTO COGNITIVO PROCESO DE INFORMACIÓN EVALUACIÓN REFLEXIÓN DE LO APRENDIDO (METACOGNICIÓN) Lic. Susana Ramirez Castillo ACTIVIDADES/ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE TIEMPO APROX ETAPAS IV. • CONTENIDO TRANSVERSAL: • PROCESO Componentes químicos de la vida PROPÓSITOS: Capacidad Fundamental Aprendizajes esperados Actitudes SALIDA 4 º Año “….” Observan imágenes de la evolución de seres vivos Dialogan y dan sus respuestas 5 Técnica del metaplan, para responder en grupo ¿De donde proviene nuestra vida? 5 Formulan hipótesis en base a las preguntas dando respuestas por grupos ¿Cómo y cuándo surgió la vida? ¿De dónde viene la vida? Leen la ficha informativa del ORIGEN DE LA VIDA Por grupos examinan los párrafos del texto anotando lo más relevante y organizando información con la participación activa de los estudiantes. Revisan el libro CTA de Santillana : visualizan, examinan y dan explicaciones confrontando respuestas en los equipos Representa y describe creativamente los planteamiento en la teoría propuesta por Oparin Formula conclusiones precisas de la teoría de la vida Resuelven las preguntas en grupo acerca de la evolución 51 10 30 20 10 V. EVALUACIÓN: CRITERIOS DE EVALUACIÓN INDICADORES DE EVALUACIÓN Comprensión de Información • • Describe la teoría del origen de la vida planteada por Oparin Representa creativamente los procesos evolutivos que originaron las primeras células. Juicio crítico • Formula conclusiones de la teoría de la vida en forma oral Responsabilidad • • • Muestra esfuerzo en la realización del trabajo de equipo Escucha los aportes de sus compañeros Cumple con el trabajo acordado VI. MEDIOS Y MATERIALES: Láminas,.plumones, tiza ,hojas impresas VII. BIBLIOGRAFÍA PARA EL DOCENTE: Enciclopedia Océano Biología Santillana Genoma 4º www.wikipedia.org www.ciencia net VIII. BIBLIOGRAFÍA PARA EL ALUMNO: Genoma 4º Prof. Susana Ramírez Castillo Lic. Susana Ramirez Castillo 52 SESIÓN DE APRENDIZAJE 4 º Año “….” I. TÍTULO: “LA EVOLUCIÓN BIOLÒGICA” Bloque Nº Componentes químicos de la vida II. PROPÓSITOS: Capacidad Fundamental Aprendizajes esperados Actitudes • Pensamiento critico • • • Discrimina las teoría de la evolución de la vida Formula conclusiones sobre las teorías de la evolución Muestra esfuerzo en el trabajo de equipo III. CONTENIDO TRANSVERSAL: • Identidad y relación de género MOTIVACIÓN RECOJO DE SABERES PREVIOS PROCESO DE INFORMACIÓN SALID A PROCESO CONFLICTO COGNITIVO EVALUACIÓN Lic. Susana Ramirez Castillo ACTIVIDADES/ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE TIEMPO APROX PROCESO PEDAGÓGICO ENTRADA ETAPAS IV. SECUENCIA DIDÁCTICA: Observan imágenes de la evolución del ser humano Dialogan y dan sus respuestas 5 Técnica del metaplan, para responder en grupo ¿Hubo evolución? ¿Por qué? 5 Formulan hipótesis en base a las preguntas dando respuestas por grupos ¿De dónde viene la vida? Leen la pag 210 Teorías de la evolución y extraen los planteamientos del fijismo y evolucionismo .Y lo plasman en el pez de Ishikawa Por grupos examinan los párrafos del texto que hacen referencia a las teorías de la evolución y organizan información. Con la participación activa de los estudiantes. Revisan el libro CTA de Santillana : Examinan ,registra y plantea explicaciones precisas de las teorias de LAMARCK ,DARWIN Y EL NEODARWINISMO Plenaria para que confronten las respuestas de los equipos Completan un esquema acerca de la teoría moderna” Neodarwinismo” Formula conclusiones precisas de las teorías de la evolución 53 10 30 20 REFLEXIÓN DE LO APRENDIDO (METACOGNICI ÓN) Plantea y argumenta su posición frente a la evolución por grupo 10 V. EVALUACIÓN: CRITERIOS DE EVALUACIÓN INDICADORES DE EVALUACIÓN • Comprensión de Información Identifica las características que plantea el Fijismo y evolucionismo en un esquema del Pez de ishikawa Registra los planteamientos de las teorías de la evolución en un cuadro de doble entrada Formula conclusiones de las teorías de la evolución • Indagación y experimentación INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN • CRITERIOS DE EVALUACIÓN (ACTITUDES) Muestra esfuerzo en la realización del trabajo de equipo • Escucha los aportes de sus compañeros • Cumple con el trabajo acordado • Responsabilidad Ficha trabajo Ficha de coevaluación EVALUACIÓN 1. Elabora un organizador visual de la evolución Biológica 2. Representa gráficamente los procesos que sustenta Oparin en el Origen de la vida escribiendo referencias precisas en cada grafico Lic. Susana Ramirez Castillo 54 de FICHA DE COEVALUACIÓN DEL TRABAJO DE EQUIPO TEMA: --------------------------------------------------------------GRUPO: --------------------------------------------------------------------------- Indicadores Aporta ideas, opiniones coherentes (1-6p) Muestra empeño en el trabajo (1-4p) Cumple /termina con el trabajo acordado (1-4p) Utiliza de 2 a Total 3 fuentes bibliograficas (1- 6p) Nombres Bibliografía y webgrafía: 1. CHARLES, Darwin: El origen de las Especies (www.4shared.com/file/16204627/94f50a1e/darwin_charles__el_origen_de_las_especies.html) . 2. Delgado, David .http://www.educar.org/enlared/articulos/divad.htm#Sobre% 20el%20autor#Sobre%20el%20autor 3. GARCIA ,Eduardo, «La evolución humana en cuatro cladogramas»(http://www.nodulo.org/ec/2002/n003p16.htm), en El Catoblepas, nº 3, mayo 2002, pág. 16 4. Evolución y sus límites (http://www.filosofia.org/filomat/df095.htm), en el Diccionario Filosófico (http://www.filosofia.org/filomat/index.htm) 5. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera 6. Phillip E. Johnson: ¿Qué es el Darwinismo? (http://espanol.leaderu.com/docs/ciencia/darwinismo.html) 7. http://es.wikipedia.org/wiki/Evoluci%C3%B3n_biol%C3%B3gica . 8. www.educa.aragob.es/mciencia/4eso/tema23.htm Lic. Susana Ramirez Castillo 55 UNIDAD V APRENDIZAJES ESPERADOS Explica la importancia de la genética molecular reflexionando los aportes de la ingeniería genética Lic. Susana Ramirez Castillo 56 MÓDULO: Genética GENÉTICA PREGUNTÉMONOS A CONTINACIÓN ¿Para qué sirve la genética? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5.1 Concepto de Genética La genética es la ciencia que estudia la herencia de los caracteres contenidos en el material hereditario de los cromosomas. La genética (del término "Gen", que proviene de la palabra griega γένος y significa "raza, generación") es el campo de las ciencias biológicas que trata de comprender cómo la herencia biológica es transmitida de una generación a la siguiente, y cómo se efectúa el desarrollo de las características que controlan estos procesos Cuando en el siglo pasado Mendel realizó sus experimentos, intentaba dar respuesta a preguntas como éstas: ¿cómo se transmiten los caracteres hereditarios?, ¿qué mecanismos biológicos hacen posible la reunión en un mismo individuo de caracteres independientes existentes en sus progenitores?, ¿cómo se segregan o distribuyen entre diferentes descendientes caracteres ... 5.2 Conceptos básicos de la genética: Aquí te mostramos los conceptos básicos que son imprescindibles para entender la genética: Concepto Definición Genes Fragmentos de ADN que contienen la información de cada carácter. Es lo que se transmite de generación en generación. Alelos Cada una de las diferentes alternativas que tiene un gen para un mismo carácter. Cada individuo lleva dos alelos para cada carácter, uno en cada uno de los cromosomas homólogos. Lic. Susana Ramirez Castillo Ejemplo 57 R: alelo dominante que determina el color rojo de los ojos de las moscas. r: alelo recesivo que determina el color verde de los ojos de las moscas. Hay dos tipos de alelos: • Dominante. Se representa con letra mayúscula. • Recesivo. Se representa con letra minúscula. Los individuos pueden ser homocigotos o heterocigotos para un determinado carácter. Genotipo Son los genes que un individuo posee para un carácter. Es el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus progenitores. En organismos diploides, la mitad de los genes se heredan del padre y la otra mitad de la madre. Es la manifestación externa del genotipo que posee un individuo para un determinado carácter. es decir, la suma de los Fenotipo caracteres observables en un individuo. El fenotipo es el resultado de la interacción entre el genotipo y el ambienter. Locus: Es el lugar que ocupa cada gen a lo largo de un cromosoma (el plural es loci). 5.3 Acontecimientos Históricos de la genética Año Acontecimiento 1865 Se publica el trabajo de Gregor Mende 1900 Los botánicos Hugo de Vries, Carl Correns y Eric Von Tschermak redescubren el trabajo de Gregor Mendel 1903 Se descubre la implicación de los cromosomas en la herencia 1905 El biólogo británico William Bateson acuña el término "Genetics" en una carta a Adam Sedgwick Lic. Susana Ramirez Castillo 58 1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas 1913 Alfred Sturtevant crea el primer mapa genético de un cromosoma 1918 Ronald Fisher publica On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance —la síntesis moderna comienza. 1923 Los mapas genéticos demuestran la disposición lineal de los genes en los cromosomas 1928 Se denomina mutación a cualquier cambio en la secuencia nucleotídica de un gen, sea esta evidente o no en el fenotipo 1928 Fred Griffith descubre una molécula hereditaria transmisible entre bacterias (véase Experimento de Griffith) 1931 El entrecruzamiento es la causa de la recombinación 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle demuestran que los genes codifican proteínas; véase el dogma central de la Genética 1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty demuestran que el ADN es el material genético (denominado entonces principio transformante) 1950 Erwin Chargaff demuestra que las proporciones de cada nucleótido siguen algunas reglas (por ejemplo, que la cantidad de adenina, A, tiende a ser igual a la cantidad de timina, T). Barbara McClintock descubre los transposones en el maíz 1952 El experimento de Hershey y Chase demuestra que la información genética de los fagos reside en el ADN 1953 James D. Watson y Francis Crick determinan que la estructura del ADN es una doble hélice 1956 Jo Hin Tjio y Albert Levan establecen que, en la especie humana, el número de cromosomas es 46 1958 El experimento de Meselson y Stahl demuestra que la replicación del ADN es semiconservativa Lic. Susana Ramirez Castillo 59 1961 El código genético está organizado en tripletes 1964 Howard Temin demuestra, empleando virus de ARN, excepciones al dogma central de Watson 1970 Se descubren las enzimas de restricción en la bacteria Haemophilius influenzae, lo que permite a los científicos manipular el ADN 1977 Fred Sanger, Walter Gilbert, y Allan Maxam secuencian ADN por primera vez trabajando independientemente. El laboratorio de Sanger completa la secuencia del genoma del bacteriófago Φ-X174 1983 Kary Banks Mullis descubre la reacción en cadena de la polimerasa, que posibilita la amplificación del ADN 1989 Francis Collins y Lap-Chee Tsui secuencian un gen humano por primera vez. El gen codifica la proteína CFTR, cuyo defecto causa fibrosis quística 1990 Se funda el Proyecto Genoma Humano por parte del Departamento de Energía y los Institutos de la Salud de los Estados Unidos 1995 El genoma de Haemophilus influenzae es el primer genoma secuenciado de un organismo de vida libre 1996 Se da a conocer por primera vez la secuencia completa de un eucariota, la levadura Saccharomyces cerevisiae 1998 Se da a conocer por primera vez la secuencia completa de un eucariota pluricelular, el nematodo Caenorhabditis elegans 2001 El Proyecto Genoma Humano y Celera Genomics presentan el primer borrador de la secuencia del genoma humano 2003 (14 de abril) Se completa con éxito el Proyecto Genoma Humano con el 99% del genoma secuenciado con una precisión del 99,99%1 Lic. Susana Ramirez Castillo 60 5.4 Genética Mendeliana y Molecular 5.4.1 Genética Mendeliana: Leyes de probabilidades de la Herencia La ciencia de la genética nació en 1900, cuando varios investigadores de la reproducción de las plantas descubrieron el trabajo del monje austriaco Gregor Mendel, que aunque fue publicado en 1866 había sido ignorado en la práctica. Mendel, que trabajó con la planta del guisante, describió los patrones de la herencia en función de siete pares de rasgos contrastantes que aparecían en siete variedades diferentes de esta planta. Observó que los caracteres se heredaban como unidades separadas, y cada una de ellas lo hacía de forma independiente con respecto a las otras. Señaló que cada progenitor tiene pares de unidades, pero que sólo aporta una unidad de cada pareja a su descendiente. Más tarde, las unidades descritas por Mendel como Factor Hereditario recibieron el nombre de genes 5.4.2 Genética Molecular: La herencia dentro de la célula Después de que la ciencia de la genética se estableciera y de que se clarificaran los patrones de la herencia a través de los genes, las preguntas más importantes permanecieron sin respuesta durante más de cincuenta años: ¿cómo se copian los cromosomas y sus genes de una célula a otra, y cómo determinan éstos la estructura y conducta de los seres vivos? A principios de la década de 1940, dos genetistas estadounidenses, George Wells Beadle y Edward Lawrie Tatum, proporcionaron las primeras pistas importantes. Trabajaron con los hongos Neurospora y Penicillium, y descubrieron que los genes dirigen la formación de enzimas a través de las unidades que los constituyen. Cada unidad (un polipéptido) está producida por un gen específico. Este trabajo orientó los estudios hacia la naturaleza química de los genes y ayudó a establecer el campo de la genética molecular. Y más adelante con los aportes der Watson y Crick (WyC) en 1953, quienes determinaron la estructura de la doble hélice para el ADN y que la secuencia en la cual se encuentran las bases a lo largo de la molécula de ADN es lo que contiene la información genética. 5. 5 El genoma humano El genoma humano, ese gran libro de la vida que contiene las instrucciones que determinan las características físicas y en parte psicológicas e intelectuales del individuo, ha sido recientemente descifrado en más del 99% de su totalidad, gracias al esfuerzo de un consorcio público internacional (Proyecto Genoma Humano) y una empresa privada (Celera). Pero, habrá que esperar algunos años más, hasta disponer de la información completa del genoma. Está formado por cromosomas, que son largas secuencias continuas de ADN altamente organizadas espacialmente (con ayuda de proteínas histónicas y no histónicas) para adoptar una forma ultracondensada en metafase. Son observables con microscopía óptica convencional o de fluorescencia mediante técnicas de citogenética y se ordenan formando un cariotipo. Lic. Susana Ramirez Castillo 61 ORGANIZACIÓN DEL GENOMA Las personas estamos formadas por un ingente número de células y, aunque las que constituyen la piel, el hígado, el músculo, la sangre, el sistema nervioso, etc., muestran características morfológicas y funcionales diferentes, todas ellas encierran, en compartimentos específicos, una información genética idéntica, la cual no se expresa de forma simultánea en una misma célula sino que a lo largo del desarrollo se seleccionan grupos de genes que determinan su futuro estructural y funcional. En este sentido, todas las células de nuestro organismo proceden, por divisiones sucesivas, de una célula precursora común que comparte una información materna y paterna para constituir su propio genoma, y las características morfo-funcionales propias de cada tipo celular dependen básicamente del particular grupo de genes que han sido seleccionados para manifestarse. Genes Un gen es la unidad básica de la herencia, y porta la información genética necesaria para la síntesis de una proteína (genes codificantes) o de un ARN no codificante (genes de ARN). Está formado por una secuencia promotora, que regula su expresión, y una secuencia que se transcribe, compuesta a su vez por: secuencias UTR (regiones flanqueantes no traducidas), necesarias para la traducción y la estabilidad del ARNm, exones (codificantes) e intrones, que son secuencias de ADN no traducidas situadas entre dos exones que serán eliminadas en el procesamiento del ARNm La información genética está contenida en el ADN, y un fragmento de este es lo que llamamos gen: unidad responsable de la herencia de un caracter, como color del plumaje, altura... Los genes se localizan en los cromosomas, donde se disponen de forma lineal. El lugar ocupado por dicho gen en el cromosoma se denomina locus. Cada caracter esta determinado por dos genes en las células diploides, que es el caso de los periquitos, del ser humano y de muchos otros seres vivos. http://es.wikipedia.org/wiki/Genoma_humano Según la enciclopedia virtual wikipedia actualmente se estima que el genoma humano contiene entre 20.000 y 25.000 genes codificantes de proteínas, estimación muy inferior a las predicciones iniciales que hablaban de unos 100.000 genes o más. Lic. Susana Ramirez Castillo 62 Esto implica que el genoma humano tiene menos del doble de genes que organismos eucariotas mucho más simples, como la mosca de la fruta o el nematodo Caenorhabditis elegans. Sin embargo, las células humanas recurren ampliamente al splicing (ayuste) alternativo para producir varias proteínas distintas a partir de un mismo gen, como consecuencia de lo cual el proteoma humano es más amplio que el de otros organismos mucho más simples. En la práctica, el genoma tan sólo porta la información necesaria para una expresión perfectamente coordinada y regulada del conjunto de proteínas que conforman el proteoma, siendo éste el encargado de ejecutar la mayor parte de las funciones celulares. CUESTIONES 1. ¿En qué diferencia el fenotipo del genotipo? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------2. Por qué es importante el estudio del genoma? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------3. ¿Por qué se producen las alteraciones genéticas? ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------5.6 LOS ÁCIDOS NUCLEICOS Estructuras que almacenan la información del ser vivo, como es el individuo y la información que estos tienen es transmitida a sus descendientes, esta información es transmitida desde el DNA, algunas variedades de virus, los retrovirus, transmiten la información a partir del RNA. Toda la información genética de un individuo, el código genético se encuentra en los ácidos nucleicos, bien ADN o bien ARN. Lic. Susana Ramirez Castillo 63 Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un monosacárido de cinco carbonos (una pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN), una base nitrogenada purínica (adenina, guanina) o pirimidínica (citosina, timina o uracilo) y uno o varios grupos fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato están unidos a la pentosa. Una de esta bases junto a un grupo fosfato y una desoxirribosa, forman un nucleótido. Varios nucleótido agrupan para formar un lado de la doble cadena. La estructura de la doble hélice para el ADN fue originalmente propuesta por Watson y Crick (WyC) en 1953, postulando que la secuencia en la cual se encuentran las bases a lo largo de la molécula de ADN es lo que contiene la información genética Son las moléculas que tienen la información genética de los organismos y son las responsables de su transmisión hereditaria. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, ADN ácido desoxirribonucleico y ARN(ácido ribonucleico), que se diferencian: • Por el azúcar (pentosa) que llevan: desoxirribosa en el ADN y ribosa en el ARN . • En as bases nitrogenadas que contienen, adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN. • En los eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr Es Lic. Susana Ramirez Castillo 64 decir la estructura en el ADN será una cadena doble y en el ARN es una cadena sencilla • La masa molecular del ADN es generalmente mayor que la del ARN Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a una secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. 5.6.1 ESTRUCTURA DEL ÁCIDO NUCLEICO Los ácidos nucleicos son grandes moléculas formadas por la repetición de una unidad que es el nucleótido. Pero a su vez, el nucleótido es una molécula compuesta por tres: 1. Una pentosa o Ribosa o Desoxirribosa 2. Ácido fosfórico 3. Una base nitrogenada, que puede ser una de estas cinco o adenina o guanina o citosina o timina o uracilo Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido Lic. Susana Ramirez Castillo 65 Los nucleótidos se unen para formar el polinucleótido por uniones fosfodiester entre el carbono5’ de un nucleótido y el carbono 3’ del siguiente. Cuando las células se dividen, el ADN se duplica y se enrolla formando los cromosomas, constituidos cada uno de ellos por dos cadenas de ADN hermanas. Cada cadena recibe el nombre de cromátida. Aunque puede parecer simple es un proceso bastante complejo. La información genética está contenida en el ADN, y un fragmento de este es lo que llamamos gen: unidad responsable de la herencia de un caracter, como color del plumaje, altura... Los genes se localizan en los cromosomas, donde se disponen de forma lineal. El lugar ocupado por dicho gen en el cromosoma se denomina locus. Cada caracter esta determinado por dos genes en las células diploides, que es el caso de los periquitos, del ser humano y de muchos otros seres vivos. Genes Ejemplo Fragmentos de ADN que contienen la información de cada carácter. Es lo que se transmite de generación en generación. 5.6.2 Replicación del ADN Cuando el ADN se replica, se abre como si fuera un cierre. Las bases de cada lado de la molécula atraen sus nucleótidos opuestos (que abundan en el núcleo de las células), formando una nueva cadena. Así quedan dos cadenas idénticas. Lic. Susana Ramirez Castillo 66 El ARN También existe otro ácido nucleico conocido como Ácido ribonucleico, o ARN. A simple vista, es como una sola de las hélices que forman al ADN. Está constituido por nucleótidos similares a los del ADN, pero que se diferencian de estos en que en lugar de tener Timina tienen Uracilo. Además, en vez de tener una desoxirribosa tienen una ribosa. Hay varios tipos de ARN, como el ribosomal, el de transferencia y el mensajero. ¿Cómo el ADN nuclear dirige a la célula? Así como la doble hélice de ADN se desdobla para replicarse formando nuevo ADN, también se puede doblar para formar nuevo ARN. Este ARN (llamado ARN mensajero, o ARN(m)) ahora contiene el código que le suministró el ADN. El ARN(m) se mueve saliendo del núcleo y dirijiéndose hacia los ribosomas, que son las organelas que fabrican proteínas a partir de aminoácidos. Ahora bien, sabemos que el ARN es una línea finita de nucleótidos. Al llegar estos nucleótidos a los ribosomas, los ribosomas van "leyendo" los nucleótidos del ARN en grupos de a tres nucleótidos. Cada grupo de tres nucleótidos se llama codón. Cada codón tiene tres nucleótidos, deduciendo matemáticamente se ve que las combinaciones posibles son 64 (4 x 4 x 4). Además, y esto es lo más importante, cada uno de esos 64 codones tiene un significado. Este puede ser "Empezar", "Parar", o el "nombre" de un aminoácido. Mientras el ribosoma "lee" el ARN, llamado ahora "de transferencia", o ARN(t), va tomando los aminoácidos especificados por los codones uniéndolos para formar proteínas, que son, en definitiva, las que construyen nuestro cuerpo. Lic. Susana Ramirez Castillo 67 DEL ADN AL SER HUMANO Todas las instrucciones necesarias para crear un ser humano pueden ser escritas con la combinación de cuatro letras que representan componentes químicos llamados bases. La palabra que define al homo sapiens está compuesta por más de 3.000 millones de estas letras. 1. Las cuatro letras Todo el código genético se transcribe con tan sólo cuatro letras químicas o bases: la adenina (A) que hace par con la timina (T) y la citosina (C) que hace par con la guanina (G). El genoma humano está compuesto por entre 2,8 y 3,5 millones de pares de bases ,transcribe con tan sólo cuatro letras químicas o bases: la adenina (A) que hace par con la timina (T) y la citosina (C) que hace par con la guanina (G). El genoma humano está compuesto por entre 2,8 y 3,5 millones de pares de bases. DEL ADN 2 La doble hélice de ADN Los pares de bases A-T y C-G constituyen los escalones de la espiral de ADN o ácido desoxirribonucleico, elemento básico de todo ser vivo conocido. Al recorrer "de arriba abajo" la doble hélice, se puede "leer" el código de la vida. De ser posible "estirar" el ADN de una célula humana, mediría dos metros o el código genético se transcribe con tan sólo cuatro letras químicas o bases: la adenina (A) que hace par con la timina (T) y la citosina (C) que hace par con la guanina (G). El genoma humano está compuesto por entre 2,8 y 3,5 millones 3. Genes Sólo el 3% del total del genoma humano está compuesto por genes - el resto son "deshechos". Los genes son secuencias especiales de cientos o miles de pares de bases que constituyen la matriz para la fabricación de todas las proteínas que el cuerpo necesita producir y determinan las características hereditarias de la célula u organismo A LOS GENES Lic. Susana Ramirez Castillo 68 6. Cuerpo Cada una de las células de nuestro cuerpo se "especializa" en realizar determinada tarea de acuerdo con las instrucciones genéticas incluidas en el genoma. El resultado: la formación de sangre, músculos, huesos, órganos. El cuerpo humano está integrado por un total de 100 billones (millones de millones) de células. DEL ADN 5. Núcleo y célula . El total de 46 cromosomas humanos se encuentran en el núcleo de cada célula del cuerpo humano (excepto las células reproductoras, que sólo tienen la mitad). De esta forma, la mayoría de las celulas contienen toda la "fórmula" para crear un ser humano 4. Cromosomas A L SER HUMANO El número total de genes que existe en cada célula humana no se conoce con precisión, aunque se estima que oscile entre 30.000 y 120.000. Todos ellos, conjuntamente con el restante material genético de deshecho, se distribuyen en "cápsulas" llamadas cromosomas. Cada ser humano cuenta con 23 pares de cromosomas, proveniendo un juego del padre y otro de la madre Como se descodifica el ADN 1. Seccionamiento Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas integradas por un gran número de compuestos químicos llamados nucleótidos. La unión de estas piezas genéticas constituyen la típica doble hélice. Para estudiar el ADN, los científicos utilizan encimas que cortan la cadena en varias secciones. Existen mcCétodos que permiten aislar cada uno de los cromosomas (cápsulas de material genético). Lic. Susana Ramirez Castillo 69 2. Clonación Se producen millones de copias de cada una de las secciones del ADN a estudiar por medio de bacterias. 3. Clasificación Las copias de los fragmentos de ADN son distribuidas en cuatro soluciones especiales. Cada una de éstas contiene sustancias químicas que permiten reconocer en qué "letra química" o base nitrogenada termina cada sección: adenina (A), timina (T), citosina (C) o guanina (G). Al identificar la última letra, se agrega una "etiqueta fluorescente". 4. Selección Los fragmentos de ADN clasificados se introducen en finos tubos de ensayo llenos de gel. Una carga eléctrica sumerge lentamente a los fragmentos de información genética en los tubos. Las secciones pequeñas viajan más rápido que las grandes. Esto permite a su vez clasificarlas de acuerdo con su longitud 5. Lectura Eventualmente, todos los fragmentos estarán ordenados de acuerdo a su tamaño, y cada uno tendrá un par de bases o "escalón" más o menos que sus respectivos vecinos. En esta disposición, la etiqueta fluorescente que identifica el final de cada sección puede ser leída por un rayo láser que dará como resultado la secuencia genética del fragmento original de ADN. De esta forma, la suma de todas las innumerables piezas da como resultado el genoma humano. http://www.bbc.co.uk/spanish/extra0006genomac5.htm Existen varios tipos de ARN cada uno con función distinta. Los que forman parte de las subunidades de los ribosomas se les denomina ARN ribosomal (rARN), los ARN que tienen la función de transportar los aminoácidos activados, desde el citosol hasta el lugar de síntesis de proteínas en los ribosomas; se les conoce por ARN de transferencia (tARN) y los ARN que son portadores de la información genética y la Lic. Susana Ramirez Castillo 70 transportan del genoma (molécula de ADN en el cromosoma) a los ribosomas son llamados ARN mensajero (mARN). El tamaño de las moléculas de ARN es mucho menor que las del ADN. En el caso de E. coli va de menos de 100 nucleótidos en los tARN hasta casi 4000 (4kb) en rARN 5.6.3 El Código Genético: Diccionario de la Vida El código genético viene a ser un diccionario molecular. Constituye las reglas de correspondencia entre los codones (grupo de tres nucleótidos) y los aminoácidos El codón, constituye una palabra en el lenguaje de los ácidos nucléicos, y esta palabra es traducida por un aminoácido. Este código es universal, desde las bacterias hasta el hombre. Es decir, la interpretación de los codones por aminoácidos es igual en todas las células, todas "leen" de la misma manera los genes. 1* Base Segunda base U UUU U UUC UUA UUG CUU C CUC CUA CUG AUU A AUC C Phe Leu Leu Leu Ile AUA Ile UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA AUG Met ACG GUU G GUC GUA GUG Val Val GCU GCC GCA GCG A Ser Ser Pro Pro Thr Thr Ala Ala UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG 3* Base G Tyr Stop His Gln Asn Lys Asp Glu UGU UGC Cys U C UGA Stop A UGG Trp G CGU U CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG Arg Arg Ser Arg Gly Gly C A G U C A G U C A G Met La Metionina es la proteína que inicia toda cadena de aminoácidos. Stop Indica que esta combinación detiene el proceso de síntesis de proteínas. Lic. Susana Ramirez Castillo 71 5.7 Enfermedades genéticas La alteración de la secuencia de ADN que constituye el genoma humano puede causar la expresión anormal de uno o más genes, originando un fenotipo patológico. Las enfermedades genéticas pueden estar causadas por mutación de la secuencia de ADN, con afectación de la secuencia codificante (produciendo proteínas incorrectas) o de secuencias reguladoras (alterando el nivel de expresión de un gen), o por alteraciones cromosómicas, numéricas o estructurales. La alteración del genoma de las células germinales de un individuo se transmite frecuentemente a su descendencia. Actualmente el número de enfermedades genéticas conocidas es aproximadamente de 4.000, siendo la más común la fibrosis quística. El estudio de las enfermedades genéticas frecuentemente se ha englobado dentro de la genética de poblaciones. Los resultados del Proyecto Genoma Humano son de gran importancia para la identificación de nuevas enfermedades genéticas y para el desarrollo de nuevos y mejores sistemas de diagnóstico genético, así como para la investigación en nuevos tratamientos, incluída la terapia génica TRABAJO PRÁCTICO 1 1. Identifica las características del ADN y ARN escribiendo en las espinas del siguiente esquema (4p) ADN ARN 2. Completa el siguiente cuadro precisando las funciones de los tipos de ARN Lic. Susana Ramirez Castillo 72 TIPOS DE ARN FUNCIÓN TRABAJO PRÁCTICO 2 1. Representa utilizando materiales reciclables el ADN Y EL ARN y señala sus componentes 2. A qué se llaman mutaciones y ¿Por qué ocurren estas alteraciones? 3. Nombra 4 alteraciones genéticas, explica ¿En qué consisten y cómo se pueden prevenir las alteraciones genéticas? Lic. Susana Ramirez Castillo 73 _____________________________ PRACTICA EXPERIMENTAL Extracción del ADN de una cebolla Aprendizaje Esperado: Extrae filamentos del ADN de las células vegetales 1. Información La extracción de ADN requiere una serie de etapas básicas. En primer lugar tienen que romperse la pared celular y la membrana plasmática para poder acceder al núcleo de la célula. A continuación debe romperse también la membrana nuclear para dejar libre el ADN. Por último hay que proteger el ADN de enzimas que puedan degradarlo y para aislarlo hay que hacer que precipite en alcohol. La solución de lavavajillas y sal ayudada por la acción de la licuadora es capaz de romper la pared celular y las membranas plasmática y nuclear. Los zumos de piña y papaya contienen un enzima, la papaína, que contribuye a eliminar las proteínas que puedan contaminar el ADN. El alcohol se utiliza para precipitar el ADN que es soluble en agua pero, cuando se encuentra en alcohol se desenrolla y precipita en la interfase entre el alcohol y el agua. 2. Materiales y reactivos MATERIAL: • • • • • • • • • • • Lic. Susana Ramirez Castillo una cebolla grande fresca detergente lavavajillas sal agua destilada zumo de piña o papaya alcohol de 96º muy frío (puede sustituirse por vodka helado) un vaso de los de agua un vaso de cristal alto (se mantiene en la nevera hasta que vaya a utilizarse) un cuchillo una varilla de cristal una batidora 74 3. ¿Cómo hacerlo? 1. Corta la zona central de la cebolla en cuadrados 2. En un vaso de agua echa 3 cucharaditas de detergente lavavajillas y una de sal y añade agua destilada hasta llenar el vaso. 3. Mezcla esta solución con los trozos de cebolla 4. Licúa el conjunto, con la batidora, a velocidad máxima durante 30 segundos 5. Filtra el líquido obtenido con un filtro de café 6. Llena hasta la mitad aproximadamente un vaso de cristal alto con la disolución filtrada 7. Añade 3 cucharaditas de café de zumo de piña o papaya y mezcla bien 8. Añade un volumen de alcohol muy frío equivalente al del filtrado, cuidadosamente, haciéndolo resbalar por las paredes del vaso para que forme una capa sobre el filtrado. Puedes utilizar la varilla de vidrio o una cucharilla para ayudarte. 9. Deja reposar durante 2 ó 3 minutos hasta que se forme una zona turbia entre las dos capas. A continuación introduce la varilla y extrae una maraña de fibras blancas de ADN. 4. Observaciones y gráficos: ¿Qué ha ocurrido? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5. Formula dos o tres preguntas de la experiencia. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.Los estudiantes buscaran y traerán previamente información científica de cómo se podría extraer el ADN o el maestro facilitara una hoja informativa relacionado con el contenido para que los estudiantes tengan mayor soporte teórico y puedan así formular Hipótesis 6 .Formula 2 hipótesis tratando de dar explicaciones de la experiencia, de acuerdo al planteamiento del problema ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Lic. Susana Ramirez Castillo 75 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7. Explica y sustentan coherentemente cada una de las hipótesis 8. Conclusiones: ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- SESIÓN DE APRENDIZAJE .TÍTULO: “LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA” Bloque Nº Componentes químicos de la vida I. PROPÓSITOS: • Capacidad Fundamental Aprendizajes esperados Actitudes Pensamiento creativo • • Discrimina los componentes y los tipos de ácidos nucleicos Extrae el ADN utilizando materiales sencillos • Muestra esfuerzo en el trabajo de equipo II. CONTENIDO TRANSVERSAL: • Identidad y relación de género PROCESO PEDAGÓGICO ENTRADA MOTIVACIÓN RECOJO DE SABERES PREVIOS ACTIVIDADES/ESTRATEGIAS DE APRENDIZAJE Observan diferentes objetos y predicen por que son semejantes Observan el Módulo del ADN Dialogan y dan sus respuestas Técnica del metaplan, para responder en grupo ¿Qué son ácidos nucleicos ?¿Por qué son importantes en nuestra vida? Lic. Susana Ramirez Castillo 76 TIEMPO APROX ETAPAS III. SECUENCIA DIDÁCTICA: 5 5 PROCESO CONFLICTO COGNITIVO PROCESO DE INFORMACIÓ N SALIDA EVALUACIÓN REFLEXIÓN DE LO APRENDIDO (METACOGNI CIÓN) ¿Por qué somos parecidos a nuestros padres? Observan el módulo del ADN y se van dando explicaciones con la participación de los estudiantes. Leen la ficha informativa de los ácidos nucleicos y extraen las características del ADN y ARN Revisan el libro Genoma : visualizan, examinan y registran algunos datos del ADN y ARN Establece las diferencias que sedan entre el ADN y ARN Representan gráficamente los componentes del ADN Y ARN ¿Cuales la importancia de los ácidos nucleicos en nuestra vida? Para que nos sirve aprender los ácidos nucleicos 10 30 20 10 IV. EVALUACIÓN: CRITERIOS DE EVALUACIÓN Comprensión de Información Indagación y experimentación Responsabilidad Lic. Susana Ramirez Castillo INDICADORES DE EVALUACIÓN • • • Discrimina los tipos de ácidos nucleicos utilizando un cuadro comparativo Describe los tipos de ARN en un grafico Explica la importancia biológica de los ácidos nucleicos. • • Extrae el ADN utilizando materiales sencillos Representa gráficamente los componentes del ADN utilizando materiales reciclables • Muestra esfuerzo en la realización del trabajo de equipo • Escucha los aportes de sus compañeros Cumple con el trabajo acordado 77 EVALUACIÓN 1. Lee, examina y registra la información científica de algunos aspectos esenciales del ADN Y ARN (8p) ACIDOS NUCLEICOS ADN ARN CARACTERISTICAS 1.Localización 2.Componentes 3.Estructura (forma) 4.Funciones 4. Representa gráficamente los componentes del ADN (4p) 5. Completa el esquema considerando los tipos de ARN presentes en la materia viviente y explicando la función que desempeñan ,(4p) ARN 6. Explica la importancia biológica del ADN y ARN? Lic. Susana Ramirez Castillo 78 GLOSARIO: Genotipo o genoma: Es el conjunto de genes que posee un organismo y que ha heredado de sus progenitores. -Fenotipo: Es la expresión externa del genotipo de un individuo. El fenotipo también esta influenciado por la acción del medio ambiente. -Cromosomas homólogos: Son aquellos que tienen información para un determinado caracter. -Haploide: Son las células o individuos que posen un numero (n) de cromosomas distintos o dicho de otro modo, los que tan solo presentan una copia completa de la información genética de la especie. -Diploide: Son células o individuos que presentan 2 copias completas de la información genética de la especie en la que aparecen 2 cromosomas homólogos del mismo tipo. -Individuo homocigótico o raza pura: Individuo que posee dos alelos idénticos para el mismo caracter. Por ejemplo, para color de plumaje azul, vv, el individuo seria homocigoto. -Individuo heterocigótico o híbrido: Individuo que posee dos alelos diferentes para un mismo caracter. Por ejemplo color de plumaje verde vV. -Alelo dominante: Es aquel que enmascara la presencia del otro alelo diferente para el mismo caracter. -Alelo recesivo: Es aquel que solo se manifiesta cuando el individuo es raza pura para un caracter. Por ejemplo los periquitos azules solo pueden ser azules si sus alelos para color de plumaje son vv, porque con vV ya se manifiesta el color verde al ser el alelo dominante. Bibliografía 1. Alberts et al (2004), Biología molecular de la célula, Barcelona: Omega. 2. Lodish et al. (2005), Biología celular y molecular, Buenos Aires: Médica Panamericana. 3. Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. (2002), Citología e histología vegetal y animal, McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U.. ISBN 84-486-0436-9. 4. www.bbc.co.uk/spanish/extra0006genomaa.htm 5. www.casaciencia.org/docs/mc2-clonacion-humana.pdf. 6. Walter,Richard.Genes y ADN.Mexico DF:Ediciones altea,2003. 7. http://www.arrakis.es/~lluengo/anucleicos.html 8. http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c1-1-1-3.html 9. ashttp://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001832/lecciones/estructura_genoma.html 10. http://www.juntadeandalucia.es/averroes/concurso2006/ver/26/genetica1.html 11. http://es.wikipedia.org/wiki/Genoma _humano Lic. Susana Ramirez Castillo 79 UNIDAD VI APRENDIZAJES ESPERADOS • Analiza y reflexiona la importancia de los ecosistemas y la biodiversidad del Perú asumiendo la protección y conservación del entorno. Lic. Susana Ramirez Castillo 80 MÓDULO: ECOSISTEMA Y BIODIVERSIDAD ¿Qué es un ecosistema? • • • • • Nombra 5 ecosistemas ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Las comunidades de animales y vegetales junto con el lugar en que viven forman un ecosistema. Los seres vivos (componentes bióticos) están relacionados entre si, pero también se relacionan con el ambiente en que habitan. Éste esta integrado por los componentes abióticos: agua, aire, tierra, luz. 6.1 Ecosistema y funcionamiento 6.1.1Concepto de Ecosistema Ecosistema es una unidad formada por factores bióticos (o integrantes vivos como los vegetales y los animales) y abióticos (componentes que carecen de vida, como Lic. Susana Ramirez Castillo 81 por ejemplo los minerales y el agua), en la que existen interacciones vitales, fluye la energía y circula la materia. Los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por una trama de elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos) 6.1.2 ¿Bióticos o abióticos? ¿Componentes o factores? Los componentes bióticos son los que tienen vida (bios: vida). Comprenden a todos los seres vivos: plantas, animales, hongos, bacterias. Por su parte, los abióticos son los que no tienen vida, son inertes (a: sin, bios: vida). Están compuestos por factores y componentes. Algunos de los factores son los edáficos, los topográficos y los climáticos. Y los componentes son el agua, el aire, la tierra y la luz. 6.1.3. El hábitat y el nicho ecológico Dos conceptos en estrecha relación con el de ecosistema son el de hábitat y el de nicho ecológico. El hábitat es el lugar físico de un ecosistema que reúne las condiciones naturales donde vive una especie y al cual se halla adaptada. Cada organismo tiene un lugar especial para vivir .Las cochinillas buscan sitios húmedos debajo de las piedras y troncos viejos. Por ejemplo Los guacamayos prefieren los árboles frondosos de la selva amazónica. Ese lugar especial donde se desarrolla un ser vivo se llama hábitat NICHO ECOLÓGICO • Carnívoros: Ronsoco, tapir, venado, aves, tortugas y peces. Son depredadores, cazadores, felinos, nadador, astuto. Trepa árboles para cazar. • • • Ayuda mantener el equilibrio ecológico en su territorio. PantheraOnco (latín) Uturuncu (Quechua) HABITAT • • Bosques pantanosos. Vegetación espesa Amazonía del Perú. México y Argentina Lic. Susana Ramirez Castillo 82 El nicho ecológico es el modo en que un organismo se relaciona con los factores bióticos y abióticos de su ambiente. Incluye las condiciones físicas, químicas y biológicas que una especie necesita para vivir y reproducirse en un ecosistema. La temperatura, la humedad y la luz son algunos de los factores físicos y químicos que determinan el nicho de una especie. Entre los condicionantes biológicos están el tipo de alimentación, los depredadores, los competidores y las enfermedades, es decir, especies que rivalizan por las mismas condiciones 6.1.4.. Niveles de organización ¿Cómo estamos formados? Un individuo es un ser vivo. Puede estar formado por una sola célula como la ameba, o por asociaciones de células. Por eso se dice que la célula es la unidad primigenia de todo ser vivo. Las células se agrupan en tejidos, a su vez, los diferentes tejidos dan origen a los órganos, como el corazón, los pulmones, la piel, el hígado, los huesos, etc. Los órganos se asocian y forman sistemas más complejos que cumplen funciones: el sistema respiratorio, digestivo, urinario, etc. El más pequeño de todos los tapires tiene un pelaje lanudo, muy útil para soportar el frío y los fuertes vientos de Los Andes. El tapir andino o del páramo (Tapirus pinchaque) Vicugna vicugna A diferencia de sus demás parientes, su hogar son las tierras altas (páramos y bosques nublados) de la Cordillera Andina de Colombia, Ecuador y Perú La mayor cantidad de tapires andinos se encuentran en las montañas de Piura, entre los 1700 y 4500 metros de altura. Básicamente en Ayabaca Periodo de gestación de 400 días. Nace una sola cría En el Perú sobreviven entre 200 y 400 ejemplares, y no muchos más en Ecuador y Colombia Lic. Susana Ramirez Castillo ESPECIE: Vicuña 83 Los individuos nunca están aislados. Necesitan agruparse con otros de su misma especie para poder desarrollarse, ésta agrupación se llama población. Las poblaciones conviven con otras en un área determinada y se relacionan entre sí, formando una comunidad. GOMEZ (1995) Nos dice “Las comunidades biológicas están conformadas por poblaciones, una población es una agrupación de organismos similares. En la comunidad de la charca, por ejemplo ,hay poblaciones de peces ,poblaciones de insectos, población de gusanos, población de algas, población de juncos y población de ranas, entre otras” Un ecosistema comprende una o más comunidades que están en un mismo ambiente natural. Existen muchas clases de ecosistemas, todos ellos conforman el nivel más alto de organización que es la biosfera. Entonces, la biosfera abarca todos los ecosistemas que hay en nuestro planeta. 6.1. 5 FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen en el ecosistema. Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarías, los ciclos de la materia y los flujos de energía. a) .Las cadenas y niveles tróficos La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica. Las diferentes cadenas alimentarías no están aisladas en el ecosistema sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica. Lic. Susana Ramirez Castillo 84 Ejemplos de cadenas alimentarías de tres eslabones serían: Hierba Vaca Hombre Alga krill Ballena Las cadenas alimentarías suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones - seis constituyen ya un caso excepcional-. Ej. de cadena larga sería: Algas rotíferos tardigrados Lic. Susana Ramirez Castillo nemátodos 85 musaraña autillo ¿Quiénes son los productores? Las plantas son los únicos organismos capaces de fabricar alimento partiendo de componentes abióticos. Toman dióxido de carbono del aire, agua y sales minerales del suelo y, con la ayuda de la energía solar, producen su propio alimento. Por eso se les llama organismos productores. Sólo los productores primarios pueden obtener energía de la luz solar para realizar sus procesos de biosíntesis, los demás organismos, incapaces de realizar fotosíntesis, deben obtener la energía directa o indirectamente de los productores primarios. Esta secuencia de relaciones de producción-consumo, a través de las cuales fluye energía se denomina cadena trófica ¿Quiénes son los consumidores? Se llama consumidores a los organismos que no producen su propio alimento, sino que se alimentan de otros seres vivos. Vamos juntos a conocer a este grupo: Los “vegetarianos”: Hay animales que se alimentan exclusivamente de vegetales como la liebre, el tapir, el conejo, el caballo, la vaca, etc. y por eso reciben el nombre de herbívoros (del latín herba: hierba y voro: comer), son consumidores de primer orden. Los “carnívoros”: Otros animales como el zorro, el águila y el otorongo, etc. se alimentan de carne. Se llaman carnívoros y son consumidores de segundo, tercero o cuarto orden. Si comen animales herbívoros, son de segundo orden. Son de tercer orden, si come consumidores de segundo orden. Por ejemplo la lechuza que se come al sapo. Es un consumidor de cuarto, por ejemplo, el parásito que le chupa la sangre a la lechuza. Un tercer grupo de animales lo forman los omnívoros (del latín ovnis: todo), que comen tanto carne como vegetales. Son consumidores de primer y segundo o tercer orden a la vez. Son omnívoros el hombre, perro, algunos monos, algunas aves, etc. ¿Quiénes son los descomponedores? Son los hongos y las bacterias microscópicas que se encargan de transformar los desechos de los animales y las plantas muertas en elementos simples (sales minerales) que vuelven al suelo y que serán transformados nuevamente en alimentos por las plantas. La energía fluye hacia arriba a lo largo de la cadena alimentaria. En un ecosistema, la cadena alimentaria expresa la relación entre los organismos vivos, e indica cuáles son comidos y cuáles comen a cada paso. En el nivel inferior de la cadena alimentaria están las plantas, que crean sus tejidos directamente de la luz del sol Lic. Susana Ramirez Castillo 86 Trabajo Práctico: 3. Selecciona dos especies y señala el hábitat y nicho ecológico 4. Explica con un flugograma el paso de los elementos químicos en la materia. 3. Analiza el ciclo del carbono y explica la importancia b) Ciclos de la materia.Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales. Después los van devolviendo a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxígeno, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. cuyo estudio es esencial para conocer su funcionamiento. Ejemplo : El ciclo del Carbono Lic. Susana Ramirez Castillo 87 c) Flujo de energía El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. Por esto no es posible un ciclo de la energía similar al de los elementos químicos Decimos, entonces que el flujo de energía en los ecosistemas es unidireccional, porque proviene de sol y no retorna a él, y es abierto, ya que la energía utilizada por los seres vivos se disipa en forma de calor, sin que exita la posibilidad de reutilizarla En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluyegenerando organización en el sistema anatómico-fisiológico íntimamente unidos entre si. Ciclo energético del ecosistema Energía solar Ciclo del agua Ciclo del oxígeno Ciclo del nitrógeno Ciclo del Carbono Ciclo del Fósforo Calor en el ambiente ¿De dónde viene la energía que recibimos en la tierra? --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------La luz solar es la fuente de energía que alimenta el planeta tierra; la circulación de los vientos y las corrientes en los océanos son generados por aquella. Sin embargo, no todos los organismos pueden aprovecharla directamente, solamente lo hacen los productores primarios, capaces de realizar fotosíntesis. Lic. Susana Ramirez Castillo 88 6.2. Ecosistemas del Perú Según DUFFY (2005) El Perú, con una extensión de 1 285 256 6 Km 2 comprende nueve ecoregiones y el mar (tropical y frío), basándose en la topografía, clima, flora y fauna. Estás zonas geográficas se caracterizan por tener condiciones semejantes de clima, suelo, cultura, flora y fauna. 6.2.1 Diversidad biológica o biodiversidad El Perú es un país privilegiado por la abundante diversidad de recursos que posee: de los 103 ecosistemas de vida del mundo el Perú tiene 84, posee el 18.5% de las especies de aves, el 9% de las especies animales, el 7.8% de plantas Cultivables, entre otros. La biodiversidad o diversidad biológica es un concepto que engloba a todos los seres vivos de la Tierra y comprende cuatro componentes básicos: las especies de flora y fauna tanto silvestres como domesticadas (así como sus parientes silvestres), la variabilidad genética, los ecosistemas y la diversidad humana. Diversidad biológica se refiere al número de especies, ecosistemas, culturas y variabilidad de genes que existen en un lugar determinado. CONAM - Perú Megadiverso 1999 Como lo resalta DUFFY (2005) En gran medida la megadiversidad del país se debe al mar frente a sus costas (la corriente fría de Humboldt y la corriente del Niño), la cordillera de los Andes, la amazonía y los vientos del Atlántico por ello que teneos diversos climas, que a su vez son causantes de la variedad de ecosistemas en los que se albergan diferentes especies. 6.2.2. Niveles de la diversidad biológica: La biodiversidad comprende la diversidad genética, de especies y de ecosistemas en nuestro planeta o en una determinada región. Lic. Susana Ramirez Castillo 89 Niveles de la diversidad biológica La diversidad genética La diversidad de especies La diversidad de ecosistemas · La diversidad genética representa la variación hereditaria dentro y entre poblaciones de organismos, cuya base está en los cromosomas. · La diversidad de especies se refiere al número de especies presentes en un ecosistema y es sinónimo de "riqueza de especies". Hasta el presente se han descrito cerca de 1,7 millones de especies de seres vivos, pero se calcula que existan entre 5 y 100 millones. · La diversidad de ecosistemas se refiere a la distribución espacial de los diversos ecosistemas (bosques, lagos, ríos, desiertos, etc.) y que albergan las especies y las poblaciones en forma de hábitat y comunidades vegetales y animales Perú: País Megadiverso El Perú está entre los 10 países de mayor diversidad de la Tierra, conocidos como "países megadiversos", por su riqueza en ecosistemas, especies, recursos genéticos y culturas aborígenes con conocimientos resaltantes. Diversidad de especies El Perú posee una muy alta diversidad de especies, a pesar de los registros Lic. Susana Ramirez Castillo 90 incompletos y fragmentados. Los microorganismos (algas unicelulares, bacterias, protozoos y virus), los organismos del suelo y de los fondos marinos han sido muy poco estudiados. En cuanto a la flora se calculan unas 25 000 especies (10% del total mundial) de las cuales un 30% son endémicas. Es el 5º país en el mundo en número de especies; 1º en número de especies de plantas de propiedades conocidas y utilizadas por la población (4 400 especies); y 1o en especies domesticadas nativas (128). En lo referente a la fauna, es el 1º en peces (2 000 especies, 10% del total mundial); el 2º en aves (1 730 especies); el 3º en anfibios (330 especies); y el 3º en mamíferos (462 especies). El Perú es uno de los países más importantes en especies endémicas con al menos 6 288, de las cuales 5 528 son plantas y 760 son de fauna. En la costa del Perú existen 65 lomas, que abarcan 783 mil hectáreas y se ubican en una altitud entre el nivel del mar y 800 metros sobre el nivel del mar. En ellas podemos encontrar 38 géneros de flora, 24 especies de mamíferos, 71 especies de aves, 7 especies de reptiles (incluye 2 especies venenosas y 5 lagartijas) y numerosos invertebrados (incluyendo 256 especies de artrópodos) Diversidad de recursos genéticos El Perú posee una alta diversidad genética por ser uno de los centros mundiales de origen de la agricultura y la ganadería, y, en consecuencia, es uno de los centros mundiales más importantes de recursos genéticos de plantas y animales. Es el primer país en variedades de papa, ají, maíz (36) granos andinos, tubérculos y raíces andinas. Tiene muy alto sitial en frutas (650 especies), cucurbitáceas (zapallos y relacionados), plantas medicinales, ornamentales, y plantas alimenticias (787 especies). Fuente: CONAM _ Biodiversidad y Desarrollo-1999 ¿POR QUÉ SOMOS UN PAÍS CON ALTA DIVERSIDAD BIÓLÓGICA? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Lic. Susana Ramirez Castillo 91 DIVERSIDAD DE RECURSOS GENÉTICOS El Perú posee una alta diversidad genética por ser uno de los centros mundiales de origen en la agricultura y ganadería. Siendo el primer país en variedad de papa ají y maíz, granos y raíces andinos. El 40 % de los alimentos del mundo han sido Mayor centro genético del mundo. domesticados en el Perú: 3,000 variedades de papa: 1º en el mundo. 50 ecotipos de maíz: . 4 cereales domesticados en el Perú: quinua, 40º del total mundial. kiwicha, maíz y kañiwa. 2,016 variedades de camote: 65.1 del total mundial. Cucurbitáceas: Zapallos y caiguas. Leguminosas: Pallar, frijol, ñuña y tarwi. Raíces y Tubérculos: Arracacha, Yuca, Maca, Yacón, Oca, Olluco, etc. Condimenticias: Variedades de ajíes. Algodón: Algodón de 3 colores. Cacao: 3 variedades. 650 especies de frutas: Chirimoya, Camu Camu, Aguaymanto, Lúcuma, Sauco, Cocona, Guaraná. Tumbo, Piña, etc. 1,408 especies de plantas medicinales: Uña de Gato, Sangre de Grado, Hercampuri, Toé, Manayupa, Ojé, Muña, Verdolaga, Llantén, etc. 1,608 especies ornamentales: Cantuta, Amancae, Ponciana, etc. 618 para madera y construcción: Cedro, Caoba, Tornillo, Ishpingo, etc. 483 especies forrajeras: Ichu, Junco, Totora, etc. 134 para tintes y colorantes: Aliso, Tara, Chilca, etc. 179 especies tóxicas y venenosas: Barbasco, etc. 132 especies para leña y carbón: Algarrobo, Huarango, Intimpa, etc. 123 especies para agroforestería: Queuña, Quishuar, Molle, etc. 4 camélidos sudamericanos: Silvestres: Guanaco, Vicuña. Domesticados: Llama, Alpaca. Lic. Susana Ramirez Castillo 92 Otras especies domesticadas: Cuy, Pato Criollo y Cochinilla. DIVERSIDAD DE ESPECIES El Perú posee muy ata diversidad de especies,a pesar de los registros incompletos que tenemos Doce países albergan el 70 % de la biodiversidad del mundo: Brasil, Colombia, Perú: 4º lugar. Ecuador, Perú, México, Zaire, Madagascar, Australia, China, India, Indonesia y Malasia. Endemismo: Perú: 9º lugar. 25,000 especies de flora: 10 % del total mundial. 7,500 plantas endémicas: 5º en el mundo. 4,400 plantas nativas utilizadas por la 1º en el mundo. población: 128 plantas nativas domesticadas: 2,000 especies continentales: de peces 1º en el mundo. marinos y 1º en el mundo. 3,000 especies de orquídeas: 10 % del total mundial. Más de 1,806 especies de aves: 2º en el mundo. 109 aves endémicas: 7º en el mundo. 3,532 especies de mariposas: 1º en el mundo. 350 mariposas endémicas: 3º en el mundo 333 especies de anfibios: 3º en el mundo. 89 anfibios endémicos: 12º en el mundo. 462 especies de mamíferos: 3º en el mundo. 46 mamíferos endémicos: 11º en el mundo. 298 especies de reptiles: 12º en el mundo. 98 reptiles endémicos: 10º en el mundo. Lic. Susana Ramirez Castillo 93 DIVERSIDAD DE PAISAJES Y ECOSISTEMAS 13% de los bosques tropicales amazónicos 2º en el mundo. 756,866 km2 de selva amazónica: 11 ecorregiones: Mar Frío, Mar Tropical, Desierto Costero, Bosque Seco Ecuatorial, Bosque Tropical del Pacífico, Serranía Esteparia, Puna, Páramo, Selva Alta, Selva Baja y Sabana de Palmeras. 84 de las 117 zonas de vida del mundo: 71.8 % del total mundial. 28 de los 32 tipos de clima del mundo: 87.5 % del total mundial. 186 zonas geotérmicas: 39 % en Sudamérica. 12,000 lagos y lagunas altoandinas. . Es una de las 20 grandes áreas glaciales del 18 cordilleras con 3,044 glaciares. mundo: 1,800 de los 7,250 km de la Cordillera de los 24.8 % del total. Andes: Cordillera tropical más grande del mundo Cordillera Blanca Acceso de 3 macrocuencas: Amazonas, Titicaca y Pacífico. 72 grupos humanos con cultura y tecnología 10º en el mundo. propia: Glosario Alga. Plantas talofitas, unicelulares o pluricelulares, que viven de preferencia en el agua, tanto dulce como marina. Generalmente están provistas de clorofila que le da la pigmentación verdosa, pero algunas veces está acompañada de otros pigmentos de colores variados. El talo de las pluricelulares tiene forma de filamento, de cinta o de lámina y puede ser ramificado. Áreas Naturales Protegidas. Son espacios continentales o marinos del territorio nacional reconocidos, establecidos y protegidos legalmente por el Estado como tales, debido a su importancia para la conservación de la diversidad biológica y demás valores asociados de interés cultural, paisajístico y científico, así como su contribución al desarrollo sostenible del país. Biocenosis o Comunidad Biológica. Conjunto de organismos de especies diversas, vegetales o animales, que viven y se reproducen en un determinado biotopo. Biodiversidad. Diversidad biológica. Variedad de especies animales y vegetales en su medio ambiente. Biodegradable. Se dice del compuesto químico que puede ser degradado por acción biológica. Lic. Susana Ramirez Castillo 94 Bioma. Comunidad biológica fácilmente diferenciable de otras por las interacciones que se dan en su seno, entre factores climáticos, físicos y bióticos. Biomasa. Cantidad total, en un momento dado, de una especie, grupo de especies o toda una comunidad por unidad de área o volumen de hábitat. Biosfera. También llamado Biósfera. Es la parte de la tierra en la que habitan los seres vivos. Conjunto de los seres vivos del planeta Tierra. Biota. Flora y fauna de un área. Biotopo. Territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en él se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos. Bosque. Comunidad vegetal compuesta de árboles, matas y a veces arbustos, que forman pocos estratos superpuestos Bosque tropical. Los bosques tropicales son mejor conocidos como selvas y se encuentran cerca del ecuador donde los niveles de temperatura y luz permanecen más o menos constantes durante todo el año. En los lugares donde la lluvia está distribuida uniformemente durante el año, se presentan los bosques lluviosos tropicales; en los casos en los que los niveles de precipitación varían y hay una estación seca pronunciada, existen los bosques tropicales húmedos; y en las áreas con menos humedad, se presentan los bosques secos y las sabanas. Ciclo biogeoquímico Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. Detritívoros (Descomponedores). Dentro del grupo de los productores secundarios, además de los animales grandes y longevos, está el grupo de los detritívoros o descomponedores, formado fundamentalmente por los hongos y las bacterias Impacto Ambiental. Posibles alteraciones en el ambiente, como consecuencia de actividades humanas o influencias externas varias. Incendio forestal. Proceso en el que el fuego actúa en el medio natural, los espacios naturales o los espacios forestales, de manera espontánea o como consecuencia de la intervención humana. Liquen, es. Organismo resultante de la simbiosis de hongos con algas unicelulares, que crece en sitios húmedos, extendiéndose sobre las rocas o las cortezas de los árboles en forma de hojuelas o costras grises, pardas, amarillas o rojizas Microclima. Clima que afecta directamente a un organismo o una comunidad. Microfauna. Pequeños animales con un tamaño menor a 5 mm. Referente por lo general a a la fauna del suelo. Microflora. Comprende algas microscópicas, bacterias y hongos. Generalmente, se refiere a la flora del suelo. Lic. Susana Ramirez Castillo 95 Microorganismo. Organismo microscópico, como bacterias, unicelulares y protozoarios. Vulgarmente conocidos como microbios. hongos, algas Nicho Ecológico. Conjunto de todos los factores que afectan directamente a un organismo y determinan su rol en el ecosistema. Nitrito. Sal formada por la combinación del ácido nitroso con una base. Nitrato. Sal formada por la combinación del ácido nítrico con una base. Nitrógeno. Elemento químico de número atómico 7. Es un gas abundante en la corteza terrestre, constituye las cuatro quintas partes del aire atmosférico en su forma molecular N2, y está presente en todos los seres vivos. Es de características inerte, incoloro, inodoro e insípido, se licua a muy baja temperatura. Se emplea como refrigerante, en la fabricación de amoniaco, ácido nítrico y sus derivados, explosivos y fertilizantes. Nivel Trófico. Lugar de un organismo en la cadena o red alimenticia. País megadiverso es la denominación que se da a cualquiera de los 19 países con mayor índice de biodiversidad de la Tierra.Se trata principalmente de países tropicales, como los del sureste asiático y de Latinoamérica. Albergan en conjunto más del 70% de la biodiversidad del planeta, suponiendo sus territorios el 10% de la superficie del planeta. Relaciones Interespecíficas. Cuando individuos de distinta especie establecen una relación, ésta se llama interespecífica. Por ejemplo, las abejas con las flores o las pulgas con los perros, etc. Relaciones Intraespecíficas. Los organismos que habitan una comunidad se relacionan entre sí. Cuando pertenecen a la misma especie la relación se llama intraespecífica. Por ejemplo, la relación que existe entre un banco de sardinas o entre una manada de ovejas, etc. Relación de Neutralismo. Se da cuando organismos de diferentes especies conviven en un mismo lugar sin molestarse. Son un magnífico ejemplo los elefantes, las cebras y las jirafas, que aunque consumen el mismo alimento conviven pacíficamente. Relación Simbiótica. Se denomina así a la asociación de organismos de diferentes especies que se favorecen mutuamente en su existencia o que se beneficia una de las especies pero sin perjudicar a la otra. Reserva Natural. Espacio natural, constituido por ecosistemas o elementos biológicos que por su fragilidad, importancia o singularidad son objeto de protección legal para garantizar su conservación. Lic. Susana Ramirez Castillo 96 BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFÍA 1. BRACK, Antonio. Enciclopedia del Perú. 2. DUFFY AGULAR Elizabeth .2005.El ambiente en el que vivimos. Perú. 3. ECHARRI, Luis.1998. Ciencias de la tierra y del medio ambiente. Libro electrónico. 4. GOMEZ, Carlos .1995.Enciclopedia de Biología.Bogota-Colombia 5. MARGALEF. 1974. Ecología. Omega. 6. ODUM, E. 1972. Ecología. Interamericana. Biblioteca Departamento de Biología Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. 7. RICKLEFS, R. 1998. Invitación a la ecología. Panamericana. Ubicación: Biblioteca Luis Angel Arango. 8. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap04/04_0 3_04.htm. 9. http://www.jmarcano.com/nociones/trofico.html 10. http://www.peruecologico.com.pe/opciones.html 11. http://www.peruecologico.com.pe/megadiversidad.htm 12. http://www.peruecologico.com.pe/lib_c1.htm Lic. Susana Ramirez Castillo 97
