Sugerencias de cierre de lección

Guía didáctica del docente
Biología
1° Educación media
Autor Guía didáctica del docente
Sebastián Pereda Navia
Licenciado en Ciencias Biológicas
Pontificia Universidad Católica de Chile
La Guía didáctica del docente correspondiente al Texto Biología 1º Educación media es una obra colectiva, creada y
diseñada por el Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana, bajo la dirección editorial de:
RODOLFO HIDALGO CAPRILE
SUBDIRECCIÓN EDITORIAL:
Marisol Flores Prado
SUBDIRECCIÓN DE DISEÑO:
Verónica Román Soto
EDICIÓN Y ADAPTACIÓN:
Franco Cataldo Lagos
DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN
Raúl Urbano Cornejo
César Cerda Bascuñan
Ximena Catalán Pino
Ana María Torres Nachmann
AUTORES DEL TEXTO DEL ESTUDIANTE:
María Alejandra López Verrilli
Sandra Pereda Navia
FOTOGRAFÍA:
Archivo Santillana
AUTOR DE LA GUÍA DIDÁCTICA DEL DOCENTE:
Sebastián Pereda Navia
CUBIERTA:
Raúl Urbano Cornejo
JEFATURA DE ESTILO
Alejandro Cisternas Ulloa
PRODUCCIÓN:
Rosana Padilla Cencever
CORRECCIÓN DE ESTILO:
Rodrigo Silva Améstica
DOCUMENTACIÓN:
Paulina Novoa Venturino
Cristián Bustos Chavarría
© 2014, by Santillana del Pacífico S. A. de Ediciones
Andrés Bello 2299 Piso 10, oficinas 1001 y 1002, Providencia, Santiago, Chile
PRINTED IN CHILE
Impreso en Chile por Quad/Graphics.
ISBN: 978 - 956 - 15 - 2302 - 9
Inscripción Nº: 237.055
Se terminó de imprimir esta 2a edición de
3.900 ejemplares, en el mes de noviembre del año 2014.
www.santillana.cl
Índice
• Organización del Texto del estudiante
4
• Organización de la Guía didáctica del docente
5
• Fundamentación del diseño instruccional
6
• Unidad 1: La célula
8
Material fotocopiable
41
• Unidad 2: Especialización y transporte celular
48
Material fotocopiable
77
• Unidad 3: Fotosíntesis
84
Material fotocopiable
113
• Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
Material fotocopiable
120
150
• Banco de preguntas
158
• Índice temático
172
• Bibliografía
174
Guía didáctica del docente 3
Organización del Texto del estudiante
El texto Biología 1° Educación media se
organiza en cuatro unidades. En cada una de
ellas, los contenidos son presentados como
lecciones para facilitar la comprensión y el orden
de estos. Todas las unidades y lecciones poseen
una estructura en común, la que se presenta a
continuación.
Inicio de unidad. Se describen los contenidos
que se desarrollarán. Además, se hace referencia
a los objetivos y aprendizajes esperados que
se trabajarán en cada unidad. Se incluyen:
•
Trabaja con TIC: esta cápsula dirige a los
estudiantes al material existente en la web
respecto del tema de cada lección.
•
Conexión con…: muestra la relación que
existe entre los contenidos tratados y otras
disciplinas del conocimiento.
•
Para saber +: posee información adicional
que complementa lo visto en cada lección.
•
Actividades de cierre: corresponde a
actividades que engloban toda la lección.
•
Para comenzar: actividad introductoria
que relaciona los conocimientos adquiridos
anteriormente con el tema de la unidad, por
medio de preguntas a partir de una imagen.
•
Minitaller científico y Trabajo científico:
se plantean actividades experimentales, de
fácil ejecución, que permiten desarrollar las
habilidades de pensamiento científico.
•
Me preparo para la unidad: serie de
actividades cuyo objetivo es que los
estudiantes se aproximen a los contenidos
de la unidad.
•
¿Qué opinas?: invita a los estudiantes a
reflexionar y opinar acerca de un tema
relacionado con el contenido de la lección.
•
Aprenderás a...: sección que presenta las
lecciones que forman parte de la unidad y los
aprendizajes esperados que se desarrollan en
cada una de ellas.
Desarrollo de los contenidos. Se encuentran
organizados en lecciones. Cada lección incluye
una serie de actividades y cápsulas que complementan la comprensión del tema tratado. Estas
son:
•
Título de la lección: a modo de pregunta,
indica el tema de la lección.
•
Necesitas saber: Conocimientos previos
que se necesitan para comprender los
contenidos.
•
Propósito de la lección: El objetivo de la
lección.
•
Ac tividad exploratoria: Ac tividad
experimental que evidencia fenómenos
relacionados con el objetivo de cada lección.
•
Actividades: en esta sección los estudiantes
aplican y refuerzan lo aprendido en
la lección.
4 Organización del texto
Evaluación de los contenidos. El texto del
estudiante incluye dos instancias de evaluación:
La primera, llamada Evaluación de proceso,
permite conocer el grado de comprensión de
las lecciones antes del término de la unidad y la
segunda, llamada Evaluación final, se encuentra
al término de la unidad y abarca todos los
contenidos estudiados en la unidad.
Me evalúo permite evidenciar el desempeño
de los estudiantes en la evaluación final. Se
asocia a Actividades complementarias para
reforzar los contenidos más débiles, o bien para
profundizarlos.
Finalización de la unidad. Se presenta la
Síntesis de la unidad, que resume las lecciones
tratadas. En la sección Ciencia, tecnología y
sociedad se presentan temas de actualidad
relacionados con la disciplina.
Organización de la Guía didáctica del docente
La Guía didáctica del docente se organiza en
cuatro unidades, las cuales entregan orientaciones y sugerencias para el tratamiento de los
contenidos y para el desarrollo de las habilidades
propias del nivel y de la disciplina.
Orientaciones curriculares.
Propósito de la unidad: se declara el objetivo
de la unidad.
•
Objetivos Fundamentales Verticales:
corresponden a los objetivos declarados en
el Marco Curricular.
•
Contenidos Mínimos Obligatorios:
corresponden a los contenidos mínimos
declarados en el Marco Curricular.
•
Habilidades de pensamiento científico:
estas habilidades disciplinares permiten
al estudiante adquirir herramientas para
aproximarse al quehacer científico.
•
Aprendizajes Esperados en relación con
los OFT: corresponden a las habilidades
transversales que los estudiantes deben
desarrollar, y que no son disciplinares y se
encuentran en el Marco Curricular.
•
•
Planificación de la unidad: organización
que incluye los Aprendizajes Esperados y
los Objetivos específicos de cada lección.
Además, se mencionan los contenidos e
instrumentos de evaluación presentes en el
Texto del estudiante. Finalmente se señalan
los Indicadores de Evaluación y el tiempo
estimado, en horas pedagógicas, para el
logro de cada aprendizaje.
Prerrequisitos y bibliografía de la unidad:
conocimientos previos que el alumno
necesita para abordar cada lección. Además,
se sugiere una bibliografía de referencia
para cada una de ellas.
Orientaciones para el inicio de la unidad. Se
sugieren algunas actividades para motivar a los
alumnos al estudio de la unidad.
Orientaciones de trabajo por lección. Incluye
sugerencias para el inicio, desarrollo y cierre
de cada lección, además del solucionario
para las actividades propuestas en el Texto del
estudiante, cuyas respuestas están formuladas
en pos de guiar al docente en su rol de mediador
del proceso de enseñanza-aprendizaje. También
se entregan sugerencias para evitar o corregir los
errores frecuentes que los estudiantes pueden
cometer en el desarrollo de estas actividades y
finalmente se ponen a disposición del docente,
para ser usados en los momentos del proceso
que él considere pertinentes, información y
actividades complementarias. Estas últimas
están agrupadas en dos niveles, que permiten
abordar los contenidos de la disciplina de acuerdo
con la diversidad de intereses, ritmos y estilos de
aprendizaje de los estudiantes.
Sugerencias y respuestas esperadas en
Trabajo científico y Evaluación de proceso.
En estas secciones se presentan las posibles
respuestas de los alumnos en el Trabajo científico
y el solucionario de las actividades que se
plantean en la Evaluación de proceso.
Orientaciones para las páginas finales de la
unidad. Esta sección entrega algunas sugerencias
para terminar la unidad (Síntesis y Me evalúo) y
reforzar los contenidos que los estudiantes no
hayan logrado incorporar. Se entrega también el
solucionario de la Evaluación final.
Material fotocopiable. Corresponde a material
complementario para trabajar con los alumnos,
e incluye: Taller de ciencias, Fichas de refuerzo y
ampliación e instrumentos de evaluación con su
respectiva tabla de especificaciones.
Banco de preguntas. Set de preguntas de
opción múltiple, agrupadas por unidad, que
pueden ser utilizadas para elaborar evaluaciones
o actividades de reforzamiento.
Guía didáctica del docente 5
Fundamentación del diseño instruccional
Con el propósito de que los estudiantes logren los Objetivos Fundamentales (OF) y Contenidos
Mínimos Obligatorios (CMO), el texto se ha elaborado sobre la base de un modelo instruccional
que establece tareas de aprendizaje organizadas en lecciones, cada una de las cuales comienza
con la identificación de los conocimientos previos de los estudiantes, continúa con la entrega
y tratamiento didáctico de los contenidos conceptuales, habilidades y actitudes, el diseño e
implementación de procedimientos evaluativos de proceso, y finalmente instancias para evaluar
sumativamente los aprendizajes logrados. Este modelo se replica consistentemente a lo largo de todas
las unidades que componen el texto.
Así, cada unidad temática consta de un conjunto de elementos clave que forman parte de un sistema
que se estructura siguiendo la propuesta de Dick y Carey (1988), y que se detallan a continuación:
a.
Identificar la meta de enseñanza. Se basa en definir qué es lo que se espera que los estudiantes
sean capaces de saber o hacer luego de completar el proceso de enseñanza-aprendizaje de cada
unidad temática.
b. Implementar un análisis instruccional. Implica determinar qué tipo de aprendizaje es el que
se quiere que el estudiante alcance: conceptual, procedimental o actitudinal.
c.
Identificar las conductas de entrada y las características generales de los estudiantes. Se
identifican los conocimientos e ideas previas que traen los estudiantes y que sirven de cimiento
para el logro de los aprendizajes deseados.
d. Redacción de objetivos específicos. Los objetivos específicos se declaran explícitamente en
cada unidad para que los estudiantes conozcan desde el comienzo qué es lo que aprenderán
y cómo lo que ya saben conecta con lo nuevo, promoviendo aprendizajes significativos.
e.
Desarrollo de instrumentos de evaluación (formativa y sumativa). Cada instancia de
evaluación permite monitorear el proceso de enseñanza-aprendizaje, además de entregar
información para tomar decisiones relacionadas con las estrategias de instrucción.
f.
Desarrollo de la estrategia didáctica y selección de materiales de instrucción. Se
operacionaliza en dos materiales: el texto escolar, destinado a promover el aprendizaje del
estudiante y la guía didáctica del docente, que contiene la explicitación de los aspectos
pedagógicos que sustentan la propuesta: sugerencias de trabajo página a página, solucionario,
instrumentos de evaluación fotocopiables, entre otros.
En concordancia con esto, se desarrollaron materiales de enseñanza que permitan detectar lo
que los alumnos necesitan recordar para iniciar una nueva unidad de contenidos, como también
para evaluar lo que están logrando (proceso) y lo que han aprendido (sumativo).
6 Fundamentación del diseño instruccional
Lo anterior se traduce en un modelo pedagógico que sustenta la organización y estructura del Texto
Biología 1º Educación media, que se presenta en el siguiente diagrama:
Inicio de unidad
Presenta el propósito
de la unidad
Actividad exploratoria
Conductas de entrada
Permite que los estudiantes relacionen
sus ideas previas con los contenidos
que tratarán en cada lección
Actividades
Evaluación
implícita
Desarrollo de
contenidos
Conocimientos
habilidades
Evaluación de proceso
Evaluación formativa
Evalúa el progreso de los
aprendizajes
Evaluación final
Evaluación sumativa
Evalúa el resultado
del proceso
enseñanza-aprendizaje
Guía didáctica del docente 7
UNIDAD
1
La célula
Orientaciones curriculares
Propósito de la unidad
El propósito de la unidad es el estudio de la estructura y función de las diferentes moléculas
biológicas que componen la célula y sus funciones específicas en el metabolismo celular.
También se aborda la descripción de los diferentes tipos celulares.
Estos conocimientos se integran con habilidades de pensamiento científico relativas al análisis
de investigaciones clásicas relacionadas con las moléculas que participan en el metabolismo
celular. En esta misma línea, se propone el desarrollo de habilidades para organizar, interpretar
datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos
sobre la composición y función molecular de la célula.
Objetivos Fundamentales Verticales
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 274), los estudiantes serán
capaces de:
•
Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel, reconociéndolas como ejemplos del quehacer científico (OFV 1).
•
Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones, apoyándose en las teorías y
conceptos científicos en estudio (OFV 2).
•
Describir el origen y el desarrollo histórico de conceptos y teorías relacionados con los
conocimientos del nivel, valorando su importancia para comprender el quehacer científico
y la construcción de conceptos nuevos más complejos (OFV 3).
•
Comprender la importancia de las leyes, teorías e hipótesis en la investigación científica y
distinguir unas de otras (OFV 4).
•
Comprender que la célula está constituida por diferentes moléculas biológicas que
cumplen funciones específicas en el metabolismo celular (OFV 5).
Contenidos Mínimos Obligatorios
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 275), los CMO es el siguiente:
•
8 Unidad 1: La célula
Identificación de las principales moléculas orgánicas que componen la célula y de sus
propiedades estructurales y energéticas en el metabolismo celular (CMO 5).
UNIDAD
Habilidades de pensamiento científico
Habilidad
1
2
Identificación de problemas, hipótesis,
procedimientos experimentales, inferencias
y conclusiones en investigaciones científicas
clásicas o contemporáneas; por ejemplo, los
descubrimientos realizados por Hooke, Schwann,
Schleinder, Virchow o Weismann en biología
celular. Caracterización de la importancia de
estas investigaciones en relación con su contexto
histórico (CMO 1).
v
v
Distinción entre ley, teoría e hipótesis, y
caracterización de su importancia en el desarrollo
del conocimiento científico (CMO 4).
v
v
Lecciones
3
4
v
v
5
6
v
v
1
Aprendizajes Esperados en relación con los OFT
De acuerdo con el Programa de Estudio de Primer año medio de Biología (página 39), y con el
Marco Curricular, son los siguientes:
Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad
Busca información complementaria a la entregada por el docente para satisfacer sus intereses e
inquietudes. Formula preguntas para profundizar o expandir su conocimiento sobre los temas
en estudio.
•
Formula preguntas para profundizar o expandir su conocimiento sobre los temas en
estudio.
•
Establece, por iniciativa propia, relaciones entre los conceptos en estudio y los fenómenos
que observa en su entorno.
•
Busca nuevos desafíos de aprendizaje.
El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento
•
Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos.
•
Registra en orden cronológico los datos producidos en torno al tema de trabajo investigado.
•
Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad.
•
Entrega trabajos en los tiempos acordados.
•
Respeta el uso de vocabulario científico pertinente.
Guía didáctica del docente 9
Planificación de la unidad
Aprendizaje Esperado
• Describir investigaciones
científicas clásicas
o contemporáneas
relacionadas con la teoría
celular.
• Describir la estructura y
función de organelos y
estructuras de la célula
eucarionte (membrana
plasmática, núcleo,
retículo endoplasmático,
ribosoma, peroxisoma,
lisosoma, aparato de
Golgi, mitocondria,
cloroplasto, vacuola y
pared celular).
Objetivo Específico
Lección
1
• Conocer los aportes
¿Cómo se descubrió
realizados por diferentes
la célula?
científicos al estudio de la
célula y los postulados de la
2
teoría celular.
¿Qué tipos de
• Distinguir los diferentes
células existen y
tipos celulares e identificar cómo funcionan?
las funciones de los
diferentes organelos.
Contenido
• Teoría celular
• Célula eucarionte y
procarionte
• Célula animal y vegetal
• Organelos celulares
• Describir la función de
cloroplastos y mitocondrias.
• Explicar la importancia de
la teoría endosimbiótica.
3
¿Cómo son los
organelos que
producen energía
en la célula?
• Función de cloroplastos y
mitocondrias
4
• Teoría endosimbiótica
¿Cómo se originó la
célula eucarionte?
• Explicar que la célula
está constituida por
diferentes moléculas
orgánicas (carbohidratos,
proteínas, lípidos, ácidos
nucleicos) que cumplen
funciones específicas en
el metabolismo celular.
10 Unidad 1: La célula
• Identificar las principales
biomoléculas inorgánicas
y orgánicas, y reconocer
en qué estructuras se
encuentran.
5
¿De qué está
compuesta la
célula?
• Biomoléculas orgánicas
6
¿Qué función
tienen las enzimas?
• Enzimas
• Describir el rol de las
enzimas e identificar las
condiciones óptimas de su
funcionamiento.
UNIDAD
Instrumento de evaluación
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
Indicador de Evaluación
1
Tiempo estimado
(horas pedagógicas)
• Describen los aportes realizados por diferentes
científicos al estudio de la célula y los postulados
de la teoría celular.
2
• Identifican en ilustraciones los principales
organelos y estructuras involucradas en las
funciones celulares.
4
• Describen la función general de los principales
organelos y estructuras de la célula eucarionte.
• Distinguen diferencias y similitudes entre células
animales y vegetales, a partir del reconocimiento
de sus principales organelos y estructuras.
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Distinguen los principales elementos diferenciales
entre células eucariontes y procariontes.
• Describen la función del cloroplasto en la
fotosíntesis incluyendo el papel de la clorofila.
• Analizan la función de la mitocondria en la
respiración celular, identificando reactantes,
productos y compartimientos implicados en la
producción de la energía celular.
• Explican la importancia de la
compartimentalización como un elemento
de “modernidad” en las células eucariontes y
formulan hipótesis sobre el origen de las células
eucarióticas modernas.
• Identifican a los carbohidratos, proteínas,
lípido y ácidos nucleicos como los principales
constituyentes moleculares de las células. Por
ejemplo, en la membrana plasmática.
2
2
2
• Identifican los componentes inorgánicos de la
célula y su importancia en la constitución de esta.
• Describen la composición atómica y estructural
de las principales moléculas orgánicas.
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Describen las principales funciones que cumplen
en la célula los carbohidratos, proteínas, lípidos y
ácidos nucleicos.
• Describen el rol de las enzimas como catalizadores
biológicos esenciales en el metabolismo celular,
incluyendo la especificidad de sustrato y de acción.
2
• Identifican las condiciones necesarias de
temperatura, pH, disponibilidad de sustrato para
el óptimo funcionamiento enzimático en la célula
aplicados a ejemplos concretos tales como en el
proceso digestivo.
Guía didáctica del docente 11
Prerrequisitos y bibliografía de la unidad
A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para cada lección de la unidad, como
también algunos textos de consulta.
Prerrequisitos
Atención
En las lecciones 1
(pág. 21) y 3 (pág. 28) se
proponen actividades
experimentales que
requieren anticipar su
preparación, por lo que
se le sugiere que revise
el diseño experimental
propuesto en cada una
de ellas.
Lección 1 ¿Cómo se descubrió la
célula?
Lección 2 ¿Qué tipos de células
existen y cómo funcionan?
Características generales de las células Estructura de la célula.
y niveles de organización de los seres
vivos.
Lección 3 ¿Cómo son los organelos Lección 4 ¿Cómo se originó la
que producen energía en la célula? célula eucarionte?
Organismos autótrofos y fotosíntesis.
Estructura de las bacterias, los
cloroplastos y las mitocondrias.
Lección 5 ¿De qué está compuesta
la célula?
Lección 6 ¿Qué función tienen las
enzimas?
Nutrientes presentes en los alimentos
y definición de molécula.
Estructura de las proteínas, reacciones
químicas.
Bibliografía de referencia
Lección 1 ¿Cómo se descubrió la célula?
•
Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
Lección 2 ¿Qué tipos de células existen y cómo funcionan?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
Lección 3 ¿Cómo son los organelos que producen energía en la célula?
•
Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología conceptos y relaciones. Ciudad de México: Editorial
Pearson Educación.
Lección 4 ¿Cómo se originó la célula eucarionte?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
Lección 5 ¿De qué está compuesta la célula?
•
Audesirk, T., Audesirk, G., Byers, B. (2008) Biología de la vida en la Tierra. (8ª edición) México: Pearson
Prentice Hall.
Lección 6 ¿Qué función tienen las enzimas?
•
12 Unidad 1: La célula
De Robertis, E. y De Robertis, E. (1994) Biología celular y molecular. (11ª edición) Argentina: Editorial
El Ateneo.
UNIDAD
Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 6 a 13)
1
Objetivos de la unidad
•
Invite a los estudiantes a leer y analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección en
la página 12 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán alcanzar
al finalizar la unidad, y dar así mayor sentido a su estudio.
Me preparo para la unidad
•
Guíe la lectura de las páginas 6 a 11, Biología, la ciencia que estudia la vida, haciendo comentarios y
pidiéndoselos también a sus estudiantes.
•
Pregunte a sus estudiantes qué saben acerca de la célula, sus componentes y características.
Escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas y pida participación voluntaria para elaborar
un esquema con ellas.
•
Solicite a sus estudiantes que enuncien y anoten en sus cuadernos ejemplos de diferentes tipos
celulares que conozcan y sus características.
•
Explique a sus estudiantes que todos los seres vivos están compuestos de células y que estas
comparten ciertos rasgos y se diferencian en otros. Esto permite clasificarlas en eucariontes,
procariontes, animal y vegetal.
Para comenzar
Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos.
•
Pida a sus estudiantes que lean y comenten la sección Me preparo para la unidad y que respondan
las preguntas de la cápsula Para comenzar en sus cuadernos. Luego, dirija una puesta en común.
•
Mediante participación voluntaria, que anoten en la pizarra las principales conclusiones obtenidas
a partir de las respuestas a las preguntas y que las discutan. Luego, organice una puesta en común.
Guía didáctica del docente 13
Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 14 a 17)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, haciendo hincapié en las
experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 14.
Antes de iniciar el trabajo de esta lección, se le recomienda guiar a los estudiantes en la lectura de los
anexos 3 y 4 del texto del estudiante, Uso del microscopio y Preparación de muestras, respectivamente.
Además, se le recomienda que organice al curso en grupos de trabajo. Reúnase con un delegado
de cada grupo, el cual debe ir variando, para preparar con la debida anticipación los pasos prácticos
incluidos en algunas de las lecciones de la unidad, estos son: Mini Taller de la página 21 y Trabaja con lo
que sabes de la página 28.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué es una célula y dónde se encuentran?
•
¿Cuáles son los tipos celulares que conocen?
•
¿Qué diferencias existen entre los diferentes tipos celulares?
•
¿Por qué es importante estudiar y conocer las células?
•
¿Con qué instrumentos es posible estudiar las células?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 14)
La célula es la unidad fundamental de los seres vivos, pues constituye tanto a los organismos unicelulares
como a los pluricelulares. Todas ellas tienen una organización común, basada en la interdependencia
de su membrana plasmática con los procesos citoplasmáticos dirigidos por el material genético. Sin
embargo, se distinguen dos tipos fundamentales de células en virtud de su complejidad u organización:
las células eucariontes, con un sistema de endomembranas que permite la compartimentalización de
funciones, y las procariontes, que carecen de este rasgo.
Los vegetales y los animales son los organismos pluricelulares más complejos, estos están formados
por células eucariontes características. Por ejemplo, las células de vegetales cuentan con cloroplastos,
pared celular y una gran vacuola, mientras que las células de los animales carecen de todos estos
elementos y cuentan con centriolos, componentes ausentes en las células vegetales.
Trabaja con lo que sabes (Página 14)
Respuestas esperadas
6.
a. Debido a que en la estructura observada se puede reconocer un gran número de células
semejantes.
b. Las estructuras celulares que se logran distinguir, con un cierto orden y organización, son
pared celular, citoplasma, núcleo y vacuola.
14 Unidad 1: La célula
UNIDAD
c.
1
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se entregan orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar la respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es probable que los estudiantes confundan los conceptos de teoría e hipótesis. Ante esto, puede
ser pertinente que les explique que una teoría es una idea general que explica coherentemente un
conjunto de observaciones y hechos observables en la naturaleza. A partir de una teoría se pueden
elaborar hipótesis que intenten explicar fenómenos naturales particulares.
Una hipótesis puede ser entendida como una proposición que permite responder tentativamente a
un problema de investigación, según los antecedentes que se posee, y que debe ser confirmada o
refutada a través de un proceso de investigación científica.
Actividad 1, Pensamiento crítico (Página 15)
Respuestas esperadas
1. Probablemente Hooke se haya planteado la siguiente pregunta: ¿Cómo es el aspecto microscópico de un vegetal?
2. Las células que observó Hooke eran unas cavidades poliédricas que formaban unas celdillas
muy bien estructuradas. Ahora se sabe que lo que él observó fueron las paredes celulares de
las células.
Actividad 2, Pensamiento crítico (Página 17)
Respuestas esperadas
1.
a. La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
b. Debido a que los procesos fisiológicos que desarrolla un organismo pluricelular son el resultado
de la interacción del conjunto de células que lo conforman, es correcto pensar que la enfermedad,
entendida como una alteración del funcionamiento normal del organismo, tenga su causa en la
alteración del trabajo celular.
2. Una de las características de la ciencia es que esta acumula conocimiento y lo organiza en
teorías, las que son válidas mientras no aparezcan nuevos datos que las refuten u obliguen a
modificarlas. Este carácter dinámico de la ciencia queda bien ejemplificado con el desarrollo
de la teoría celular, pues, a medida que se acumularon observaciones e información sobre las
células, esta teoría se fue perfeccionando.
Guía didáctica del docente 15
3. Todos los descubrimientos que se han realizado acerca de las células confirman y nutren esta teoría.
Sin embargo, es recomendable que los estudiantes se refieran a las investigaciones de J. Watson y F.
Crick, L. Margulis, S. Ramón y Cajal , C. Golgi, S. J. Singer y G. Nicholson, P. Agre, entre otros.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la teoría celular.
Nivel conocimiento
1. ¿Qué evidencias permitieron proponer esos tres postulados? Indica la importancia del
microscopio.
Nivel aplicación
1. Un alumno examinó al microscopio una gota de agua estancada y observó los seres vivos
que aparecen en la imagen.
a. ¿Cómo podrías comprobar que cada uno de esos cuerpos corresponde a un ser vivo?
b. ¿Qué tipo de organismo sería? Fundamenta tu respuesta.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Las observaciones de distintos investigadores realizadas utilizando un microscopio. Por
ejemplo, los postulados que indican que la célula es la unidad estructural y funcional
de los seres vivos son refrendados por los trabajos de Hooke, Leeuwenhoek, Dutrochet,
Schleiden y Schwann. Mientras que el postulado que señala a la célula como la unidad de
origen se sustenta en las observaciones de Virchow.
Nivel aplicación
1.
a. Si observa bajo el microscopio características como reproducción, movimiento y
crecimiento de las entidades.
b. Organismos unicelulares eucariotas, pues se observan organismos independientes y
no constituyendo un tejido; además se distinguen núcleo y vesículas.
16 Unidad 1: La célula
UNIDAD
1
Información complementaria
Reseña de investigadores que con sus trabajos han contribuido a la teoría celular
•
Theodor Schwann (1810 – 1882): fisiólogo alemán, además de su participación en la teoría
celular y contribuciones al desarrollo de la histología, realizó importantes investigaciones sobre
fenómenos como la fermentación, la contracción muscular y la digestión gástrica. Además,
fue pionero en proponer el concepto de metabolismo para explicar el funcionamiento celular.
•
Lynn Margulis (1938 – 2011): bióloga evolutiva estadounidense que propuso la teoría endosimbiótica,
que explica la evolución de la célula eucarionte, y apoyó la controvertida hipótesis de Gaia que
postula que vida y medio ambiente interaccionan, comportándose como un gran organismo.
•
Santiago Ramón y Cajal (1852 – 1934): médico español que en 1888 descubrió los mecanismos
que gobiernan la morfología y los procesos conectivos de las células nerviosas de la materia
gris del sistema nervioso cerebroespinal, en lo que se denomina la teoría neuronal, que
constata que las neuronas son la unidad estructural y funcional del sistema nervioso.
•
Camilo Golgi (1843 – 1926): médico italiano que desarrolló métodos de tinción con los cuales
pudo observar el tejido nervioso. Sus contribuciones fueron la base para los trabajos de S.
Ramón y Cajal.
•
S. J. Singer y G. Nicholson: gracias a estudios basados en microscopía electrónica, propusieron
en 1972 el modelo de mosaico fluido, que explica la organización de las membranas celulares.
•
Peter Agre: descubrió los canales para el agua, llamados acuaporinas, presentes en las
membranas celulares. Actualmente, él y su equipo investigan cómo las acuaporinas se
podrían emplear para curar ciertas enfermedades o dolencias, como la sequedad de ojos,
los edemas cerebrales y problemas renales.
Sugerencias de cierre de lección
Tras concluir el análisis de los contenidos de la lección, pida a sus alumnos que respondan individualmente
las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego hacer un debate general con el objetivo de
corregir y mejorar las respuestas
Como preparación para la siguiente lección, pida a sus estudiantes que se organicen en grupos y
traigan los materiales necesarios para realizar el modelo de célula procarionte indicado en la sección
Trabaja con lo que sabes de la página 18.
Al finalizar la lección… (Página 17)
Respuestas esperadas
1. 6 células.
2. Similitudes: Ambos son un conjunto de células que conforman un tejido.
Diferencias: En esta muestra se observa un tejido menos estructurado y además el tamaño y la
forma de las células son diferentes que las del catáfilo de cebolla.
3. Las investigaciones de T. Schwann sobre variados procesos fisiológicos, como la contracción
muscular, la fermentación y la digestión gástrica, además de su participación en la creación
del concepto de metabolismo, fundamentan la idea de que la célula es la unidad estructural y
funcional de los seres vivos.
Guía didáctica del docente 17
Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 18 a 27)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la segunda lección, haciendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 18.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Cuáles son las características que distinguen a una célula procarionte de una eucarionte?
•
¿Qué ejemplos de este tipo de células pueden dar?
•
¿Dónde habitan estas células?
•
¿Cuáles son los roles que cumplen en la naturaleza?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 18)
Las células procariontes son más simples que las eucariontes. Estas células están rodeadas por una
membrana, llamada membrana plasmática, en cuyo interior se encuentra el citoplasma. La membrana
plasmática regula el paso de sustancias desde el exterior al interior de la célula, y viceversa. El citoplasma,
en tanto, es una especie de fluido gelatinoso, semitransparente, formado principalmente por agua y
proteínas. Dentro del citoplasma se encuentra esparcido el ADN, molécula que contiene la información
genética. A veces, a la región en donde se encuentra el ADN se la denomina nucleoide. Junto con este
ADN, algunas bacterias presentan otras moléculas de ADN más pequeñas, llamadas plásmidos.
Además del nucleoide y de los plásmidos, en el citoplasma es posible encontrar ribosomas, los que
tienen como función la producción de proteínas. Por fuera de la membrana plasmática se encuentra
otra cubierta, llamada pared celular. Esta pared está formada por carbohidratos y le otorga rigidez a la
célula. Además, muchas bacterias presentan una especie de cola, estructura formada por proteínas y
denominada flagelo, que les sirve para moverse.
Los organismos procariontes están en general constituidos por una sola célula, es decir, son unicelulares,
y están clasificados en dos subgrupos: las bacterias y las arqueobacterias.
Trabaja con lo que sabes (Página 18)
Antes de iniciar el trabajo de esta lección, se le recomienda mostrar a los estudiantes diversas imágenes
de células procariontes, de tal manera que comprendan la amplitud de su diversidad. Puede utilizar las
que aporten los propios estudiantes.
La elaboración del modelo debe ser evaluada de manera formativa y se debe estimular el intercambio
de ideas en el empleo de los distintos materiales.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo énfasis en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, presentar las respuestas esperadas de las actividades, y
disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
18 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Tratamiento de errores frecuentes
•
1
Los estudiantes no suelen reconocer las cualidades y el rol de la cápsula bacteriana. Esta se
trata de una estructura extracelular, tal como también lo son una capa mucosa o una biopelícula,
constituida fundamentalmente por glucoproteínas y polisacáridos. Les sirve a las bacterias como
depósito de alimento, protección contra la desecación y como defensa contra la fagocitosis
y el ataque de bacteriófagos.
Mini Taller (Página 21)
Con el fin de tener las muestras de yogur preparadas al momento del laboratorio, debe organizar los
grupos de trabajo con antelación, ya que el preparado debe estar al menos dos horas en un ambiente
cálido, el cual se puede proporcionar mediante una ampolleta ultravioleta o común. En función del
horario en el cual se realice el laboratorio, pida a un integrante de cada grupo que haga el montaje de
los vasos de yogur en el laboratorio o en el espacio dispuesto para ello. Si el laboratorio es a primera hora,
debe dejar listo el montaje el día anterior. Durante el desarrollo del Mini Taller, pídales a los estudiantes
que realizaron el montaje relatar a su grupo lo que hicieron.
Actividad 3, Análisis (Página 24)
Respuestas esperadas
1. Mitocondrias, membrana plasmática, retículo endoplasmático liso y rugoso, citoplasma, aparato
de Golgi, citoesqueleto, núcleo, lisosomas y peroxisomas.
2. La presencia o ausencia de la pared celular en las células de las cuales derivaron los vegetales y los
animales, respectivamente, determinó las características de su proceso evolutivo. Sin embargo,
si un animal tuviera células con paredes celulares rígidas perdería, entre otras cualidades, la
capacidad de movimiento y, si las células de un vegetal perdieran sus paredes celulares, no
podría sostener el peso de su cuerpo ni sus estructuras.
Actividad 4, Análisis (Página 27)
Respuestas esperadas
1. Por ejemplo, ¿cómo varía la cantidad de enzimas lisosomales en la cola de los anuros durante
su metamorfosis?
2. A medida que aumenta la cantidad de enzimas lisosomales, la longitud de la cola disminuye.
3. El tejido de la cola comienza a desintegrarse por acción de las enzimas lisosomales. Se trata de
un proceso de apoptosis.
Nota: Se sugiere al docente comentar con sus alumnos el por qué se puede usar, en situaciones
especiales, las cifras invertidas en un eje de un gráfico como es el caso de esta actividad. Estas
situaciones especiales dicen relación, por ejemplo, con aquellas variables cuya magnitud
disminuye con el paso del tiempo.
Guía didáctica del docente 19
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de células procariontes y eucariontes.
Nivel conocimiento
1. Identifica los organelos relacionados con la síntesis de proteínas que serán exportadas de
la célula.
Nivel comprensión
1. Considera los siguientes antecedentes y responde las preguntas:
Un investigador analiza muestras de células al microscopio y registra la presencia de
mitocondrias, ausencia de centriolos y presencia de pared celular.
a. ¿Qué tipo de células son las que ha observado: vegetal o animal?
b. ¿Qué evidencias te permitieron identificarlas?
c. Esta muestra, ¿es de un organismo procarionte o eucarionte? Explica.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Núcleo, RER (ribosomas) y aparato de Golgi.
Nivel comprensión
1.
a. Vegetal.
b. La presencia de pared celular y la ausencia de centriolos.
c. Eucarionte, pues las células procariontes, aunque pueden tener pared celular, carecen
de mitocondrias y centriolos.
Información complementaria
Mesosomas
Un mesosoma es una invaginación o pliegue de la membrana plasmática de las células
procariontes, que tiene relación con los procesos metabólicos de la célula. Al contener las enzimas
necesarias para ciertos procesos metabólicos, estos se producen en los mesosomas. Los más
destacables son la duplicación y transcripción del ADN bacteriano (para la división o síntesis
proteica), las reacciones de respiración celular y las fotosintéticas en las bacterias aeróbicas y
fotosintéticas, respectivamente.
20 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido y desarrollo de las actividades de la lección, dirija una puesta
en común de los resultados.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la
lección…, para luego hacer un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas.
1
Al finalizar la lección… (Página 27)
Respuestas esperadas
1. Algunos criterios posibles para establecer comparaciones entre ambos tipos celulares son
tamaño, presencia de sistema de endomembranas y núcleo, organización del ADN, características
de los ribosomas, capacidad de especialización y de formar organismos pluricelulares.
3. C: Sintetiza proteínas. F: Contiene el material genético celular. E: Participa en la digestión celular.
D: Coordina el movimiento de los organelos. B: Almacena agua y nutrientes. A: Obtiene la energía
que requiere la célula.
-
Núcleo: contiene en su interior la información genética en forma de ADN y ARN.
-
Ribosomas: la función de los ribosomas es la síntesis de proteínas.
-
Retículo endoplasmático liso (REL): en él se sintetizan los lípidos que forman parte de las
membranas celulares.
-
Aparato de Golgi: en este organelo, algunas proteínas y lípidos producidos en los retículos
son modificados y luego distribuidos mediante vesículas a un destino específico, ya sea para
formar parte de la membrana celular, o para exportarlos de la célula. Algunas de estas vesículas
permanecen en el citoplasma y se conocen como lisosomas.
-
Retículo endoplasmático rugoso (RER): presenta ribosomas asociados que participan en la
producción de proteínas que serán utilizadas para formar las membranas de la célula.
-
Membrana plasmática: limita y mantiene la integridad celular, regula el intercambio de sustancias
entre la célula y el medio, y capta señales de este.
-
Lisosomas: provoca la lisis enzimática de estructuras orgánicas, ya sea de aquellas que ingresan
a la célula por endocitosis o bien de las propias, por autofagia.
Guía didáctica del docente 21
Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 28 a 33)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la tercera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar
y Trabaja con lo que sabes de la página 28. Como se indicó en las orientaciones de la primera lección,
se le recomienda que un delegado de cada grupo monte con anticipación la actividad de la sección
Trabaja con lo que sabes de la lección 3.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué es la energía?
•
¿Cómo obtienen energía los seres vivos y en qué la emplean?
•
¿Qué estructuras celulares les permiten a las células vegetales y animales obtener energía?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 28)
Los organismos autótrofos, también conocidos como productores, son imprescindibles en un
ecosistema, pues transforman la materia inorgánica en orgánica. Los autótrofos más importantes, por
su influencia y abundancia en los ecosistemas, son los vegetales que usan agua y dióxido de carbono
para producir alimento (materia y energía) por medio de la fotosíntesis.
Trabaja con lo que sabes (Página 28)
Antes de iniciar el trabajo de esta lección, explique a los estudiantes que el lugol permite reconocer,
por cambio de coloración, la presencia de almidón (polisacárido cuyo monómero es la glucosa).
Cuando destapen las hojas, procure que sus alumnos observen la decoloración que estas puedan
presentar debido a la falta de clorofila. Esta ausencia se debe a que la síntesis de clorofila, como todos
los procesos metabólicos del vegetal, depende en mayor o menor medida de su capacidad fotosintética que le entrega la energía y materiales necesarios.
Análisis
a. La hoja tapada muestra muy poca reacción con el lugol, mientras que la hoja expuesta presenta
una alta reacción, se ve mucho más oscura.
b. A la alta presencia de almidón en la hoja expuesta y a la baja concentración de almidón en la
hoja cubierta.
c. Las hojas utilizan la luz del sol para realizar el proceso de fotosíntesis y así producir glucosa; sin
luz, la planta no puede llevar a cabo la fotosintesís.
d. Fotosíntesis: Proceso desarrollado por las células vegetales y algunos organismos unicelulares,
que permite la producción de glucosa a partir de luz solar, CO2, agua. Las sustancias que
participan en el proceso son el CO2 y el agua.
22 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Sugerencias de desarrollo de lección
1
A continuación, se indican orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Entre los errores comunes en los que incurren los estudiantes se encuentra el suponer que las
células vegetales carecen de mitocondrias. Para corregirlo, refuerce el desarrollo de la actividad 3
de la página 24 y destaque la presencia de estos organelos en la ilustración de célula vegetal.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la importancia de la fotosíntesis y de la
respiración celular.
Nivel comprensión
1. ¿En qué procesos emplea la célula el ATP sintetizado gracias a la respiración celular?
Nivel análisis
1. Investiga y describe brevemente el rol del oxígeno en la respiración celular y sus diferentes
etapas.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. La energía contenida en la molécula de ATP es empleada en procesos como movimiento
y transporte celular, y síntesis de biomoléculas (tales como proteínas, lípidos y ácidos
nucleicos).
Nivel análisis
1. La mayoría de los seres vivos realiza la respiración aeróbica, esta es la que requiere de
oxígeno como aceptor final de electrones (produciendo agua). Mientras las bacterias
aeróbicas y facultativas la realizan en mesosomas, las células eucariontes la desarrollan en
sus mitocondrias.
Suelen describirse cuatro etapas de la respiración celular en eucariontes: glucólisis, lisis de
glucosa y formación de 2 moléculas de piruvato y ATP y NADH; transformación del piruvato
en acetil coenzima A y NADH, en la matriz mitocondrial; ciclo de Krebs, en el que se forma
GTP, NADH y FADH; y la última etapa, que incluye un sistema de transporte de electrones y
la quimiosíntesis.
Guía didáctica del docente 23
Información complementaria
Quimiosíntesis
La quimiosíntesis es un proceso realizado únicamente por algunas bacterias autótrofas. Consiste
en la obtención de energía (ATP) a partir de la oxidación de sustancias inorgánicas; y el posterior
uso de esa energía para transformar sustancias inorgánicas en moléculas orgánicas. Como en la
fotosíntesis, en la quimiosíntesis se diferencian dos fases: En la primera de ellas se oxidan sustancias
inorgánicas como NH3, NO2-, H2S, Fe2+, entre otras, lo cual permite generar un gradiente de
protones, entre el citoplasma y el espacio periplasmático (que es el compartimento comprendido
entre la membrana plasmática, por dentro, y la membrana externa de algunas bacterias, como
las gram negativa) capaz de impulsar la formación de ATP mediante fosforilación oxidativa. En la
segunda fase se fija el CO2, tal como ocurre en el ciclo de Calvin.
Por ejemplo la primera fase de la quimiosíntesis realizada por Nitrosomonas, bacterias que participan
en el ciclo del nitrógeno, es:
2 NH3 + 3O2 + 2 NO2– + 2 H+ + 2 H2O + energía
Actividad 5, Análisis (Página 29)
Respuestas esperadas
1. Mitocondrias y cloroplastos.
2. Las plantas, al igual que todos los organismos fotosintéticos, sintetizan moléculas orgánicas a
partir de las cuales obtienen la materia y energía necesarias para poner en marcha y sostener
sus procesos metabólicos.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido y desarrollo de las actividades de la lección, dirija un debate
acerca de la importancia de los cloroplastos y de las mitocondrias para el mantenimiento de la vida
en el planeta. Esto servirá como antecedente para la próxima lección.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la
lección…, para luego hacer un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 32)
Respuestas esperadas
1. Procure que en su dibujo de mitocondrias y cloroplastos, los estudiantes identifiquen la
membrana externa, la membrana interna (cestas mitocondriales y granas), ADN y ribosomas.
2. CO2 y H2O.
3. Glucosa y O2.
4. Piruvato.
5. Obtención de energía guardada en la molécula de ATP.
24 Unidad 1: La célula
UNIDAD
6. Ecuación de la fotosíntesis:
1
Luz solar
CO2 + H2O
Glucosa + O2
Clorofila
Ecuación de la respiración celular:
Glucosa (piruvato) + O2
H2O + CO2 + Energía
Al comparar ambos procesos, resulta un proceso cíclico, ya que los reactantes de una reacción son
los productos de la otra.
Pensamiento científico: ¿Qué diferencias existen entre hipótesis, leyes
y teorías? (Página 33)
Respuestas esperadas
1.
a. Teoría atómica: explica la composición y organización de los átomos, así como su comportamiento.
b. Ley de conservación de la energía: la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma (la
energía del universo es constante).
c. Teoría celular: explica las propiedades de las células que las convierten en la entidad viviente
más simple.
d. Ley de los gases ideales: define el comportamiento de un gas ideal, considerando como tal a
un gas cuyas moléculas no interactúan entre sí y se mueven aleatoriamente. En condiciones
normales y en condiciones estándar, la mayoría de los gases presenta comportamiento de
gases ideales.
e. Ley de Boyle: el volumen de una determinada cantidad de gas, que se mantiene a temperatura
constante, es inversamente proporcional a la presión que ejerce.
f. Teoría cinético-molecular: los siguientes son algunos de sus postulados, teniendo en cuenta
un gas ideal:
-
Los gases están constituidos por partículas (átomos o moléculas) ubicadas a gran distancia
entre sí; su volumen se considera despreciable en comparación con los espacios vacíos
que hay entre ellas.
-
La atracción intermolecular entre las moléculas de un gas es despreciable, por lo tanto, las
partículas son independientes unas de otras.
-
Las moléculas de un gas se encuentran en movimiento continuo y aleatorio.
-
Los choques de las partículas son elásticos, no hay pérdida ni ganancia de energía cinética,
aunque puede existir transferencia de energía entre las moléculas que chocan.
-
La energía cinética media de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura
absoluta del gas; se considera nula en el cero absoluto.
g. Ley de Charles: el volumen de una determinada cantidad de gas que se mantiene a presión
constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
Guía didáctica del docente 25
Orientaciones de trabajo Lección 4 (páginas 34 a 35)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la cuarta lección, haciendo énfasis en las
experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 34.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Cuáles son los componentes de mitocondrias y cloroplastos que los diferencian del resto de los
organelos?
•
¿Por qué crees que estos organelos son tan especiales?
•
En ecología se clasifican las interacciones entre especies como simbióticas (por ejemplo, el
parasitismo) y no simbióticas (como la depredación). ¿Qué diferencia existe entre ambos tipos
generales de relaciones interespecíficas?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 34)
Tanto mitocondrias como cloroplastos son organelos energéticos de las células eucariontes. Ambos
tienen abundantes membranas internas en las que se produce el transporte de electrones necesario
para la síntesis de ATP. Tanto mitocondrias como cloroplastos contienen ADN y ribosomas (semejantes
a los de procariontes), lo que les permite sintetizar algunas de sus proteínas, y se reproducen por fisión
binaria.
El espacio intermembrana de las mitocondrias y el espacio periplastidial de los plastos son homólogos
del espacio periplasmático de las bacterias.
Trabaja con lo que sabes (Página 34)
Respuestas esperadas
1. A. Membrana externa. B. Espacio intermembranoso. C. ADN. D. Membrana interna. E. Ribosomas.
Las bacterias y las mitocondrias tienen en común los ribosomas y el ADN circular.
2. Columna 2; fila 1: Sí. Columna 2; fila 2: Sí. Columna 2; fila 3: No. Columna 3; fila 1: Sí. Columna 3; fila
2: Sí. Columna 3; fila 3: Sí. Columna 4; fila 1: Sí. Columna 4; fila 2: Sí. Columna 4; fila 3: Sí. Columna
5; fila 1: No. Columna 5; fila 2: No. Columna 5; fila 3: No.
3. Bacterias y cloroplastos tienen un origen procarionte.
26 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Sugerencias de desarrollo de lección
1
A continuación, se indican orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en dar cuenta de
los errores frecuentes de los estudiantes y en disponer de actividades e información complementaria
para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
Existen clasificaciones de las relaciones interespecíficas que indican que la simbiosis es una relación
estrecha entre dos especies. La simbiosis forma una gran categoría que agrupa el parasitismo, el
mutualismo y el comensalismo. Aunque una de las especies se beneficia, la otra puede no verse afectada,
ser dañada o ser beneficiada. Explique a sus estudiantes que en el caso de la simbiosis establecida
entre el eucarionte ancestral (“bacteria de gran tamaño”) con las mitocondrias y cloroplastos, se trata
de una relación mutualista.
Información complementaria
Representación simbólica y ejemplo de relaciones interespecíficas
-
Competencia (-/-): los búhos y lechuzas compiten por los roedores que les sirven de alimento.
-
Depredación (+/-): las estrellas de mar depredan a ostiones y otros bivalvos.
-
Mutualismo (+/+): las hormigas que se refugian entre las espinas de las acacias y favorecen a
estas, pues controlan la presencia de otros insectos que pudieran depredarlas.
-
Parasitismo (+/-): la lombriz solitaria que puede habitar en el intestino humano.
-
Comensalismo (+/0): los peces rémora que se adhieren al cuerpo del tiburón y se alimentan de
los restos de comida que este deja.
-
Amensalismo (-/0): relación no obligada; por ejemplo, en el interior de los bosques, las plantas
más pequeñas reciben menos luz que las más altas.
-
Protocooperación (+/+): relación no obligada; por ejemplo, las ardillas al comer los frutos de
algunos árboles dispersan sus semillas.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la relevancia de la teoría endosimbiótica.
Nivel conocimiento
1. ¿Qué tipo de relación simbiótica se desarrolló entre mitocondrias y la bacteria de gran tamaño?
Fundamenta.
Nivel comprensión
1. Explica, de acuerdo con la teoría endosimbiótica de Margulis, la causa de que las células
vegetales tengan mitocondrias y cloroplastos, y las animales posea solo mitocondrias.
Guía didáctica del docente 27
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Mutualista, debido a que la gran bacteria se beneficiaba de la energía (ATP) que le
proporcionaba la mitocondria, y esta quedaba protegida del ataque de depredadores en el
interior de esta.
Nivel comprensión
1. Debido a que la incorporación de mitocondrias ocurrió antes que la de cloroplastos. Luego,
algunas de estas células incluyeron a los cloroplastos y originaron a las células vegetales. Del
grupo que no lo hizo derivan las células de algunos protistas, de los hongos y de los animales.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija un debate acerca de la importancia de la
calidad de la evidencia que debe apoyar a una teoría.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego desarrollar un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 35)
Respuestas esperadas
1. Se trata de una teoría, porque es una idea general que explica coherentemente un conjunto de
observaciones y hechos observables en la naturaleza, y a partir de la cual se pueden elaborar
hipótesis que intenten explicar fenómenos naturales particulares.
2. Una explicación válida tiene relación con el mayor número de elementos que conforman el
sistema y la diversidad de interacciones.
3. No habrían evolucionado muchos de los organismos que hoy se clasifican como protistas, ni los
animales ni tampoco los hongos.
28 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(páginas 36 a 37)
1
1. Organiza lo que sabes: A. Eucarionte. B. Vegetal. C. Mitocondria. D. Cloroplasto. E. Respiración
celular. F. Fotosíntesis.
Actividades
1.
a. Paredes de células muertas.
b. Debido a que la célula es la organización de la materia más simple que presenta los atributos
de los seres vivos y porque toda entidad viviente está compuesta por ellas.
c. En el siglo XVII se iniciaba el desarrollo de la microscopía, por lo que los microscopios eran
muy elementales. Pese a esto, se hicieron importantes descubrimientos con los que se inició
la descripción del mundo microscópico.
2. A. Membrana plasmática. B. RER. C. Aparato de Golgi. D. Mitocondria. E. Núcleo. F. REL. G.
Centriolo.
3.
a. Cloroplastos (plastidios) y vacuola central.
4. Pared celular: Procariontes y vegetales/ Soporte estructural, protección. Cloroplasto: Vegetales/
Fotosíntesis. Mitocondria: Vegetales y animales/ Respiración celular. REL: Vegetales y animales/
Síntesis de lípidos. Lisosoma: Vegetales y animales/ Digestión intracelular. Vacuola: Vegetales y
animales/ Almacenamiento. Ribosoma: Procariontes, vegetales y animales/ Síntesis de proteínas.
Guía didáctica del docente 29
Orientaciones de trabajo Lección 5
(Páginas 38 a 49)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la quinta lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 38.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿De qué está compuesta la materia?
•
Si toda la materia está compuesta por átomos y moléculas, ¿cuáles son aquellos que conforman
a las células?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 38)
Los alimentos son mezclas de nutrientes y estos pueden corresponder a moléculas orgánicas
e inorgánicas. Como cualquier molécula, los nutrientes resultan de la unión de dos o más átomos
mediante la interacción de algunos de sus electrones. Por ejemplo, las moléculas de carbohidratos
están formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno.
Trabaja con lo que sabes (Página 38)
Respuestas esperadas
1. En todos es el oxígeno.
2. Se sugiere la construcción de un gráfico de barras en cuyo eje X se dispongan los elementos y
en el eje Y el porcentaje (%) de estos en la composición de los seres vivos. Para cada elemento
se graficarán tres barras de distinto color, una para cada organismo descrito.
3. En algunos de ellos es semejante, como en el caso de H y P; en otros hay una leve diferencia, por
ejemplo C y O; y existen también diferencias mayores, como en el caso del N.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se indican orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
30 Unidad 1: La célula
Debido a las apreciables diferencias entre los tipos de organismos representativos, es probable
que los estudiantes tiendan a pensar que también su composición elemental será distinta. Sin
embargo, es conveniente que les explique que todos están compuestos por los mismos
elementos, aunque varíen las proporciones. Esto puede considerarse como una evidencia del
origen común de los organismos.
UNIDAD
Actividad 6, Análisis (Página 39)
1
Respuestas esperadas
1. Plantas.
2. La vacuola, pues en vegetales es de gran tamaño y acumula una gran cantidad de agua y
sustancias disueltas.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de las propiedades moleculares del agua.
Nivel conocimiento
1. ¿Qué significa que entre las moléculas de agua exista gran tensión superficial y que esta
sustancia tenga un elevado calor específico?
Nivel comprensión
1. ¿Cómo puede subir el agua desde las raíces de una planta hasta sus hojas?
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Debido a que la cohesión o unión entre las moléculas de agua es muy fuerte, se produce
una gran tensión superficial entre ellas, es decir, que se vuelven capaces de formar una
capa elástica en su superficie líquida. También la cohesión entre las moléculas de agua
provoca que su calor específico sea muy alto, esto significa que puede absorber gran
cantidad de calor sin aumentar demasiado su temperatura. Esta propiedad se vincula
con la capacidad del agua para moderar los cambios de temperatura, lo que ayuda a los
organismos a mantener la temperatura en valores compatibles con la vida.
Nivel comprensión
1. Gracias a un fenómeno llamado capilaridad, vale decir, la capacidad del agua de avanzar a
través de tubos estrechos, aun en contra de la fuerza de gravedad. La capilaridad depende
tanto de la tensión superficial como de la adsorción. Esta última es la atracción entre
moléculas distintas, como las del agua y las que forman los tejidos conductores dentro de
tallos y troncos.
Actividad 7, Análisis (Página 40)
Respuestas esperadas
1. Fotosíntesis: CO2 + H2O
glucosa + O2
Respiración celular: Glucosa + O2
H2O + CO2 + energía
2.
a. En el aire inspirado.
b. El oxígeno es un reactante en la respiración celular. La diferencia de su volumen entre el aire
inspirado y espirado se debe a que parte del oxígeno es retenido por el cuerpo.
Guía didáctica del docente 31
Actividad 8, Análisis (Página 46)
Respuestas esperadas
La organización B, pues es más estable. Debido a que las cabezas polares e hidrofílicas de los fosfolípidos
tienden a estar en contacto con el agua, mientras que sus colas apolares e hidrofóbicas, constituidas
por los ácidos grasos, la repelen.
Información complementaria
Ácidos grasos esenciales
Los ácidos grasos esenciales son aquellos que el cuerpo no puede sintetizar y deben ser suministrados en la dieta. Existen dos de ellos, el ácido alfa linolénico, abundante en alimentos como las
nueces y el salmón, y el ácido linoleico, presente en aceites vegetales. El primero pertenece a la
familia de los ácidos grasos omega 3, mientras que el segundo a la de los ácidos grasos omega
6. Esta denominación obedece a la posición del primer doble enlace desde el metilo terminal.
Ambos son ácidos grasos poliinsaturados (AGP) que, una vez en el cuerpo, pueden ser convertidos
en otros AGP, como el ácido araquidónico.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido y desarrollo de las actividades de la lección, dirija una discusión
acerca de la importancia de los nutrientes para el organismo, pues le proporcionan a este tanto la
materia como la energía necesarias para llevar a cabo el metabolismo celular, producto del cual se
sintetizan las estructuras que lo constituyen y se mantienen las funciones vitales.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 49)
Respuestas esperadas
1. Carbohidratos: C, H, O/ Monosacáridos/ Energética y estructural.
Lípidos: C, H, O/ No existe/ Energética de reserva y estructural.
Ácidos nucleicos: C, H, O, N y P/ Nucleótidos/ Información hereditaria.
Proteínas: C, H, O, N y S/ Aminoácidos/ Estructural y enzimática.
2. Otro criterio puede ser: organelos encargados de su síntesis.
32 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 6
(Páginas 50 a 53)
1
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la última lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 50.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué es el metabolismo, dónde ocurre y cuáles son sus productos?
•
¿Qué es una reacción química?
•
¿Qué es un reactante y qué es un producto?
•
¿Qué es un catalizador?, ¿para qué sirve el convertidor catalítico de los automóviles?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 50)
Considere explicar que una reacción química puede ser entendida como una transformación de una
o más sustancias denominadas reactantes en otras llamadas productos. El cambio involucra alguna
forma de energía y variaciones en la estructura de las moléculas y sus enlaces.
Trabaja con lo que sabes (Página 50)
Respuestas esperadas
a. Se espera que el lugol reaccione con el almidón, cambiando a un color azul o púrpura.
b. La amilasa degrada al almidón, por eso el lugol no lo reconoce.
c. Puede sugerirse introducir variables como el pH y la temperatura. Por ejemplo, introduciendo
en vinagre la segunda varita o bien colocándola en hielo antes de ponerle almidón.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se indican orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes y disponer de actividades e información complementaria.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Los estudiantes pueden no considerar que para que una reacción química suceda, los electrones
de las moléculas de los reactantes deben interactuar, aun cuando se trate de partículas con la
misma carga eléctrica cuya tendencia es la repulsión. Por lo tanto, las moléculas deben poseer una
cantidad mínima de energía para vencer estas fuerzas de repulsión y así reaccionar, la que proviene
de la energía cinética de las moléculas que colisionan. Explíqueles que la energía de activación
es el valor mínimo de energía necesario para que reaccionen las moléculas. Además,
para que se lleve a cabo la reacción, es necesario también que las moléculas estén orientadas
correctamente.
Guía didáctica del docente 33
Información complementaria
Modelo de encaje inducido
De los múltiples residuos aminoacídicos de una enzima, solo algunos forman parte del sitio
tridimensional que interactúa con el sustrato, el denominado sitio activo. El modelo de llave
cerradura explica la unión del sustrato mediante el encaje de regiones complementarias de este
con el sitio activo, como si fueran piezas de un rompecabezas. El modelo de encaje inducido
considera que el sitio activo es una estructura que cambia su conformación como consecuencia
de la fijación del sustrato, como si se tratara de un guante que se ajusta a una mano.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de las propiedades de las enzimas.
Nivel conocimiento
1. Describe cómo funcionan las enzimas.
Nivel comprensión
1. ¿Qué relación existe entre las enzimas y el metabolismo?
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Los reactivos se unen transitoriamente al sitio activo de la enzima y así esta facilita la reorganización
o formación de nuevos enlaces químicos en los productos, lo hace disminuyendo la energía
de activación necesaria y posicionando a las moléculas en la orientación adecuada para que
suceda la reacción. La manera en que se unen las enzimas a su sustrato es explicada mediante
los modelos de llave cerradura y de encaje inducido.
Nivel comprensión
Las reacciones químicas celulares se relacionan en secuencias o vías interconectadas llamadas
vías metabólicas. Una de las formas en que las células regulan estas vías metabólicas es a través
del control enzimático, el cual promueve una o varias vías específicas.
34 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una discusión acerca de la importancia de
las enzimas en la regulación del metabolismo.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la
lección…, para luego hacer un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas.
1
Al finalizar la lección… (Página 52)
Respuestas esperadas
1. El sustrato es el almidón y el producto es la maltosa.
2. En las reacciones catalizadas por enzimas, la energía de activación es menor y suceden a mayor
velocidad que aquellas que no lo son.
Pensamiento científico: Representación de resultados en gráficos
(Página 53)
Respuestas esperadas
Una vez construido el gráfico, pida a los estudiantes que respondan preguntas como:
•
¿Qué sucede con la velocidad de reacción entre los valores 40 y 100 de concentración de sustrato?,
¿a qué puede deberse?
•
¿Cómo se podría aumentar nuevamente la velocidad de reacción?
Taller de ciencias (Páginas 54 y 55)
Análisis e interpretación de evidencias
a. Midiendo la altura de la espuma.
b. La espuma es consecuencia de la formación de burbujas de oxígeno al ser degradada el agua
oxigenada por la catalasa.
c. La intensidad de la actividad enzimática.
d. La temperatura.
e. El sustrato, la cantidad de papas y el volumen de agua oxigenada.
f. Se concluye que la actividad de la catalasa es mayor a temperatura ambiente.
g. Se rechaza.
h. La temperatura influye en la actividad enzimática. A medida que la temperatura se incrementa,
la actividad enzimática también lo hace, hasta alcanzar un determinado valor de temperatura;
superado este, la actividad enzimática comienza a decrecer.
Guía didáctica del docente 35
Respuestas esperadas de la Evaluación intermedia
(Páginas 56 y 57)
Actividades
3.
a. Monosacáridos: carbohidratos más simples, poseen de 3 a 7 carbonos. Ejemplo: glucosa,
constituyente de celulosa, almidón y glucógeno.
b. Polisacáridos: carbohidratos formados por más de 10 monosacáridos. Por ejemplo, celulosa,
que forma la pared celular vegetal, y almidón y glucógeno, que almacenan energía.
c. Céridos: lípidos simples, que tienen como función impermeabilizar estructuras, como las
hojas de ciertas plantas.
d. Fosfolípidos: componentes de la membrana plasmática.
e. Nucleótido: monómero de los ácidos nucleicos.
f. ADN: ácido nucleico que contiene la información genética de los organismos.
4. En el dibujo se debe representar a los lípidos saponificables saturados agrupados, formando
capas entre las cuales no se aprecian espacios. Esto explica que a temperatura ambiente se
presenten en estado sólido.
5. A. Estructura primaria. B. Estructura secundaria. C. Estructura terciaria. D. Estructura cuaternaria.
6.
a. Porque son hidrofóbicos, actúan como impermeabilizantes.
b. Glucosídicos, liberan H2O.
c. Reserva de energía, componente de paredes celulares y exoesqueletos. Celulosa y quitina.
d. Secuencian y almacenan la información genética de los organismos.
e. Agua, sales minerales y gases.
7. Las enzimas son fundamentales para el metabolismo celular porque regulan el desarrollo de
diferentes vías metabólicas.
8.
Polímero
Fosfolípido
Ácido nucleico
Glucosa
Grupo fosfato
Ácidos grasos
Base
nitrogenada
Grupo polar
Glicerina
Grupo fosfato
Azúcar
36 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Orientaciones para las páginas finales de la unidad
1
Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 58 y 59)
•
Antes de leer la síntesis, indíqueles a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las lecciones
de la unidad. Luego, pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno.
•
A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección, para
que complementen y mejoren lo que realizaron con anterioridad.
Solucionario de la Evaluación final (Páginas 60 a 63)
1. A. Mathias Schleiden, Robert Hooke y Theodor Schwann.
B. La célula es considerada la unidad fisiológica de los seres vivos, porque ella es la organización
elemental en la que se desarrollan todos los procesos característicos de lo vivo. También se
considera a la célula como la unidad de origen y de herencia de los seres vivos, porque toda
célula proviene de una prexistente, de la cual recibe la información hereditaria que a su vez
transmitirá a su descendencia.
2.
3.
Estructuras
A. cloroplasto, B. mitocondria,
C. pared celular, D. REL, E. RER,
F. Núcleo
A. membrana plasmática,
B. mitocondria, C. Núcleo,
D. RER, E. Aparato de
Golgi, F. Centriolos.
Tipo de célula
Vegetal
Animal
Estructuras exclusivas
Cloroplastos (plastidios) y
pared celular
Centriolo
Ejemplo de organismos que
compone
Plantas
Animales
Tipo de
célula
Eucarionte
Procarionte
Material
genético
Ribosomas Cápsula
Varios
cromosomas
lineales
Un cromosoma
circular, con 2 a
10 copias
Organelos
membranosos
Organismos que
conforman
Sí
No
Sí
Protistas, hongos,
vegetales y
animales
Sí
Sí
No
Bacterias y
arqueobacterias
4. A. A. RER. B. REL. A diferencia del REL, al RER se unen ribosomas.
B. Energía química en forma de ATP.
C. RER.
D. Aparato de Golgi.
E. Citoesqueleto.
Guía didáctica del docente 37
5. a. Oxígeno.
b. Fotosíntesis.
c. CO2 y H2O.
d. No se observarían burbujas, porque no se produciría la fotosíntesis.
e. Oxígeno y glucosa.
f. Entre otras cosas, se utiliza para la síntesis de polisacáridos y la respiración celular.
g. En la mitocondria.
6. A. Membrana externa. B. Membrana interna. C. Cromosoma circular. D. Cresta mitocondrial. E.
Matriz mitocondrial. F. Espacio intermembranoso.
a. En ella se produce la respiración celular.
b. La respiración celular continuaría ocurriendo hasta que a la célula vegetal se le acabasen
sus reservas de almidón. Luego, en ausencia de glucosa, la respiración celular se detendría.
c. Posee su propio ADN circular y ribosomas semejantes a los de las bacterias.
d. Debido a que el desarrollo de organelos membranosos significó la compartimentalización
y la especialización de funciones.
7. a. La actividad enzimática es sensible a las variaciones de temperatura. A medida que
la temperatura se incrementa, la actividad enzimática también lo hace, hasta alcanzar un
determinado valor de temperatura; superado este, la actividad enzimática comienza a decrecer,
porque la enzima al ser una proteína se desnatura.
b. Las enzimas disminuyen la energía de activación de las reacciones químicas, con lo que
logran acelerar las reacciones químicas. Para conseguirlo se unen a un sustrato favoreciendo
su reacción y transformación en productos. Existen dos modelos que explican tal unión, el
de llave cerradura y el de encaje inducido.
8. De arriba abajo: Cabezas hidrofílicas. Colas hidrofóbicas.
En la pompa de jabón las colas hidrofóbicas se encuentran dispuestas hacia dentro y hacia
afuera de la pompa. En la membrana plasmática, en cambio, las colas hidrofóbicas se encuentran
dispuestas en el centro de la membrana.
Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 63)
•
Pida a sus estudiantes que, de acuerdo a los puntos obtenidos, realicen las actividades que se
proponen.
•
La siguiente tabla muestra los puntajes sugeridos para cada pregunta, agrupadas según el
descriptor.
Descriptor
38 Unidad 1: La célula
Pregunta (puntaje asociado)
1
1 (4)
2
2 (9), 3 (5), 4 (5)
3
5 (14), 6.a y 6.b (4)
4
6.c y 6.d (6)
5
8 (6)
6
7 (6)
UNIDAD
1
Actividad 1
A partir de la observación microscópica de la lámina de corcho y las observaciones de las primeras
células animales se comenzó a consolidar la idea de la existencia de las células en todos los seres vivos.
Actividad 2
La célula es la unidad estructural de los seres vivos, porque todos los organismos, tanto unicelulares
como pluricelulares, están compuestos por ellas o sus productos. Además, la célula es considerada la
unidad fisiológica de los seres vivos, porque ella es la organización elemental en la que se desarrollan
todos los procesos característicos de lo vivo.
Actividad 7
La presencia de ADN y ribosomas, semejantes a los que poseen las células procariontes, en mitocondrias
y cloroplastos.
Actividad 8
La teoría endosimbiótica explica la presencia de mitocondrias y cloroplastos en las células eucariontes.
Supone que ambos organelos fueron, en un primer momento, organismos procariontes de vida
independiente y que fueron incluidos en una célula eucarionte ancestral mediante fagocitosis.
Actividad 10
Los iones participan en muchos procesos biológicos; entre ellos, tenemos el impulso nervioso (Na+,
Cl–), el transporte de oxígeno (Fe++) y la contracción muscular (Ca++).
Actividad 11
Características funcionales de una enzima
Disminuye la energía de activación.
Acelera las reacciones químicas.
Actúan en baja concentración.
Funcionan a temperatura fisiológica.
Características estructurales de una enzima
Tienen sitios activos.
Se unen al sustrato de manera específica.
La enzima se une al sustrato mediante el sistema
llave cerradura o encaje inducido.
Son proteínas.
Actividad 12
La mayoría de ellas son proteínas. Se caracterizan porque catalizan las reacciones químicas del
metabolismo, son sensibles a variaciones de pH y de temperatura, y porque son relativamente
específicas a un determinado tipo de sustrato.
Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias
(Páginas 63 a 65)
Actividad 1.1
a. Instrumentos ópticos de baja resolución.
b. Los avances científicos y tecnológicos se impulsan mutuamente, por lo que en 200 años es muy
probable que el ser humano cuente con mayores conocimientos y sofisticadas aplicaciones
tecnológicas.
Guía didáctica del docente 39
c. Porque en aquellos años eran muy pocas las personas dedicadas a hacer ciencia, en comparación
a lo que sucede hoy. Además, los medios de divulgación de las nuevas ideas y descubrimientos
no eran tan eficaces y masivos como los son hoy en día.
d. Un mejor microscopio permite observar muchos detalles, es decir, captar una mayor cantidad
de información o datos, con los que se sustentan las ideas científicas.
Actividad 1.2
Al igual que en la célula, en la fábrica se elaboran sustancias a partir de un trabajo integrado. En la
analogía se pueden identificar la membrana plasmática, el citoplasma y una serie de procesos
metabólicos compartimentalizados y dirigidos desde el núcleo. Si esta fábrica generara su propia
azúcar, sería análoga a la célula vegetal, pero si la incorporara sería análoga a la célula animal.
Actividad 1.3
a. No eran menos rigurosos, pero contaban con menos tecnología.
b. Al aumentar el conocimiento y la tecnología, los modelos han ido cambiando en complejidad
y detalle.
c. Sí, ya que la investigación científica siempre está avanzando.
Actividad 1.4
a. Porque derivan de células procariontes, probablemente de bacterias Gram negativas, las cuales
se caracterizan porque su envoltura celular está compuesta por una membrana citoplasmática
(membrana interna), una pared celular delgada de peptidoglicano, que rodea a la anterior, y
una membrana externa que recubre la pared celular de estas bacterias. Entre la membrana
citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico. El espacio
intermembrana de las mitocondrias y el espacio periplastidial de los cloroplastos son homólogos
del espacio periplasmático.
b. La presencia de material genético en ambos organelos, y que este sea semejante al de células
procariontes, es una poderosa evidencia del origen bacteriano de estos organelos.
Actividad 1.5
a. En el tejido muscular es el agua y en el tejido óseo, las sales minerales. Esto se explica porque las
células óseas secretan una matriz abundante en minerales, en cambio, las células musculares no
cuentan con una matriz de estas características.
b. Proteínas.
c. Debido a que todas la células de un mismo organismo pluricelular, con excepción de los
gametos, cuentan con la misma información genética, la que les ha sido heredada del cigoto,
en el caso de los organismos con reproducción sexual.
Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 66 y 67)
Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones y
contenidos estudiados durante la unidad.
40 Unidad 1: La célula
•
A continuación, invítelos a responder individualmente las preguntas de la sección Reflexiona y
opina, para que luego, organizados en grupos, discutan sus respuestas y opiniones.
•
Finalmente, organice una puesta en común del trabajo de sus alumnos.
UNIDAD
Material fotocopiable
1
Taller de ciencias
Demostración de la producción de CO2 durante la respiración celular
Materiales
Procedimiento
Tubos de ensayo, tapones
perforados, tubos de vidrio
doblados para conectar
tubos de ensayo, gradilla,
termómetro, mechero,
suspensión de levaduras,
azúcar, solución de azul de
bromotimol (*) o de agua
de cal, bombillas o pipetas y
balanza.
(*): El azul de bromotimol
actúa como indicador de
pH, en un medio alcalino es
azul y en ácido, amarillo.
1. Disuelve levadura en agua con azúcar, calentando en el mechero; procura
que no hierva.
2. Mide en un tubo de ensayo 3 mL de agua y 1 mL de azul de bromotimol,
sopla con la bombilla, para hacer burbujas de aire, y observa el cambio de
coloración.
3. Dispón en un tubo de ensayo la solución de levadura y en otro, azul de
bromotimol. Tapona ambos tubos y conéctalos con el tubo de vidrio doblado.
Resultados
1. Dibuja el montaje experimental y representa el cambio de coloración
observado.
Análisis y conclusiones
1. ¿Qué sucedió con la coloración del azul de bromotimol?
2. Explica por qué se produjo el cambio de coloración del indicador.
Trabajo en equipo
1. Si la tasa relativa de respiración o fermentación es el tiempo que tarda el CO2
en producir un cambio de coloración, diseña y realiza un experimento para
resolver alguno de los siguientes problemas:
a. ¿Cuál es el efecto de la temperatura en la fermentación de las levaduras?
Las levaduras son hongos
microscópicos relevantes en
la industria alimentaria por su
capacidad de fermentación.
b. ¿Cómo afecta la concentración de azúcar a la producción de CO2 en la
fermentación de las levaduras?
No olvides que tu experimento debe contar con una experiencia control
y debes controlar en él una variable. Luego, representa tus resultados en un
gráfico.
Guía didáctica del docente 41
Material fotocopiable
Ficha de refuerzo
Biomoléculas y estructuras celulares eucariontes
1. ¿Qué tienen en común todos los seres vivos? Cita tres diferencias de los seres vivos con la materia inerte.
2. Explica en qué consiste la nutrición autótrofa de las plantas. Realiza un breve esquema de la fotosíntesis.
3. ¿A qué grupo de biomoléculas pertenecen las sales minerales? Nombra tres ejemplos de sales minerales que
conozcas y sus funciones en el organismo.
4. Completa el siguiente cuadro con las principales funciones biológicas de las biomoléculas orgánicas. Nombra
un ejemplo para cada una de las funciones.
Biomoléculas orgánicas
Funciones
Ejemplos
5. Identifica las estructuras indicadas en las ilustraciones:
Célula animal
G
F
A
B
C
E
D
Célula vegetal
A
I
B
H
C
G
D
F
E
42 Unidad 1: La célula
Ficha de ampliación
UNIDAD
Material fotocopiable
1
Biomoléculas
1. Los bioelementos se pueden clasificar en primarios, secundarios y oligoelementos. Busca información sobre
cada uno e indica qué elementos químicos se consideran dentro de cada grupo.
2. Responde las siguientes preguntas acerca de los lípidos:
a. ¿Qué son los esteroides?
b. ¿Qué consecuencias puede tener en el organismo la presencia de una cantidad excesiva de colesterol?
3. A continuación, se representan cuatro biomoléculas que componen a los seres vivos. Observa cada compuesto
y contesta las siguientes preguntas:
i.
iii.
CH₃
CH₂OH
O
H₃C
H
H
H
OH
OH
OH
H
H
OH
ii.
C=O
H₃C
HO
iv.
a. Identifica el grupo de biomoléculas a las que pertenecen los compuestos representados.
b. Indica cuáles de ellos son compuestos monómeros.
c. Explica la función del compuesto iv.
Guía didáctica del docente 43
Material fotocopiable
Instrumento de evaluación
Nombre:
Curso: 1º medio
Marca con una ✖ la alternativa correcta.
1. Respecto de la teoría celular, es correcto afirmar que:
I.
comenzó a desarrollarse durante el siglo XX, gracias a los progresos de la genética.
II. consiste en una explicación acerca de los seres vivos.
III. propone que el funcionamiento de todos los seres vivos se basa en la actividad de unidades constitutivas.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. II y III
E. I, II y III
2. ¿Qué científicos propusieron que todos los seres vivos están formados por células?
A. Hooke y Leeuwenhoek.
B. Schleiden y Schwann.
C. Dutrochet y Virchow.
D. Schleiden y Hooke.
E. Virchow y Leeuwenhoek
3. Las células eucariontes, a diferencia de las procariontes, presentan:
I.
una mayor complejidad interna.
II. la capacidad de organizarse y diferenciar sus funciones en un organismo pluricelular.
III. material genético organizado en cromosomas circulares.
A. Solo I
D. I y III
B. Solo III
E. I, II y III
C. I y II
4. Cuáles son características comunes a células vegetales y animales:
I.
carecen de organelos membranosos.
II. poseen membrana plasmática que regula la interacción con el medio.
III. mantienen el material genético dentro del núcleo.
IV. contienen mitocondrias que producen la mayor parte del ATP de la célula.
A. II, III y IV
D. I y III
B. I, II y III
E. III y IV
C. II y IV
44 Unidad 1: La célula
UNIDAD
1
5. ¿Qué componente celular será más notorio o abundante si la célula tiene una elevada síntesis proteica?
I.
Ribosomas.
II. Retículo endoplasmático liso.
III. Retículo endoplasmático rugoso.
A. Solo I
B. Solo II
C. II y III
D. I y II
E. I y III
6. Los productos finales de la respiración celular, realizada por las mitocondrias, son:
A. NADH y ATP.
B. dióxido de carbono, agua y ATP.
C. ácido pirúvico y dióxido de carbono.
D. dióxido de carbono y oxígeno.
E. dióxido de carbono, ácido cítrico y ATP.
7. La función de los cloroplastos es:
A. sintetizar carbohidratos simples, que servirán de nutrientes a la célula.
B. producir el ATP necesario para la mayor parte de los trabajos celulares.
C. unir aminoácidos y sintetizar pequeños péptidos.
D. modificar químicamente las proteínas y los lípidos antes de exportarlos.
E. almacenar sustancias nutritivas, como el almidón.
8. Respecto de la teoría endosimbiótica, es correcto que esta explica el origen de:
A. los ribosomas en las células procariontes.
B. las mitocondrias y los lisosomas en las células eucariontes.
C. el nucléolo en las células eucariontes.
D. los cloroplastos y las mitocondrias en las células eucariontes.
E. los retículos endoplasmáticos y el aparato de Golgi en las células eucariontes.
9. Las evidencias que sustentan la teoría endosimbiótica son:
A. la presencia tanto en mitocondrias como en cloroplastos de ADN y ribosomas.
B. la existencia de pared celular tanto en las mitocondrias como en los cloroplastos.
C. el beneficio energético que obtiene la célula gracias a la presencia de cloroplastos y de mitocondrias.
D. el desarrollo de procesos metabólicos al interior de mitocondrias y de cloroplastos.
E. la presencia de ADN propio en los diferentes organelos membranosos.
Guía didáctica del docente 45
Material fotocopiable
10. El agua es un compuesto fundamental en nuestro organismo, porque contribuye eficazmente a:
I.
la regulación calórica
II. al transporte de sustancias disueltas
III. favorecer la realización del metabolismo
A. Solo II
B. I y III
C. II y III
D. I y II
E. I, II y III
11. La función primaria de la glucosa es:
A. enzimática.
B. estructural en el ADN.
C. energética.
D. receptora de señales.
E. estructural en la membrana plasmática.
12. ¿Cuál de los siguientes factores influye en la actividad de una enzima?
A. pH.
B. Temperatura.
C. Concentración de enzima.
D. Concentración de sustrato.
E. Todas.
13. Son cualidades de las enzimas:
I.
aceleran las reacciones metabólicas.
II. luego de transformar al sustrato no pueden ser reutilizadas.
III. disminuyen la energía de activación de una reacción química.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y III
E. I, II y III
46 Unidad 1: La célula
UNIDAD
Material fotocopiable
1
Tabla de especificaciones
Área: Biología
Curso: 1º medio
Nombre de la unidad: La célula
Objetivos de la unidad
Contenidos
Habilidad
Ítem
Clave
Criterios y niveles de logro
Conocer los aportes
realizados por diferentes
científicos al estudio de la
célula y los postulados de
la teoría celular.
Teoría celular
Comprender
Conocer
1
2
D
B
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Distinguir los diferentes
tipos celulares e identificar
las funciones de los
diferentes organelos.
Organelos
celulares
Comprender
Comprender
Comprender
3
4
5
C
A
E
Logrado: 2 a 3 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Cloroplastos y
mitocondrias
Conocer
Identificar
6
7
B
A
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Explicar la importancia de
la teoría endosimbiótica.
Teoría
endosimbiótica
Conocer
Identificar
8
9
D
A
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Identificar las principales
biomoléculas inorgánicas y
orgánicas.
Biomoléculas
Comprender
Identificar
10
11
E
C
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Describir el rol de las
enzimas e identificar las
condiciones óptimas de su
funcionamiento.
Enzimas
Conocer
Identificar
12
13
E
D
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Describir la función
de cloroplastos y
mitocondrias.
Guía didáctica del docente 47
UNIDAD
2
1
Especialización y
transporte celular
Orientaciones curriculares
Propósito de la unidad
El propósito de la unidad es el estudio del funcionamiento de tejidos y órganos y actividad de
sus células especializadas, como la célula intestinal y la célula secretora, entre otras. A esto se
suman los procesos de intercambio de sustancias entre la célula y su ambiente.
Estos conocimientos se integran con habilidades de pensamiento científico relativas al análisis
de investigaciones clásicas relacionadas con las moléculas que participan en el metabolismo
celular. En esta misma línea, se propone el desarrollo de habilidades para organizar, interpretar
datos, y formular explicaciones y conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos
sobre la composición y función molecular de la célula.
Objetivos Fundamentales Verticales
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 274), los estudiantes serán
capaces de:
•
Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones, apoyándose en las teorías y conceptos
científicos en estudio (OFV 2).
•
Describir el origen y el desarrollo histórico de conceptos y teorías relacionadas con los
conocimientos del nivel, valorando su importancia para comprender el quehacer científico
y la construcción de conceptos nuevos más complejos (OFV 3).
•
Comprender la importancia de las leyes, teorías e hipótesis en la investigación científica y
distinguir unas de otras (OFV 4).
•
Comprender que el funcionamiento de órganos y tejidos depende de células especializadas
que aseguran la circulación de materia y el flujo de energía (OFV 6).
Contenidos Mínimos Obligatorios
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 275), los CMO son los
siguientes:
•
Explicación del funcionamiento de los tejidos y órganos basada en la actividad de células
especializadas que poseen una organización particular, por ejemplo, la célula secretora, la
célula muscular (CMO 6).
48 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
•
Explicación de fenómenos fisiológicos sobre la base de la descripción de mecanismos de
intercambio entre la célula y su ambiente (transporte activo, pasivo y osmosis), y extrapolación de esta información a situaciones como la acumulación o pérdida de agua en tejidos
animales y vegetales (CMO 7).
2
Habilidades de pensamiento científico
Habilidad
1
Lecciones
2
3
Procesamiento e interpretación de datos y formulación de
explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos
teóricos del nivel, por ejemplo, referidos al transporte de agua
a través de membranas.
Análisis del desarrollo de alguna teoría o concepto relacionado
con los temas del nivel, por ejemplo osmosis, con énfasis en la
construcción de teorías y conceptos complejos.
Distinción entre ley, teoría e hipótesis, y caracterización de su
importancia en el desarrollo del conocimiento científico.
•
•
•
•
•
•
•
4
•
•
Aprendizajes Esperados en relación con los OFT
De acuerdo con el Programa de Estudio de Primer año medio de Biología (página 39), y al
Marco Curricular, son los siguientes:
Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad
•
Busca información complementaria a la entregada por el docente, para satisfacer sus intereses
e inquietudes.
•
Formula preguntas para profundizar o expandir su conocimiento sobre los temas en estudio.
•
Establece, por iniciativa propia, relaciones entre los conceptos en estudio y los fenómenos
que observa en su entorno.
•
Busca nuevos desafíos de aprendizaje.
El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento
•
Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos.
•
Registra en orden cronológico los datos producidos en torno al tema de trabajo investigado.
•
Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad.
•
Entrega trabajos en los tiempos acordados.
•
Respeta el uso de vocabulario científico pertinente.
Guía didáctica del docente 49
Planificación de la unidad
Aprendizaje Esperado
Objetivo Específico
Lección
Contenido
• Explicar la relación entre
• Explicar la relación que
el funcionamiento de
existe entre la función
ciertos órganos y tejidos y
de ciertos tejidos y las
las células especializadas
características de las células
que los componen (célula
que los constituyen.
intestinal, célula secretora,
célula muscular, célula
epitelial renal, célula
sanguínea).
1
• Relación que existe
¿Cómo se organizan
entre la función de
las células en
ciertos tejidos y las
los organismos
características de
pluricelulares?
las células que los
constituyen.
• Explicar los mecanismos
• Comprender los
de intercambio de
mecanismos de
sustancias entre la célula
intercambio de sustancias
y su ambiente (osmosis,
entre la célula y su
difusión, transporte pasivo
ambiente.
y activo).
• Describir los fenómenos
que ocurren en las
células animales y
vegetales, producto de los
movimientos de agua.
2
¿Cómo se
comunica la célula
con su entorno?
• Mecanismos de
intercambio de
sustancias entre la célula
y su ambiente.
3
¿Cómo ingresa y
sale el agua de una
célula?
• Fenómenos que ocurren
en las células animales y
vegetales, producto de
los movimientos de agua.
4
¿Cuál es la
importancia de
la permeabilidad
celular?
• Permeabilidad celular y
su relación con la función
de diferentes tejidos.
• Conocer lo que sucede
en diferentes tejidos del
cuerpo como resultado de
la especialización celular
y del intercambio de
sustancias entre la célula y
el medio.
50 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Instrumentos de Evaluación
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
Indicador de evaluación
• Ilustran en un esquema los niveles de
organización de los seres vivos desde el
nivel atómico hasta el organismo completo,
incluyendo las correspondientes unidades de
medida.
2
Tiempo estimado
(horas pedagógicas)
4
• Mencionan que las células eucariontes
comparten la misma composición molecular,
pero que su morfología varía de acuerdo al tejido
que componen y su función específica.
• Identifican diversas células especializadas en
ilustraciones o esquemas (célula muscular,
secretora, intestinal, epitelial renal, sanguínea).
• Distinguen los organelos celulares especializados
más característicos de diferentes tipos celulares y
la consecuencia sobre la función celular.
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Establecen relaciones entre la función de órganos
o tejidos y la morfología de las células que los
componen (por ejemplo, la función del intestino
delgado y la forma de la célula intestinal).
• Describen mecanismos de intercambio entre
la célula y su ambiente en relación con las
características de la membrana plasmática según
el modelo de mosaico fluido.
• Dan ejemplos de procesos fisiológicos cotidianos
donde operan diversos mecanismos de
intercambio de sustancias (turgencia de las
verduras sumergidas en agua versus las aliñadas,
apariencia de la piel de los dedos luego de un
baño de tina con sales).
• Explican fenómenos biológicos aplicando
conceptos de intercambio celular aplicados a
procesos biológicos propios de los distintos
sistemas corporales estudiados anteriormente,
tales como absorción intestinal, intercambio
gaseoso, excreción urinaria, entre otros.
6
4
4
• Explican que la célula requiere intercambiar
permanentemente sustancias del medio externo
ya sea para incorporar distintas sustancias
necesarias para su funcionamiento como
también para excretar desechos hacia el exterior,
manteniendo estable su medio interno.
Guía didáctica del docente 51
Prerrequisitos y bibliografía de la unidad
A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para cada lección de la unidad, como
también algunos textos de consulta.
Prerrequisitos
Atención
En las lecciones 2 (pág. 92)
y 3 (pág. 102) se proponen
actividades experimentales
que requieren anticipar su
preparación, por lo que se le
sugiere que revise el diseño
experimental propuesto en cada
una de ellas.
Lección 1 ¿Cómo se organizan
las células en los organismos
pluricelulares?
Lección 2 ¿Cómo se comunica
la célula con su entorno?
Organelos celulares, sus funciones Biomoléculas, fosfolípidos y
y biomoléculas que constituyen
membrana plasmática.
la célula.
Lección 3 ¿Cómo ingresa y sale Lección 4 ¿Cuál es
el agua de una célula?
la importancia de la
permeabilidad celular?
Características del agua y
transporte pasivo.
Tipos de transporte celular,
osmosis y diferenciación celular.
Bibliografía de referencia
Lección 1 ¿Cómo se organizan las células en los organismos pluricelulares?
•
Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
De Robertis, E. y De Robertis, E. (1994) Biología celular y molecular. (11ª edición) Argentina: Editorial
El Ateneo.
Lección 2 ¿Cómo se comunica la célula con su entorno?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill
•
Audesirk, T., Audesirk, G., Byers, B. (2008) Biología de la vida en la Tierra. (8ª edición) México: Pearson
Prentice Hall.
Lección 3 ¿Cómo ingresa y sale el agua de una célula?
•
Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología conceptos y relaciones. Ciudad de México: Editorial
Pearson Educación.
Lección 4 ¿Cuál es la importancia de la permeabilidad celular?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.
52 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 68 y 69)
2
Objetivos de la unidad
•
Invite a los estudiantes a leer y a analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección,
en la página 68 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán
alcanzar al finalizar la unidad, y dar así mayor sentido a su estudio.
Me preparo para la unidad
•
Pida a sus estudiantes, antes de iniciar la unidad, que desarrollen la encuesta sugerida en la sección
Me preparo para la unidad. Luego, dirija una puesta en común de los resultados.
Para comenzar
Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos.
•
Indique a sus estudiantes que comenten el texto de esta cápsula y que respondan las preguntas
sugeridas en ella. Puede complementarlas con otras como las siguientes:
•
¿Qué componentes de la membrana son responsables de su fluidez?
•
Si la composición de la membrana plasmática es semejante en todas las células, ¿por qué solo
algunas pueden realizar fagocitosis?, ¿este proceso dependerá únicamente de la membrana
plasmática?
•
¿Qué tipo de molécula, presente en la membrana plasmática, estará asociado al transporte de
sustancias específicas?, ¿por qué?
Guía didáctica del docente 53
Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 70 a 81)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la primera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar
y Trabaja con lo que sabes de la página 70.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
En la unidad anterior conociste las características que distinguen a las células animales de otros
tipos celulares, pero ¿serán todas las células animales iguales?
•
¿Qué diferencias y qué semejanzas piensas que existen entre las distintas células de tu cuerpo?
•
Tal como en tu cuerpo, en un árbol ¿también esperarías encontrar diferentes tipos celulares?
•
¿Por qué existirán diferentes tipos celulares en un organismo?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 70)
Aunque varíen sus proporciones, en todas las células se encuentran los mismos elementos químicos
fundamentales (C, H, O, N, P, S) conformando a las distintas biomoléculas con las que se construye y
organiza la célula (agua, sales minerales, lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos, proteínas, vitaminas,
entre otras). Con estas biomoléculas se estructuran, por ejemplo, la membrana plasmática y los
organelos de una célula eucarionte, tales como las mitocondrias, encargadas de proporcionar ATP, o el
aparato de Golgi, ocupado en controlar el transporte de proteínas.
Trabaja con los que sabes (Página 70)
Respuestas esperadas
1.
-
Núcleo: contiene en su interior la información genética en forma de ADN y ARN.
-
Ribosomas: la función de los ribosomas es la síntesis de proteínas.
-
Vacuola: contiene una solución compuesta por iones, azúcares, aminoácidos y, en algunos
casos, proteínas. En células vegetales posee enzimas digestivas que desempeñan una función
similar a la de los lisosomas en las células animales. Su presencia, combinada con la pared
celular, genera las condiciones de turgencia que hacen posible que las plantas permanezcan
erguidas.
-
Cloroplastos: son un tipo de plastidio responsable de realizar la fotosíntesis.
-
Pared celular: su principal función es dar rigidez y turgencia a las plantas evitando la ruptura de
la célula. También permiten el contacto entre citoplasmas de diferentes células.
-
Retículo endoplasmático liso (REL): en él se sintetizan los lípidos que forman parte de las
membranas celulares.
-
Mitocondria: organelo encargado de proveer de energía a la célula mediante un proceso
llamado respiración celular.
54 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
-
Aparato de Golgi: en este organelo, algunas proteínas y lípidos producidos en los retículos
son modificados y luego distribuidos mediante vesículas a un destino específico, ya sea para
formar parte de la membrana celular, o para exportarlos de la célula. Algunas de estas vesículas
permanecen en el citoplasma y se conocen como lisosomas.
-
Retículo endoplasmático rugoso (RER): presenta ribosomas asociados que participan en la
producción de proteínas que serán utilizadas para formar las membranas de la célula.
2
Es posible determinar que esta célula es vegetal, debido a la presencia de pared celular, cloroplastos y
una gran vacuola central.
2. Carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.
3.
a. Tejidos epiteliales y conjuntivos. Las células deben ser diferentes, ya que cumplen distintas
funciones.
b. Comparten todas las estructuras propias de una célula eucarionte animal, como membrana
plasmática, un sistema de endomembranas, núcleo, mitocondrias y centriolos.
Sugerencias de desarrollo de lección
Como se ha hecho anteriormente, se presentan orientaciones para desarrollar la lección. Además se
sugiere que guíe la discusión generada a partir de la sección Para saber + (página 73). Por ejemplo,
refiérase al progreso de la medicina y pida a algunos estudiantes que expongan su investigación.
Finalmente, guíe una síntesis de la discusión.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es probable que los estudiantes consideren que en todos los organismos pluricelulares se
reconocen tejidos. Sin embargo, organismos como las algas (protistas) y los hongos pluricelulares
carecen de ellos. Pídales que investiguen los conceptos de talo y talófitas.
Actividad 2, Análisis (Página 75)
Respuestas esperadas
Algunas de las enzimas pancreáticas y su respectivo sustrato y producto se muestran en la tabla.
Enzima
Sustrato
Producto
Carboxipeptidasa B
Proteínas y polipéptidos
Separa carboxilos terminales de
aminoácidos con cadenas laterales básicas.
Lipasa pancreática
Triglicéridos
Monoglicéridos, glicerol y ácidos grasos.
Alfa- amilasa pancreática Almidón
Maltosa
Ribonucleasa
ARN
Ribonucleótidos
Desoxirribonucleasa
ADN
Desoxirribonucleótidos
Fosfolipasa A2
Fosfolípidos
Ácidos grasos
Dipeptidasas
Dipéptidos
Dos aminoácidos
Guía didáctica del docente 55
La actividad de las enzimas pancreáticas, al igual que la de todas las enzimas, depende de la temperatura.
En este caso es esperable que alcancen su máxima eficiencia a la temperatura corporal.
Actividad 3, Análisis (Página 76)
Respuestas esperadas
Se espera que los estudiantes establezcan una analogía entre las fibras de la toalla con el aspecto que
presentan las vellosidades intestinales. Al igual que en estas últimas, las fibras permiten aumentar la
superficie de absorción.
Información complementaria
Tejidos vegetales
•
Tejidos dérmicos: recubren y protegen el cuerpo de las plantas contra la deshidratación,
golpes, variaciones de la temperatura y del ataque de agentes infecciosos.
•
Tejidos meristemáticos: se ocupan del crecimiento. Sus células se dividen continuamente y
pueden transformarse o diferenciarse para formar los otros tipos celulares. Se ubican en la
punta de tallos y raíces y también en sus paredes, en las semillas y en las yemas que producen
nuevas hojas.
•
Tejidos fundamentales: sus funciones generales son la fotosíntesis, el almacenamiento y el
soporte corporal. Entre ellos se cuentan el parénquima, el colénquima y el esclerénquima. El
parénquima es un tejido que en las hojas es responsable de la fotosíntesis; mientras que en los
tallos y raíces almacena sustancias de reserva, como el almidón. En tanto, el colénquima y el
esclerénquima son tejidos que dan soporte a la planta.
•
Tejidos vasculares: se encargan del transporte de sustancias. Existen dos tipos: xilema y floema.
El xilema está constituido por células muertas, que antes de morir se unieron formando finos
tubos mediante los cuales se transporta la savia bruta, la que está compuesta por agua,
minerales y otros nutrientes que son absorbidos por las raíces de las plantas. La savia bruta
es llevada por el xilema hacia las hojas, donde es usada para realizar la fotosíntesis, o a los
frutos, donde se emplea para la producción de semillas. Las células del floema están vivas y
también forman delgados conductos, por los cuales se transporta la savia elaborada, la que
está formada por azúcares y otras sustancias que se producen en las hojas como resultado de
la fotosíntesis. La savia elaborada es conducida por el floema hasta el resto de los órganos de
la planta, donde los nutrientes que contiene serán utilizados para que se realicen las funciones
vitales, o bien para que sean almacenados.
56 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Aproveche la discusión generada por la sección Conexión con la medicina (página 81) para dar antecedentes acerca del cáncer cervicouterino en nuestro país. Por ejemplo, que en Chile es la segunda causa
de muerte en mujeres en edad reproductiva, registrándose más de 600 muertes por año. Hasta hoy
-dado que es curable si se detecta precozmente-, el examen de Papanicolaou (PAP) es la herramienta
principal para el control del problema. Este examen es gratuito para todas las mujeres de 25 a 64 años,
quienes deben practicarlo cada tres años. Su causa es el virus del papiloma humano (VPH), para el
cual se ha desarrollado una vacuna que ya se ha comenzado a aplicar en campañas de vacunación.
(Fuente: Minsal.cl)
2
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre los tejidos.
Nivel conocimiento
1. Identifica tres tipos celulares humanos y en qué órganos es posible encontrarlos.
Nivel comprensión
2. Investiga y describe brevemente los tipos fundamentales de tejidos del ser humano.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Neuronas, en el cerebro y otros órganos del sistema nervioso. Fibras musculares, en los
músculos esqueléticos. Células exocrinas, en los acinos pancreáticos.
Nivel comprensión
1.
-
Tejido epitelial: sus funciones generales son la protección y secreción. Estos tejidos revisten
todas las superficies internas de órganos como los pulmones, el estómago y las paredes
de los vasos sanguíneos. Está compuesto por células muy juntas que, dependiendo de
la función y del órgano en el que se encuentren, tienen diferente forma, disposición y
función.
-
Tejido nervioso: está compuesto por dos tipos celulares: las células gliales y las neuronas.
Las gliales están encargadas de proteger y alimentar a las neuronas, mientras que las
neuronas están especializadas en la transmisión del impulso nervioso.
-
Tejido conectivo: es responsable de unir y soportar los otros tejidos del cuerpo. Está
formado por células separadas unas de otras, pero rodeadas por un medio líquido,
gelatinoso o sólido que es secretado por ellas mismas, llamado matriz extracelular, y que
les ayuda a adquirir resistencia. Existen varios tipos de tejido conectivo, como el tejido
óseo, el tejido adiposo y la sangre.
-
Tejido muscular: está compuesto por células alargadas llamadas fibras musculares. Estas
tienen la capacidad de contraerse y relajarse frente a diferentes estímulos. Es responsable
del movimiento, en procesos tan importantes como el desplazamiento, el avance de la
comida en el tracto digestivo y la contracción del corazón. Existen tres tipos de tejido
muscular: el músculo esquelético, el músculo liso y el músculo cardíaco.
Guía didáctica del docente 57
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una conversación acerca de la diversidad
de tipos celulares y la importancia de su especialización tanto morfológica como funcional.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 81)
Respuestas esperadas
Tipo celular
Tejido del que
forma parte
Fibra muscular
Muscular
esquelética
Célula
exocrina del
páncreas
Epitelial
Enterocito
Epitelial
Célula epitelial
Epitelial
renal
Eritrocito
Conjuntivo
Neuronas
Nervioso
Osteoblastos
Conjuntivo
Morfología
Organización subcelular
Multinucleada, citoplasma con
Alargada
miofibrillas y abundancia de
mitocondrias.
Núcleo esférico y en posición
Células grandes basal. En el citoplasma apical se
y poliédricas.
distinguen múltiples gránulos
con zimógenos.
Membrana con
microvellosidades en la
región apical de la célula. En
Cúbico
el citoplasma apical, junto a
la membrana, hay pequeñas
vesículas de secreción con
glucoproteínas.
Borde en cepillo en las células
Cúbica simple
epiteliales cúbicas del TCP.
o cilíndrica
Citoplasma con abundantes
simple.
mitocondrias.
Discoidal
Anucleadas y sin mitocondrias.
bicóncavo
Cuerpo celular diferenciado
en soma y axón, con múltiples
Diversas
ramificaciones menores en los
extremos. Nucleolo prominente
y abundantes mitocondrias.
Gran cantidad de RER, el núcleo
Cúbicos
es esférico y grande y un aparato
de Golgi prominente.
Función
Contracción
Secreción de
zimógenos, formas
enzimáticas inactivas.
Absorción y
secreción
Absorción y
secreción
Transporte de gases
respiratorios.
Conducción del
impulso nervioso.
Formación de hueso.
1. Diferencias de forma, función, preeminencia de ciertos organelos y cualidades de la membrana,
entre otras.
2. Las características morfológicas aumentan la eficiencia de la función, al igual que su organización subcelular.
58 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 82 a 99)
2
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la segunda lección, haciendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 82.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué intercambian los seres vivos con el ambiente?, por ejemplo una planta o un animal.
•
¿Todos los seres vivos intercambian materia y energía con el ambiente?, ¿por qué lo hacen?, ¿qué
les sucede si dejan de hacerlo?
•
¿Qué intercambian las células vegetales y animales con el ambiente?, ¿por qué lo hacen?, ¿qué les
sucede si dejan de hacerlo?
•
¿Qué estructura celular está encargada de ese intercambio?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 82)
La membrana plasmática es el límite que contacta a la célula con su ambiente y mantiene su integridad.
A través de ella la célula intercambia sustancias con el medio, por ejemplo, ingresan nutrientes y
gases, y son expulsados desechos y productos celulares funcionales en el organismo. Como todas las
estructuras celulares, la membrana está constituida por biomoléculas, todas ellas orgánicas, como los
fosfolípidos, proteínas y carbohidratos.
Trabaja con lo que sabes (Página 82)
Respuestas esperadas
2.
a. La membrana plasmática.
b. Los ácidos grasos saturados no poseen dobles enlaces, en cambio, los ácidos grasos insaturados
poseen uno (monoinsaturados) o más de uno (poliinsaturados).
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo énfasis en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 59
Tratamiento de errores frecuentes
•
Comúnmente, los estudiantes indican que la membrana es selectiva porque “deja pasar lo bueno
o útil y no lo malo o dañino”. Es importante aclararles al respecto que la selectividad de la
membrana depende de procesos físicos y químicos objetivos, por ejemplo, la membrana
plasmática es permeable a sustancias tóxicas como el alcohol o ciertas drogas.
Actividad 5, Aplicación (Página 83)
Respuestas esperadas
1.
Membrana plasmática: estructura que rodea a la célula y la separa del medio externo. Permite el
intercambio de materiales y energía con el entorno. Es selectiva, por ello impide el paso de algunas
moléculas y permite el de otras, garantizando la integridad y la estabilidad del medio celular
interno. Está compuesta de fosfolípidos y proteínas que participan en el transporte de sustancias.
Fosfolípidos. Son los principales componentes de las membranas celulares o biológicas. Desde
el punto de vista químico, un fosfolípido es un glicérido combinado con un grupo fosfato. Los
fosfolípidos son moléculas anfipáticas, es decir, tienen una región polar (hidrofílica, que puede
estar en contacto con el agua) y otra apolar (hidrofóbica, que repele el agua).
Actividad 6, Reflexión (Página 85)
Recomiende a sus estudiantes el empleo de material de desecho para la confección de este modelo e
indíqueles que su diseño facilite el desplazamiento de piezas o su modificación.
Actividad 7, Análisis (Página 87)
Respuestas esperadas
1.
a. El más abundante en el medio intracelular es el potasio y en el extracelular, el sodio.
b. El menos abundante en el medio intracelular es el calcio y en el extracelular, el magnesio y
el calcio.
c. Ambos tienen el mismo tipo de componentes.
d. Aunque ambos medios comparten el mismo tipo de componentes, estos se encuentran
en diferente concentración. Esta diferencia es responsabilidad de la membrana plasmática.
2. Debido a que la estructura y organización de la membrana celular y el metabolismo son
interdependientes, si se altera cualquiera de estos dos elementos del sistema, la célula puede
colapsar o enfermar.
60 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Minitaller, Proporción de biomoléculas en la membrana (Página 87)
2
Respuestas esperadas
a. Una hipótesis probable es: las membranas celulares de diferentes organismos difieren en la
proporción de sus biomoléculas constituyentes.
b. La hipótesis se valida. Aunque siempre la proporción de lípidos es la mayor y la de carbohidratos
la menor, existen diferencias. Por ejemplo, al contrastar la proporción de lípidos en los tres tipos
celulares representados.
Actividad 9, Análisis (Página 89)
Respuestas esperadas
Es importante destacar que la molécula de etanol es de mayor tamaño que las de CO2 y O2, con
3 y 2 átomos respectivamente y que, aunque traspasa la membrana dado que es liposoluble, otras
moléculas de mayor tamaño no lo harán tan fácilmente, aunque sean liposolubles, como el colesterol,
que requiere un transporte especializado.
Minitaller, Factores que afectan la velocidad de difusión (Página 92)
Análisis y conclusión
1. Si se eleva la temperatura, aumenta la velocidad de difusión, puesto que implica un incremento
de la energía cinética de las partículas.
2. La velocidad de difusión aumenta.
3. Fue mayor en el agua destilada, pues opone menos resistencia al movimiento de las partículas
que la gelatina.
Guía didáctica del docente 61
Actividad 10, Síntesis (Página 96)
Respuestas esperadas
Tipo de transporte
Moléculas que transporta
Difusión facilitada
Aminoácidos, glucosa,
fructosa e iones
Bomba Na+ K+
Extrae de las células
3 Na+ al tiempo que
ingresa 2 K+
Simporte
Na+ y Glucosa
Antiporte
Na+ y Ca2+
Explicación del mecanismo
Pequeñas moléculas con carga, iones y
moléculas de mayor tamaño, que no pueden
atravesar la bicapa lipídica, son movilizadas
por proteínas transportadoras a favor de su
gradiente de concentración.
Explicación del mecanismo: cuando se
fosforila la bomba, al unirse con un grupo
fosfato proveniente de una molécula de ATP,
esta cambia su conformación y se realiza
el transporte en contra de la gradiente de
concentración.
Ambas sustancias ingresan simultáneamente
a la célula mediante una proteína
transportadora contra la gradiente.
Una proteína transportadora moviliza a las
sustancias simultáneamente y en sentido
contrario. Uno a favor y otro en contra de la
gradiente.
Información complementaria
Alteraciones del transporte de membrana
Como hemos visto a lo largo de esta unidad, el transporte a través de la membrana cumple
múltiples funciones de gran importancia para la célula, como la absorción de nutrientes, el
transporte de gases como el CO2 y el O2, el movimiento de agua, la fagocitosis de patógenos o la
secreción de alguna sustancia, como neurotransmisores o enzimas.
Pero existen ciertos factores que pueden generar alteraciones en el transporte de sustancias a
través de la membrana, lo que trae consigo afecciones como la diarrea y las canalopatías.
Por ejemplo, una persona infectada con la bacteria Vibrio cholerae sufrirá un cuadro severo de diarrea.
Esto, debido a que la toxina colérica producida por este microorganismo patógeno inhibe el funcionamiento de la bomba de Na+-K+, lo que ocasiona el aumento de la concentración de Na+ en el
–
lumen intestinal. Además, la toxina provoca un incremento de la expulsión de Cl a través de los
canales iónicos de los enterocitos. La acumulación de ambos iones en el lumen intestinal origina un
gradiente de concentración que hace que el agua abandone por osmosis las células intestinales. El
aumento del volumen de agua en las heces se traduce en diarrea y en deshidratación.
En cuanto a las canalopatías, se ve afectada la función de los canales iónicos, lo que puede generar
enfermedades del sistema nervioso o muscular. Por ejemplo, la fibrosis quística es una enfermedad
genética producida por una mutación en una de las proteínas que participan en el transporte
de cloruro a través de las membranas celulares de ciertas células, como las que revisten a los
pulmones. Esto trae como consecuencia una producción abundante de una secreción mucosa
que termina obstruyendo las vías respiratorias, lo que causa problemas respiratorios. También se
altera la secreción de sudor y jugos gástricos.
62 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Actividades complementarias
2
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre los procesos de transporte.
Nivel comprensión
1. Explica por medio de un ejemplo qué significa que una sustancia se movilice a favor del
gradiente de concentración.
Nivel comprensión
2. Investiga y describe brevemente los trastornos derivados del mal funcionamiento de los
canales de Na+.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. Significa que una sustancia se mueve desde donde está en mayor concentración hacia
donde su concentración es menor. Por ejemplo, el oxígeno se mueve desde el líquido
intersticial hacia el citoplasma a favor del gradiente de concentración.
Nivel comprensión
1. Alteraciones en los canales de Na+ pueden causar arritmias cardíacas y miastenia grave.
Esta es una canalopatía con causas autoinmunes, entre sus síntomas se cuenta la debilidad
de los músculos voluntarios, dificultad para respirar, hablar, deglutir, entre otros.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una conversación acerca de la importancia
de que la membrana regule el intercambio de sustancias entre la célula y el medio. Refuerce la idea
empleando la Información complementaria.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 99)
Respuestas esperadas
1.
a. A: Difusión simple. B: bomba Na+ K+. C: difusión facilitada. D: Difusión facilitada.
b. A: transporte pasivo. B: transporte activo. C: transporte pasivo. D: transporte pasivo.
c. Las sustancias deben ser pequeñas y sin carga.
d. A: O2, CO2 y urea. C: iones. D: Glucosa y aminoácidos.
2. Enterocitos (una pequeña proporción de péptidos puede ingresar a la célula intestinal por
endocitosis, especialmente en lactantes) y fagocitos (que incorporan por este medio células
muertas, bacterias y restos celulares, entre otras sustancias).
Guía didáctica del docente 63
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(Páginas 100 – 101)
Actividades
1.
A: neurona. Su forma es muy especializada para cumplir su función, se identifican el soma o
cuerpo, del cual emergen las dendritas, y el axón, el cual conduce el impulso nervioso. Esto último
es la función básica de esta célula.
B: fibra muscular. Son células alargadas, multinucleadas en cuyo citoplasma se encuentran las
miofibrillas, las cuales son claves para conseguir que estas células se contraigan.
2.
a. Fosfolípidos, colesterol (solo en animales), proteínas y carbohidratos.
b. Es semipermeable.
c. El modelo de mosaico fluido fue propuesto en 1972 por S. J. Singer y G. Nicholson; con él
explican la organización de las membranas celulares. Esta se caracteriza por una doble capa
de fosfolípidos en la que se incrustan proteínas.
d. Significa que una sustancia se mueve desde donde está en mayor concentración hacia
donde su concentración es menor. Por ejemplo, el oxígeno se mueve desde el líquido
intersticial hacia el citoplasma a favor del gradiente de concentración.
e. La temperatura, la magnitud del gradiente de concentración, la existencia de proteínas
transportadoras y la afinidad de estos por los solutos.
f. En el transporte pasivo la célula no consume ATP y moviliza sustancias a favor del gradiente
de concentración. En cambio, el transporte activo implica un gasto de ATP y el movimiento
de las sustancias es en contra del gradiente de concentración.
g. En contra del gradiente de concentración.
3. El aminoácido. Estos son transportados por difusión facilitada, debido a que presentan carga y
pueden quedar atrapados en la membrana.
4.
a. Transporte en masa, exocitosis.
b. Este mecanismo de transporte, exocitosis, permite movilizar sustancias de gran tamaño
fuera de la célula.
c. Endocitosis.
d. Fagocitosis, pinocitosis y endocitosis con receptor.
64 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 102 a 109)
2
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la tercera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 102.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Por qué el agua líquida es tan importante para las células?
•
¿Qué propiedades tiene la molécula de agua que vuelve a esta sustancia tan importante para el
desarrollo de la vida?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 102)
Entre las propiedades del agua que son claves para la vida, se cuentan:
•
Es un excelente disolvente. Gracias a su polaridad, el agua es capaz de disolver tanto compuestos
iónicos como moléculas formadas por enlaces covalentes polares.
•
Cohesión y tensión superficial del agua. La cohesión o unión entre las moléculas de agua es muy
fuerte y es responsable de un fenómeno llamado capilaridad, vale decir, la capacidad del agua de
avanzar a través de tubos estrechos, aun en contra de la fuerza de gravedad.
•
Cohesión y calor específico. Entre las moléculas de agua provoca que su calor específico sea
muy alto, esto significa que puede absorber gran cantidad de calor sin aumentar demasiado su
temperatura. Esta propiedad se vincula con la capacidad del agua para moderar los cambios de
temperatura, lo que ayuda a los organismos a mantener la temperatura en valores compatibles
con la vida.
Trabaja con lo que sabes (Página 102)
Respuestas esperadas
Se sugiere guiar a los estudiantes para que relacionen las variaciones de volumen y masa de las
zanahorias con el ingreso y escape del agua hacia y desde las células, y que este flujo se produce como
consecuencia de la diferencia de concentración entre el medio y las células.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 65
Tratamiento de errores frecuentes
•
Un error frecuente de los estudiantes es no considerar que una solución puede ser catalogada
como hipotónica, hipertónica o isotónica siempre en comparación con otra. Para explicarlo,
puede emplear un ejemplo como el siguiente: una solución azucarada al 5 % es hipotónica si se
le compara con otra al 8 %, pero es hipertónica si esta vez se le contrasta con una solución al 3 %.
Actividad 11, Aplicación (Página 104)
Respuestas esperadas
A: Hipertónica. B: Hipotónica.
Actividad 12, Análisis (Página 106)
a. En A.
b. Proporcionalmente hay más agua en B.
c. El agua se movió a favor de su gradiente.
d. Desde el compartimiento B hacia el A. Debido a que los solutos en A se encuentran en alta
concentración.
e. Pasivo. Debido a que el agua circula libremente a través de la membrana plasmática sin generar
un gasto energético.
Información complementaria
Utilidad de las bebidas isotónicas
Cuando se hace ejercicio es muy importante mantenerse hidratado. Desde hace tiempo están
disponibles en el mercado las denominadas bebidas isotónicas, estas se han desarrollado principalmente para que el cuerpo las absorba más rápido que el agua convencional, debido a su alto
contenido en minerales. Su máximo beneficio se obtiene cuando la actividad física es prolongada,
pues ayudan a que el cuerpo recupere aceleradamente el agua que está gastando debido a su
alto contenido de minerales que, al ser absorbidos por los enterocitos, promueven que el agua
difunda desde el lumen intestinal hacia su citoplasma. Entre las desventajas de estas bebidas está
su alto contenido de carbohidratos, por lo que no es recomendable su consumo diario si no se va
a compensar su aporte calórico con el ejercicio.
Sin embargo, existen alternativas naturales para hidratarse durante el ejercicio sin gastar dinero
y de forma más saludable. A continuación se presenta una receta para preparar una bebida
isotónica casera: Un litro de agua, una pizca de sal, una pizca de bicarbonato sódico, dos
cucharadas soperas de azúcar o de sucralosa y el jugo de un limón.
(Adaptado de: http://www.elitemedical.com.mx/bienestar/bebidas-isotonicas/)
66 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Actividades complementarias
2
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre los procesos de osmosis.
Nivel comprensión
1. Explica por qué se utiliza salmuera o almíbar para conservar los alimentos.
Nivel creación
2. Crea un diseño experimental que te permita comprobar el fenómeno de osmosis.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. Tanto la salmuera como el almíbar son soluciones hipertónicas en relación con el citoplasma
de las células bacterianas o de hongos capaces de descomponer los alimentos. Si una de
estas células cae en alguna de estas soluciones, no podrá evitar la pérdida masiva de agua
y, por lo tanto, morirá.
Nivel creación
1. Por ejemplo, se puede realizar una experiencia similar a la descrita en la página 102, pero
utilizando 3 uvas, 3 frascos con tapa, solución saturada de azúcar, jugo de uvas, agua
destilada y una balanza.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una discusión acerca de la importancia del
agua para las células. Indíqueles que las células metabólicamente activas siempre se encuentran
rodeadas por un ambiente acuático, con el cual intercambian sustancias.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección… y Pensamiento científico para luego hacer una conversación general con el objetivo de
corregir y mejorar sus respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 108)
Respuestas esperadas
1. Para responder las actividades, no es necesario realizar la actividad práctica. Sin embargo, si
decide realizarla con sus estudiantes, necesitará contar con microscopios, una cebolla, pinzas,
portaobjetos, cubreobjetos, gotarios, salmuera, agua destilada y solución salina al 1 %.
Los estudiantes deberán obtener con una pinza tres fragmentos de catafilos de cebolla y colocar
cada uno de ellos sobre un portaobjetos, los cuales numerarán como 1, 2 y 3. Luego, pondrán
sobre el catafilo 1 una gota de salmuera, sobre el catafilo 2 una gota de solución salina al 1 % y
sobre el catafilo 3 una gota de agua destilada. Deberán utilizar un cubreobjetos antes de montar
cada preparación sobre el microscopio y observar con objetivo 10 X.
a. El catafilo en solución salina al 8 % perderá agua, el que está en solución salina al 1 % perderá
tanta agua como la que entra (equilibrio dinámico) y el que está inmerso en agua destilada
absorberá agua.
Guía didáctica del docente 67
b. La pared celular, porque esta da rigidez y soporte estructural a las células vegetales.
3. Como el agua destilada es hipotónica en relación con el citoplasma, la zanahoria inmersa en
ella absorberá agua por osmosis. En cambio, como la salmuera es hipertónica en relación con
el citoplasma, la zanahoria en esta solución perderá agua por osmosis. La tercera zanahoria
mantendrá su volumen de agua, debido a que el agua potable en la que se encuentra es
isotónica en relación con el citoplasma de sus células.
4. Las acuaporinas son proteínas de membrana que actúan como canales por los que fluye el
agua. Se encuentran distribuidas ampliamente en los diferentes tejidos, pero abundan en las
células de los túbulos renales.
Pensamiento científico: Cómo formular explicaciones científicas
(Página 109)
Se sugiere que refuerce en los estudiantes las características de una explicación, cómo esta debe
determinar las causas de un fenómeno.
Taller de ciencias (Páginas 110 y 111)
Análisis e interpretación de evidencias
Se sugiere reforzar en los estudiantes las habilidades de manipulación de instrumental de laboratorio
para realizar mediciones precisas, así como también uso de argumentos y la determinación de las
causas de lo ocurrido para realizar las explicaciones.
En cuanto a la interpretación de los resultados, es preciso guiar a los estudiantes para que consideren
la influencia de la concentración en la velocidad con la que ocurre la osmosis.
68 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 112 a 117)
2
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la cuarta lección, haciendo énfasis en las
experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 112.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué tipos de transporte a través de la membrana estarán involucrados en procesos como la
absorción de nutrientes, la eliminación de desechos o el intercambio gaseoso?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 112)
En determinado momento del desarrollo embrionario, cuando el embrión alcanza el estado de
gástrula, se distinguen tres capas primarias de células: el endodermo (capa interna); el mesodermo
(capa media) y el ectodermo (capa externa). En ellas, comienzan a distinguirse grupos de células que
adquieren características particulares que otras no poseen, especializándose en un tipo celular. La
morfología de las células cambia notablemente y este proceso se denomina diferenciación celular.
Trabaja con lo que sabes (Página 112)
Respuestas esperadas
1.
a. Tejido epitelial.
b. Revestimiento (protección) y secreción.
c. El tejido es una organización de la materia viva que está un grado más arriba que la organización
celular.
Guía didáctica del docente 69
Sugerencia de desarrollo de lección
A continuación, se entregan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo énfasis en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Los estudiantes suelen pensar que el transporte sanguíneo de los gases respiratorios solo
es realizado por los glóbulos rojos. Sin embrago, una fracción de los gases viaja disuelta en el
plasma, siguiendo la ley de Henry, mientras que otra parte lo hace combinada. Así, una pequeña
fracción de O2 viaja disuelto en el plasma, mientras que cerca del 98 % de este lo hace unido a la
hemoglobina.
Por su parte, existen varias formas de transportar el CO2: disuelto en el plasma, en forma combinada
con la hemoglobina o como ion bicarbonato. Al respecto, pida a sus estudiantes que investiguen
acerca del rol de la anhidrasa carbónica.
Actividad 13, Análisis (Página 116)
Respuestas esperadas
1. La concentración de glucosa en la sangre es la más alta en relación con el nivel inicial. Transcurridas
dos horas de ejercicio, desciende por debajo del nivel inicial.
2. Al aumentar la concentración de glucosa plasmática, las células comenzarían a perder agua por
osmosis. Además, estas no podrían realizar la respiración celular.
3. Alimentos con abundantes carbohidratos, como plátano y pastas.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una conversación acerca de la utilidad de
los diferentes tipos de transportes a través de la membrana para el funcionamiento de los tejidos
y órganos del cuerpo.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la
lección… para luego entablar un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas.
70 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Al finalizar la lección… (Página 117)
2
Respuestas esperadas
1.
Absorción intestinal
-
Tipo de transporte y sustancias que participan: osmosis (agua), transporte activo secundario
(glucosa, Na+), difusión facilitada (fructosa).
-
Importancia para el organismo: obtención de nutrientes que serán luego distribuidos a todas
las células del organismo.
Intercambio gaseoso
-
Tipo de transporte y sustancias que participan: difusión (O2, CO2, N2).
-
Importancia para el organismo: excreción de CO2 e incorporación de O2, el cual será distribuido
a todas las células del organismo.
Nutrición de órganos
-
Tipo de transporte y sustancias que participan: difusión (O2, CO2, urea), osmosis (agua), difusión
facilitada (fructosa), transporte activo secundario (glucosa, Na+).
-
Importancia para el organismo: excreción de CO2 y urea, incorporación de O2 y nutrientes.
2. No todas las moléculas emplean el mismo tipo de transporte. Si se bloquean las proteínas
encargadas del contratransporte, no podría ingresar la glucosa.
3. Difusión simple.
4. Diluida y abundante.
5. La difusión simple es un tipo de transporte pasivo. Antes de comer, los hepatocitos liberan la
glucosa a la circulación.
Guía didáctica del docente 71
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(Páginas 118 – 119)
Actividades
1.
a. La solución A es hipotónica y la solución B, hipertónica.
c. Si el eritrocito es puesto en una solución hipotónica, el agua tenderá a ingresar a él hasta
provocar su lisis si la diferencia de concentración es muy elevada. Por el contrario, si la célula
está en una solución hipertónica, el agua escapará de su citoplasma produciéndose el
fenómeno de crenación.
d. Las células vegetales en una solución hipotónica recibirán agua y se volverán turgentes.
Pero si son colocadas en una solución hipertónica, perderán agua. Pese a estas variaciones,
las células pueden mantener su forma debido a la resistencia estructural que les brinda la
pared celular.
2. Lo consigue mediante canales especiales denominados acuaporinas, estos son muy importantes
en las células del túbulo contorneado proximal, lugar donde se reabsorbe un gran volumen de
agua.
3. En los enterocitos, la absorción de los monosacáridos de glucosa y también galactosa ocurre
por un cotransporte de sodio. Mientras que la absorción de la fructosa es por difusión facilitada,
el mismo mecanismo que usan los hepatocitos para movilizar la glucosa.
4. A. Difusión simple. B. O2. C. CO2.
5. La osmosis es un proceso que permite mantener las concentraciones normales de soluto en la
célula y evitar la deshidratación celular.
6.
a. Cuando las proteínas llegan al lumen intestinal son digeridas y los aminoácidos son
ingresados por un cotransporte de H+ y por difusión facilitada.
b. Los lípidos difunden por la membrana del enterocito por difusión simple.
c. Las acuaporinas son proteínas transportadoras específicas para el agua.
d. Durante el proceso de formación de la orina, las células del túbulo contorneado proximal
tienen gran capacidad de absorber agua.
72 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones para las páginas finales de la unidad
2
Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 120 y 121)
•
Antes de leer la síntesis, indíqueles a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las lecciones
de la unidad. Luego, pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno.
•
A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección, para
que complementen y mejoren lo que realizaron con anterioridad.
Solucionario de la evaluación final (Páginas 122 a 124)
1.
a. La información hereditaria de todas las células somáticas es idéntica, debido a que todas
tienen su origen en el cigoto. Durante el desarrollo embrionario se produce la diferenciación celular, la cual implica la inhibición selectiva de ciertos genes en distintos grupos
celulares. Esto explica las diferencias, tanto morfológicas como funcionales, de las células de
un mismo organismo.
b. Aunque las células de un mismo tejido son semejantes, entre las células pertenecientes a las
distintas clases de este tipo de agrupación existen diferencias. Estas obedecen a la actividad
o inactividad de ciertas regiones del material genético.
c. Todas las estructuras que conforman el sistema endomembranoso, en particular el aparato
de Golgi por su función especializada en la exportación de materiales.
2.
a. Neuronas: tejido nervioso. Miocito o fibra muscular: tejido muscular estriado. Glóbulos rojos
o eritrocitos: sangre.
b. El tejido nervioso transmite el impulso nervioso, lo que permite al organismo responder
coordinadamente a las variaciones del ambiente. El tejido muscular estriado forma los
músculos, los que permiten la movilidad del cuerpo. La sangre transporta sustancias por el
organismo, como el O2 transportado por los glóbulos rojos.
3.
A. Fosfolípidos: forman la bicapa lipídica y le dan su fluidez característica a la membrana.
B. Colesterol: disminuye la fluidez y permeabilidad de la membrana, otorgándole más estabilidad
y evitando que se deforme.
C. Glicocálix: permite anclar las células a la matriz extracelular y que las células del sistema
inmune distingan y ataquen selectivamente a organismos extraños.
D. Medio intracelular.
E. Medio extracelular.
F. Proteína transmembrana: permite el paso de sustancias (las proteínas periféricas pueden
estar hacia el medio intracelular o extracelular y sirven como receptores y anclas de diversas
sustancias y estructuras).
Guía didáctica del docente 73
3. a. No son idénticos, por ejemplo, en las células vegetales y en las bacterias no existe colesterol.
Otras sustancias, como los fitoesteroles en vegetales, cumplen su función. Además, las
proteínas presentes en la membrana son características para cada especie e incluso pueden
ser específicas para cada tipo celular.
5. En el transporte pasivo, la célula no consume ATP y moviliza sustancias a favor del gradiente
de concentración; por ejemplo, la difusión. En el transporte activo, la célula invierte ATP para
movilizar las sustancias en contra de su gradiente de concentración, por ejemplo, la actividad
de la bomba de Na+ K+.
6.
a. A: Exocitosis. B: Endocitosis.
b. El transporte mediante vesículas es utilizado por la célula para movilizar una gran cantidad
de sustancias disueltas, en el que el soluto corresponde a moléculas, como en la pinocitosis, y
la exocitosis, mediada por receptor. También se emplea para transportar grandes partículas,
aunque en baja cantidad, tal es el caso de la fagocitosis.
c. Las vesículas de secreción se fusionan con la membrana, de este modo se consigue su
continua renovación.
7.
a. Contrasta le velocidad de transporte entre la difusión simple y la difusión facilitada.
b. En el caso de la difusión facilitada, la velocidad aumenta exponencialmente durante un
lapso, para luego estabilizarse. Esto se debe a la saturación de las moléculas transportadoras.
Mientras que en la difusión simple se observa un aumento exponencial de la velocidad
a medida que se incrementa la concentración de las moléculas a transportar, ya que el
transporte depende de la concentración de las partículas y de su energía cinética.
8.
a. El agua saldrá de las células de la cebolla, ya que el agua con azúcar es un medio hipertónico.
b. El agua ingresará a las células de las pasas, pues están en un medio hipotónico.
c. El eritrocito estará en un ambiente isotónico; por lo tanto, el agua se encontrará saliendo y
entrando en un equilibrio dinámico.
9. El agua se desplazó por osmosis desde la solución hipotónica hacia la hipertónica, hasta que
se igualaron las concentraciones. En este punto, el flujo del agua es en ambos sentidos y en la
misma cantidad neta.
11.
a. La combustión incompleta genera, además de dióxido de carbono (CO2), monóxido de
carbono (CO) el que desde los alvéolos pasa pmediante difusión simple a los capilares, y se
une permanentemente a la hemoglobina de los eritrocitos, con lo que bloquea el transporte
de oxígeno (O2).
b. Ciertas sustancias consumidas durante el embarazo pueden generar alteraciones en
el desarrollo normal de los tejidos y producir trastornos en el recién nacido (defectos
congénitos).
74 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 125)
•
Pida a sus estudiantes que, de acuerdo a los puntos obtenidos, realicen las actividades que se
proponen.
•
La siguiente tabla muestra los puntajes sugeridos para cada pregunta, agrupadas según el descriptor.
Descriptor
Pregunta (puntaje asociado)
1
1 (6) y 2 (4)
2
3 (11), 4 (3), 5 (4), 6 (6) y 7 (6)
3
8 (8) y 9 (10)
4
10 (6) y 11 (6)
2
Actividad 3
A diferencia del transporte pasivo, el transporte activo es siempre en contra el gradiente electroquímico
y además requiere gasto de ATP. El tamaño no es relevante, pues existen sustancias pequeñas y
también moléculas, como los iones y la glucosa, respectivamente, que son transportadas por uno u
otro mecanismo.
En la difusión simple, las sustancias cruzan la bicapa lipídica, mientras que en la difusión facilitada
cruzan la membrana a través de una proteína transportadora.
Actividad 4
La osmosis es la difusión del agua, por lo tanto, ocurre sin consumo de ATP y a favor del gradiente,
aspectos que son opuestos en el transporte activo. El tamaño no es relevante, como explicación del
fenómeno. Ejemplos de transporte activo son todas las bombas, como la de Na+ K+ y la de Ca2+, y el
transporte activo secundario, como el que involucra a la glucosa. El colesterol es una macromolécula
que es transportada por formación de vesículas en los enterocitos.
Actividad 7
Difusión simple (transporte pasivo).
Actividad 8
Su función en el epitelio renal es la reabsorción de agua. Si fueran estimuladas, la reabsorción de agua
se incrementaría tanto como tarden en saturarse estos transportadores. Un exceso de agua en el
organismo podría provocar un incremento de la presión sanguínea y alteraciones renales.
Guía didáctica del docente 75
Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias
(Páginas 126 y 127)
Actividad 2.1
a. Células madre.
b. Porque está constituida por células especializadas en forma y función.
c. En el trasplante de médula, el paciente recibe tejido de la médula de un donante compatible
(tejido nuevo) cuyas células carecen de las mutaciones que desencadenan la leucemia.
Actividad 2.2
a. Difusión.
b. Aumenta en A y disminuye en B.
c. Debiera igualarse en un valor cercano a 12.5.
d. La altura del tubo A disminuiría, mientras que la del B aumentaría.
Actividad 2.3
El soluto está indicado por las letras C y D; el agua, por la letra A, y la membrana, por la letra B. La
solución dentro de la bolsa es hipertónica con respecto a la que la rodea.
Actividad 2.4
b. Tanto en el esquema A como en el B, el círculo pequeño representa a la sangre y el círculo de
mayor tamaño, el espacio alveolar.
c. Difusión simple.
d. El intercambio gaseoso.
Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 128 y 129)
•
Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones
y contenidos estudiados durante la unidad.
•
A continuación, invítelos a responder individualmente las preguntas de la sección Reflexiona y
opina, para que luego, organizados en grupos, discutan sus respuestas y opiniones.
•
Finalmente, organice una puesta en común del trabajo de sus alumnos.
76 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Material fotocopiable
2
Taller de ciencias
Osmosis
Materiales
Procedimiento
Un vaso de precipitado, un
frasco de vidrio, vinagre, un
huevo crudo, azúcar, agua,
una bolsa de plástico y un
elástico.
1. Pon 200 mL de agua en un vaso de precipitado, coloca el huevo y mide
el nuevo volumen que alcanza el agua. La diferencia entre la segunda y la
primera medición será el volumen del huevo.
2. Coloca el huevo en el frasco y añade vinagre hasta cubrir completamente el
huevo. Luego, tapa el frasco con plástico, al cual le habrás hecho antes un par
de agujeros, y sujétalo con el elástico al frasco.
3. Deja el frasco sin moverlo por dos días; una vez transcurrido el tiempo, vacía
cuidadosamente el frasco y examina el huevo y mide nuevamente su volumen.
Anota en la tabla tus observaciones.
4. Coloca nuevamente el huevo en el frasco y agrégale ahora una solución lo
más azucarada posible (disuelve varias cucharadas de azúcar en un frasco
con agua hasta que desaparezca toda el azúcar), hasta cubrir completamente
el huevo.
5. Cubre nuevamente el frasco con la bolsa plástica y déjalo por dos días sin
moverlo. Concluido el tiempo, observa qué sucede con el volumen del huevo.
Registra en la tabla tus observaciones.
Resultados
Observaciones
Día 0
Día 1
Día 2
Huevo en vinagre
Huevo en solución
azucarada
Análisis y conclusiones
1. Describe cómo cambió el tamaño del huevo cuando lo sumergiste en vinagre
y luego en agua.
2. ¿Qué explicación puedes dar?
3. ¿Qué le sucedió a la cáscara del huevo tras estar sumergida en el vinagre?
4. ¿Por qué habrá sucedido esto?
Guía didáctica del docente 77
Material fotocopiable
Ficha de refuerzo
Niveles de organización de la materia
Completa la tabla, que sintetiza los niveles de organización de la materia, ilustrando en la tercera columna una imagen
representativa de cada nivel.
Nivel
Organización representativa
Subatómico
Protones, neutrones y electrones.
Atómico
Átomos.
Molecular
Moléculas y macromoléculas. Capacidad de
llevar a cabo actividades químicas simples.
Orgánulos celulares
Mitocondrias, cloroplastos, REL, entre otros.
Capacidad de llevar a cabo actividades
químicas complejas.
Celular
Célula. Parte más pequeña de materia
viva capaz de nutrirse, reproducirse y
relacionarse.
Pluricelular
Tejidos, órganos, aparatos y sistemas.
Propiedades biológicas complejas. Por
ejemplo, inteligencia, olfato, vista, etc.
Población
Seres vivos de una misma especie que
viven en un área determinada. Evolución,
organización social.
Comunidad
Poblaciones de seres vivos diferentes
que habitan en el mismo medio. Hay
interacciones entre especies, como
depredación, parasitismo, simbiosis, etc.
Ecosistema
Interacción entre la comunidad y los factores
abióticos del biotopo.
Biosfera
Seres vivos y superficie terrestre.
78 Unidad 2: Especialización y transporte celular
Ilustración
Ficha de ampliación
UNIDAD
Material fotocopiable
2
1. Observa los siguientes dibujos, que corresponden a diferentes tipos de células humanas:
i.
ii.
a. Identifica a las células representadas.
b. ¿Por qué crees que las células presentan formas tan diferentes?
c. ¿Qué relación existe entre la forma de las células señaladas y la función que realizan?
2. Comprueba lo que sabes sobre las funciones de la membrana plasmática, indicando en cada frase si es
verdadera (V) o falsa (F).
a.
Separa el interior y exterior celular.
b.
Aísla totalmente a la célula del exterior.
c.
Limita y da forma a la célula.
d.
Selecciona solo el paso de sustancias al interior.
e.
Permite identificar a la célula.
f.
Regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular.
Guía didáctica del docente 79
Material fotocopiable
Instrumento de evaluación
Nombre:
Curso: 1° medio
Marca con una X la alternativa correcta.
1. De menor a mayor nivel de complejidad, los niveles de organización en los que es posible distinguir las
funciones propias de un ser vivo son:
A. Célula, molécula, tejido, órgano y organismo.
B. Átomo, molécula, célula, tejido, órgano, sistema y organismo.
C. Molécula, átomo, célula, tejido, órgano, sistema y organismo.
D. Átomo, biomolécula, célula, tejido, órgano, sistema y organismo.
E. Célula, tejido, órgano, sistema y organismo.
2. Una célula se especializa tanto en forma como en función debido a que:
I.
en las células solo permanecen aquellos genes que determinan sus características específicas, mientras
que el resto son eliminados.
II. durante el desarrollo embrionario ocurren mutaciones que determinan la expresión de ciertos genes
por sobre la de otros.
III. en las células permanecen activos aquellos genes que determinan sus características específicas,
mientras que la expresión del resto es inhibida.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y II
E. II y III
3. ¿Qué células tienen miofibrillas y una gran cantidad de mitocondrias?
A. Musculares.
B. Exocrinas del páncreas.
C. Enterocitos.
D. Neuronas.
E. Osteoblastos.
4. Si en su membrana plasmática una célula tiene invaginaciones o microvellosidades, se podría concluir que
está especializada en:
A. secreción.
B. absorción.
C. contracción.
D. transporte.
E. transmisión del impulso nervioso.
80 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
2
5. La membrana plasmática tiene como función(es):
I.
Mantener la integridad de la célula.
II.
Regular el paso de sustancias que entran o salen de la célula.
III. Recibir señales que permitan comunicar a las células entre sí.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y II
E. I, II y III
6. En un tipo celular se encontró que el ión Cl- está 5 veces más concentrado dentro de la célula que fuera de
ella, ¿cómo explicaría esta situación?
I. El ión Cl- difunde libremente a través de los fosfolípidos de la membrana hacia el interior de la célula.
El ión Cl- difunde a través de una proteína transportadora de membrana hacia el interior de la célula.
III. El ión Cl- es transportado activamente por una proteína transportadora hacia el interior de la célula.
II.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y III
E. II y III
7. ¿Cuál de los siguientes grupos de moléculas interviene, en mayor proporción, en el crecimiento y reparación
de la membrana plasmática?
A. Lípidos y sales minerales.
B. Proteínas y lípidos.
C. Lípidos e hidratos de carbono.
D. Proteínas y sales minerales.
E. Proteínas y carbohidratos.
8. Cuando un glóbulo blanco incorpora a su citoplasma a una bacteria lo hace a través de:
A. fagocitosis.
B. pinocitosis.
C. osmosis.
D. simple difusión.
E. difusión facilitada.
Guía didáctica del docente 81
Material fotocopiable
9. La glucosa, ayudada por una proteína de membrana, se incorpora a las células a favor de su gradiente de
concentración. Este mecanismo de transporte se llama:
A. pinocitosis.
B. endocitosis.
C. difusión simple.
D. difusión facilitada.
E. transporte activo.
10. Al poner células animales en una solución hipertónica, esperarías que:
I.
por osmosis, ingresara agua a las células.
II. por difusión facilitada, el agua saliera de las células.
III. por transporte pasivo, el agua saliera de las células.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y III
E. II y III
11. Las células vegetales no se lisan o revientan si están inmersas en una solución hipotónica, gracias a que:
A. sus cloroplastos hacen fotosíntesis.
B. su vacuola pulsátil expulsa el exceso de agua.
C. sus mitocondrias aceleran la respiración celular.
D. su pared celular ejerce resistencia y soporta la presión.
E. su membrana plasmática protege a la célula de la presión de turgencia.
12. ¿Por qué mecanismo de transporte ocurre la absorción de glucosa en las células intestinales?
A. Cotransporte de sodio.
B. Difusión simple.
C. Fagocitosis.
D. Pinocitosis.
E. Exocitosis.
13. ¿Por qué tipo de transporte se produce el intercambio de gases entre los alveolos pulmonares y los
capilares sanguíneos?
A. Difusión facilitada.
B. Osmosis.
C. Pinocitosis.
D. Difusión simple.
E. Transporte activo.
82 Unidad 2: Especialización y transporte celular
UNIDAD
Material fotocopiable
2
Tabla de especificaciones
Área: Biología
Curso: 1º medio
Nombre de la unidad: Especialización y transporte celular
Objetivos de la unidad
Contenidos
Explicar la relación que
•
existe entre la función
de ciertos tejidos y las
características de las
•
células que los constituyen.
Niveles de
organización de
los seres vivos
Comprender los
mecanismos de
intercambio de sustancias
entre la célula y su
ambiente.
Membrana
plasmática
Describir los fenómenos
que ocurren en las
células animales y
vegetales, producto de los
movimientos de agua.
Conocer lo que sucede
en diferentes tejidos del
cuerpo como resultado de
la especialización celular
y del intercambio de
sustancias entre la célula y
el medio.
•
Especialización
celular.
Habilidad
Ítem
Clave
Criterios y niveles de logro
Comprender
Comprender
Conocer
Comprender
1
2
3
4
E
C
A
B
Logrado: 3 o 4 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 2 ítem correcto.
Conocer
Comprender
Comprender
Conocer
Conocer
5
6
7
8
9
E
C
B
A
D
Logrado: 4 o 5 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 3 ítem correcto.
•
Transporte
celular
•
Osmosis
Comprender
Comprender
10
11
C
D
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
•
Especialización
celular e
intercambio de
sustancias
Conocer
Conocer
12
13
A
D
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Guía didáctica del docente 83
UNIDAD
3
1
Fotosíntesis
Orientaciones curriculares
Propósito de la unidad
Esta unidad tiene como propósito profundizar el estudio de los flujos de materia y energía en el
ecosistema. Se inicia con el estudio del proceso de fotosíntesis como mecanismo de formación
de materia y energía en organismos autótrofos, e identifica la forma en que estos organismos
aprovechan la energía producida en procesos de mantención, crecimiento y reproducción.
Para esto, se utilizarán conceptos relacionados con la transformación de la energía lumínica
y su posterior transferencia entre los organismos en un ecosistema. También se aborda el
concepto de la fotosíntesis y su relación con la productividad primaria. A lo largo de la unidad,
se analizará la importancia de estos dos últimos conceptos, como un proceso mediante el cual
las plantas, algas y algunas cianobacterias utilizan la luz solar como fuente de energía para
sintetizar nutrientes y macromoléculas.
Estos conocimientos se integran con habilidades de pensamiento científico relativas a
la organización e interpretación de datos, formulación de explicaciones y conclusiones,
apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio. En esta misma línea, se propone
el desarrollo de habilidades para formular preguntas de investigación e hipótesis, interpretar
resultados y elaborar conclusiones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos sobre
transformación de la energía lumínica en energía química y los factores que hacen variar la
productividad primaria en los ecosistemas.
Objetivos Fundamentales Verticales
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 274), los estudiantes serán
capaces de:
84 Unidad 3: Fotosíntesis
•
Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones, apoyándose en las teorías y
conceptos científicos en estudio (OFV 2).
•
Analizar la dependencia entre organismos respecto de los flujos de materia y energía en
un ecosistema, en especial, la función de los organismos autótrofos y la relación entre los
eslabones de las tramas y cadenas tróficas con la energía y las sustancias químicas nocivas
(OFV 7).
UNIDAD
Contenidos Mínimos Obligatorio
3
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 275), el CMO es el siguiente:
•
Explicación de la formación de materia orgánica por conversión de energía lumínica en
química, reconociendo la importancia de cadenas y tramas tróficas basadas en autótrofos
(CMO 8).
Habilidades de pensamiento científico
Habilidad
Ordenan e interpretan datos con herramientas conceptuales
y tecnológicas apropiadas, relacionándolos con las teorías y
conceptos científicos del nivel. (CMO 2).
Formulan explicaciones y conclusiones, integrando los datos
procesados y las teorías y conceptos científicos en estudio.
(CMO 2).
1
Lecciones
2
3
4
•
•
•
•
•
•
•
•
Aprendizajes Esperados en relación con los OFT
De acuerdo con el Programa de Estudio de Primer año medio de Biología (página 50) y al Marco
curricular, son los siguientes:
Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad
•
Buscar información complementaria sobre aspectos que despertaron interés en la unidad.
•
Realizar observaciones, vinculando los conocimientos aprendidos en la unidad con
situaciones observadas en su entorno.
•
Formular preguntas espontáneas cuando hay dudas o para motivar la reflexión entre sus pares.
•
Participar activamente en el desarrollo de la unidad.
El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento
•
Iniciar y terminar investigaciones o trabajos asumidos.
•
Registrar de acuerdo a un orden los datos producidos en torno al tema de trabajo.
•
Seguir adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad.
•
Entregar trabajos en los tiempos acordados.
Actitud de cuidado y valoración del medio ambiente
•
Proponer ideas para cuidar el ambiente, aplicando en la cotidianidad conocimientos
trabajados en la unidad.
•
Explicar la importancia de contar con normativas que regulen el uso de sustancias químicas
que pueden afectar el ecosistema.
•
Manifestar un juicio crítico fundamentado ante situaciones en las que el uso de sustancias
químicas puede comprometer el ecosistema.
•
Impulsar acciones de cuidado y respeto por el medioambiente.
Guía didáctica del docente 85
Planificación de la unidad
Aprendizaje Esperado
• Describir y explicar las
principales estructuras
que participan en el
proceso de fotosíntesis.
Objetivo Específico
• Explicar en qué consiste
el proceso de fotosíntesis
como mecanismo de
incorporación de materia y
energía al ecosistema.
• Reconocer el mecanismo
• Reconocer el mecanismo
mediante el cual las
mediante el cual las plantas
plantas realizan la
realizan la fotosíntesis y que
fotosíntesis y explicar que
esta se lleva a cabo en una
esta se lleva a cabo en dos
etapa dependiente y otra
etapas: una dependiente
independiente de luz.
y otra independiente de
luz.
• Analizar, por medio de
gráficos, algunos de los
• Analizar gráficos de
factores ambientales que
los principales factores
pueden afectar la actividad
ambientales que pueden
fotosintética de un
afectar la actividad
organismo vegetal.
fotosintética de una
planta.
• Explicar la importancia
de la producción primaria
• Explicar la importancia
para la mantención de los
de la producción primaria
ecosistemas.
para la mantención de los
ecosistemas y reconocer
• Reconocer factores
los principales factores
que hacen variar la
que hacen variar la
productividad primaria en
productividad primaria en
distintos ecosistemas.
distintos ecosistemas.
Lección
1
La fotosíntesis
Contenido
• Aspectos generales de la
fotosíntesis.
• Estructuras que
participan en la
fotosíntesis.
• Intercambio gaseoso a
través de los estomas.
• Función de los
pigmentos fotosintéticos
y la estructura de un
fotosistema.
2
Fases de la
fotosíntesis
• Fase dependiente e
independiente de luz.
• Balance de la fotosíntesis.
• Relación entre
fotosíntesis y respiración
celular.
3
Factores que
afectan la
fotosíntesis
• Factores que afectan la
fotosíntesis: temperatura,
intensidad lumínica,
concentración de CO2 y
disponibilidad de agua
en el suelo.
4
Productividad en
los ecosistemas
• Concepto de
productividad primaria
bruta y de productividad
primaria neta.
• Productividad en
diferentes ecosistemas:
terrestres y acuáticos.
• Intervención humana en
la productividad de un
ecosistema.
86 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Instrumentos de Evaluación
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
Indicador de evaluación
• Explican el proceso mediante el cual los
organismos autótrofos captan CO2, agua y
energía lumínica, y producen O2 e hidratos de
carbono.
3
Tiempo estimado
(horas pedagógicas)
6
• Identifican la forma en que los organismos
autótrofos aprovechan la energía producida
durante la fotosíntesis (mantención, crecimiento y
reproducción).
• Identifican los factores que afectan la fotosíntesis.
• Trabaja con lo que sabes
2
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
6
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Explican la importancia de la producción primaria
para la mantención de los ecosistemas.
4
• Distinguen productividad primaria neta y bruta.
• Señalan los principales factores que hacen variar
la producción primaria en distintos ecosistemas.
Guía didáctica del docente 87
Prerrequisitos y bibliografía de la unidad
A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para cada lección de la unidad, como
también algunos textos de consulta.
Prerrequisitos
Atención
En las lecciones 1 (pág.
137) y 3 (pág. 148) se
proponen actividades
experimentales que
requieren anticipar su
preparación, por lo que
se le sugiere que revise
el diseño experimental
propuesto en cada una de
ellas.
Lección 1 La fotosíntesis
Lección 2 Fases de la fotosíntesis
Tipos de nutrición de los seres vivos.
Requerimientos y productos de la
fotosíntesis.
Estructuras de la planta
indispensables para realizar la
fotosíntesis.
Lección 3 Factores que afectan la
fotosíntesis
Factores que afectan la fotosíntesis:
temperatura, intensidad
lumínica, concentración de CO2 y
disponibilidad de agua en el suelo.
Reactantes y productos de
la fotosíntesis. Estructura del
cloroplasto.
Lección 4 Productividad en los
ecosistemas
Efecto de las actividades humanas
sobre las redes alimentarias.
Cadenas tróficas en ecosistemas
terrestres y acuáticos.
Intervención humana en los
ecosistemas.
Bibliografía de referencia
Lección 1 La fotosíntesis
•
Karp, E. (2008). Biología celular y molecular. (5ª edición). México: Editorial McGraw-Hill
Lección 2 Fases de la fotosíntesis
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill
•
Audesirk, T., Audesirk, G., Byers, B. (2008). Biología de la vida en la Tierra. (8ª edición) México: Pearson
Prentice Hall.
Lección 3 Factores que afectan la fotosíntesis
•
Lodish, H. y otros. (2003). Biología celular y molecular. (4ª edición). Madrid: Editorial Medica
Panamericana S. A.
Lección 4 Productividad en los ecosistemas
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.
•
Jaksic, F., y Marone, L. (2001). Ecología de comunidades. Santiago: Ediciones Universidad Católica de
Chile.
88 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 130 - 131)
3
Objetivos de la unidad
•
Invite a los estudiantes a leer y analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección en
la página 130 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán alcanzar
al finalizar la unidad, y dar así mayor sentido a su estudio.
Me preparo para la unidad
•
Después de que los estudiantes lean y respondan las preguntas planteadas en la sección Me
preparo para la unidad, escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas y pida participación
voluntaria para elaborar un esquema con ellas.
•
Solicite a sus estudiantes que enuncien y anoten en sus cuadernos las principales diferencias entre
organismos autótrofos y heterótrofos.
•
Explique a sus estudiantes la importancia que tiene el proceso de la fotosíntesis para los seres vivos
y para la vida en general.
•
Finalice esta sección con preguntas como: ¿Con qué organismos se inician las cadenas alimentarias?,
¿qué sustancias producidas en la fotosíntesis son útiles para los seres vivos?
Para comenzar
Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos.
•
Pida a sus estudiantes que lean y respondan las preguntas de esta sección.
•
Observen la fotografía del inicio de unidad y comenten en plenario acerca de las posibles causas
de los distintos colores de las hojas de los árboles. Luego, dirija una puesta en común.
•
Mediante participación voluntaria, pídales que anoten en la pizarra las principales conclusiones
obtenidas a partir de las respuestas a las preguntas y que la discutan.
Guía didáctica del docente 89
Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 132 a 143)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, poniendo énfasis en las
experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 132.
Antes de iniciar el trabajo de esta lección, se le recomienda guiar a los estudiantes en la lectura del
Anexo 10 del texto del estudiante, Resumen científico. Además, se sugiere que enfatice en las distintas
etapas del quehacer científico; para ello, anote en la pizarra las etapas descritas en el anexo referenciado:
•
Objetivo de la investigación.
•
Diseño o diseños experimentales.
•
Resultados obtenidos.
•
Interpretación de los resultados.
Luego, pida a sus estudiantes que elaboren en conjunto un breve análisis de los resultados descritos
en la actividad y que concluyan en concordancia con estos. Finalmente, indíqueles que escriban un
informe de la actividad realizada, orientándose con el Anexo 3 de su texto.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué organelo(s) celular(es) desempeña(n) una función directamente relacionada con el proceso
de fotosíntesis?
•
¿Cuáles son los reactantes y los productos de la reacción química de la fotosíntesis?
•
¿Qué diferencias creen que existen entre la fotosíntesis realizada por organismos eucariontes y
procariontes?
•
¿Cómo estudiarías la fotosíntesis en un organismo unicelular procarionte? Pídales que sugieran
un procedimiento experimental para llevar a cabo su investigación, indicando los instrumentos
necesarios, un microscopio, y distintas condiciones de luminosidad.
Prerrequisitos (Debes recordar, página 132)
Solicite a los alumnos y alumnas que describan y comparen las situaciones presentadas, y que a partir
de ello determinen cuáles son las variables involucradas. La situación expuesta corresponde a parte
del experimento realizado por Joseph Priestley, en 1771, con el cual demostró que las plantas liberan
un componente que “mejora las propiedades del aire” y permite la vida de los ratones al interior de
la campana. Estrictamente, Priestley no descubrió que el oxígeno es el gas liberado, pero con esta
experiencia sentó las bases para que, posteriormente, esto fuera demostrado.
90 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Trabaja con lo que sabes (Página 132)
3
Respuestas esperadas
a. Los estudiantes deben ser capaces de plantear una hipótesis que sugiera la idea de que
la fotosíntesis es importante porque permite que los seres vivos obtengan el oxígeno que
requieren para realizar sus procesos vitales.
b. Algunas de las variables que permanecieron constantes en el experimento descrito son el tipo
de campana de vidrio utilizada; hermeticidad del experimento; ratas de la misma especie tanto
en la situación A como en la situación B.
c. La variable independiente son todos aquellos elementos que el científico puede manipular para
obtener una respuesta en un determinado experimento. Por lo tanto, las respuestas esperadas
deben estar enfocadas en la presencia/ausencia de un organismo fotosintético, ya que esta
variable permite comprobar la importancia de la producción de oxígeno para las ratas utilizadas
en el experimento.
d. La falta de oxígeno al interior de la campana produce la asfixia de las ratas.
e. Las ratas de la situación A sobreviven gracias a que la planta, al realizar el proceso de fotosíntesis,
libera oxígeno, gas que permite la respiración de los animales. Las ratas de la situación B, en
cambio, no obtienen oxígeno, ya que la campana es hermética.
f. Se espera que los estudiantes reconozcan que la fotosíntesis también es importante para las
plantas, y que estas, al igual que los animales, necesitan oxígeno para realizar sus procesos
vitales.
g. En caso de rechazar la hipótesis, volver a revisar resultados de investigación y datos bibliográficos.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es probable que los estudiantes confundan los conceptos de teoría e hipótesis. Ante esto,
puede ser pertinente que les explique que una teoría es una idea general que explica coherentemente un conjunto de observaciones y hechos observables en la naturaleza. A partir de una
teoría se pueden elaborar hipótesis que intenten explicar fenómenos naturales particulares.
Una hipótesis puede ser entendida como una proposición que permite responder tentativamente
a un problema de investigación, según los antecedentes que se posee, y que debe ser confirmada
o refutada a través de un proceso de investigación científica.
Al respecto, solicite a los estudiantes que mencionen teorías y que propongan alguna hipótesis
derivadas de ellas asociadas a alguna predicción. Por ejemplo: teoría celular (como las células son
la unidad estructural de los organismos, entonces los reptiles estarán constituidos por células).
Guía didáctica del docente 91
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la fotosíntesis.
Nivel comprensión
1. ¿Qué relación existe entre las reacciones de fotosíntesis y la de respiración aeróbica?
Nivel aplicación
1. ¿Por qué las grandes selvas del planeta se encuentran en las regiones tropicales?
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. Los productos de la fotosíntesis son los reactantes de la respiración aeróbica y viceversa.
Nivel aplicación
1. Debido a que las regiones tropicales reciben una mayor radiación solar y cantidad de agua
(lluvias) que las zonas subtropicales y polares. Gracias a esto las plantas pueden realizar más
fotosíntesis, lo que se traduce en un incremento de la vida vegetal.
Información complementaria
Importancia de las plantas en el mantenimiento de la vida en la Tierra
Todos los seres vivos de la Tierra, a excepción de algunos procariotas y protoctistas autótrofos,
dependen de las plantas para su existencia, ya que cumplen una serie de funciones de gran
relevancia para mantener los ecosistemas.
92 Unidad 3: Fotosíntesis
•
Captan energía solar y la transforman en materia orgánica. La energía ingresa en la
biosfera en forma de radiación solar, y mediante el proceso de fotosíntesis es transformada en
energía química, que es fijada en la materia orgánica. Las plantas son los productores primarios
de los ecosistemas, el primer eslabón de cualquier cadena trófica.
•
Liberan oxígeno a la atmósfera mediante la fotosíntesis. Una vez desprendido a la
atmósfera es utilizado por muchos seres vivos.
•
Absorben el dióxido de carbono de la atmósfera y lo transforman en materia orgánica
que es utilizada por los seres heterótrofos; además reducen los impactos del efecto invernadero.
•
Incorporan sustancias inorgánicas del medio, importantes para la vida en los ecosistemas,
como el carbono, el fósforo, el azufre o el nitrógeno.
•
Regulan el clima amortiguando los cambios térmicos. En zonas continentales, más del 50 %
de la humedad del aire es transpirada por las hojas de las plantas.
•
Participan en el ciclo del agua. La evapotranspiración devuelve a la atmósfera una parte
del agua de precipitación; aumentan la infiltración del suelo que disminuye la escorrentía.
•
Ofrecen multitud de hábitats distintos en los que vive una gran variedad de especies.
•
Protegen el suelo contra la erosión, evitando la pérdida de suelo fértil. Las plantas
protegen el suelo de la acción de las aguas de lluvia, de las aguas torrenciales o del viento.
UNIDAD
Pensamiento Científico: Comprobación de una hipótesis (Página 137)
3
Respuestas esperadas
3.
a. Una posible pregunta de investigación para este experimento podría ser: ¿Cómo es el transporte
de sustancias al interior de una planta?
b. La hipótesis debe contemplar las siguientes variables:
-
variable independiente: solución con tinta azul.
-
variable dependiente: cambio en la coloración de los pétalos de la flor.
Posible hipótesis: “Al poner un clavel, un lirio u otra flor en un vaso con agua coloreada con tinta, la
planta absorberá la solución, provocando el cambio en la coloración de los pétalos.
Información complementaria
Transpiración y condiciones ambientales
La tasa de transpiración de una planta está determinada por factores internos de esta, como
la cantidad de estomas que posee la superficie de las hojas; y por factores externos, como la
temperatura y humedad de la atmósfera. Así, a medida que aumenta la temperatura, se incrementa
la tasa transpiratoria, mientras que al disminuir el contenido de vapor de agua en la atmósfera,
aumenta la transpiración. Es por esto que las regiones del mundo que suelen tener mayores tasas
de evaporación y transpiración corresponden a aquellas ocupadas por desiertos cálidos o por
climas de tipo mediterráneo.
Actividad 1, Análisis (Página 138)
Respuestas esperadas
1. Cuando el estoma está cerrado, la concentración de sales es mayor en el exterior de las células
oclusivas, de modo que el agua sale de ellas por osmosis, produciendo el cierre del estoma. Las
estructuras de la célula vegetal que impiden que esta se rompa ante la entrada y salida de agua
son la pared celular y la vacuola.
2. Depende tanto de la concentración de sales al interior y exterior de las células oclusivas como
del movimiento de agua a través de la membrana celular (osmosis).
3. Los estomas constituyen la avenida principal por la cual el vapor del agua escapa de la planta.
La transpiración a través de los estomas es tan grande que la mayoría de las plantas no podría
sobrevivir mucho en condiciones naturales si estos estuvieran permanentemente abiertos; de
hecho, los estomas están cerrados gran parte del tiempo.
Los estomas permanecen cerrados siempre que:
•
haya una deficiencia seria de agua en las hojas y haya poca o ninguna luz.
•
También si la temperatura es baja.
Los estomas permanecen abiertos solo cuando la fotosíntesis crea una necesidad de intercambio de
gases con el aire y luego solo cuando la provisión de agua es razonablemente adecuada.
Guía didáctica del docente 93
Actividad 2, Análisis (Página 141)
Respuestas esperadas
1. Pregunta de investigación: ¿De dónde proviene el oxígeno que liberan las plantas en la
fotosíntesis, del CO2 o del H2O?
Hipótesis experimento 1: “Si las plantas obtienen el oxígeno a partir del CO2, al suministrar dióxido
de carbono marcado con el isótopo 18O y agua no marcada, entonces el oxígeno liberado al
ambiente sería 18O”.
Hipótesis experimento 2: “Si las plantas obtienen el oxígeno a partir del H2O, al suministrar agua
marcada con el isótopo 18O, entonces el oxígeno liberado al ambiente sería 18O”.
2. La conclusión puede ser como la siguiente: El oxígeno liberado durante la fotosíntesis proviene
de la molécula de agua.
Minitaller, Extracción y separación de pigmentos vegetales (Página 143)
Respuestas esperadas
8. El alcohol, asciende por capilaridad en el papel filtro y arrastra el conjunto de pigmentos
presentes en la hoja de espinaca, principalmente clorofila, B-caroteno y xantofila. Todas estas
sustancias presentan un grado diferente de solubilidad, lo cual permite su separación cuando
una solución de la misma asciende. De esta forma, al cabo de un tiempo, se irán situando en el
papel filtro los distintos pigmentos en forma de bandas coloreadas: tanto más desplazadas, más
solubles los pigmentos y tanto más anchas, mayor abundancia de estos en la mezcla.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una conversación acerca de la importancia
de la fotosíntesis para sostener la vida en el planeta.
Al finalizar la lección… (Página 143)
Respuestas esperadas.
1. a. En los cloroplastos.
b. Oxígeno y glucosa.
c. Es incorrecto, ya que algunas células de una planta, como las de la raíz, no tienen clorofila y,
por lo tanto, no pueden realizar la fotosíntesis.
d. Las raíces toman el agua del ambiente, mientras que las hojas, a través de los estomas,
captan el dióxido de carbono.
e. Las plantas para incorporar y transportar las diferentes sustancias necesarias para la
fotosíntesis deben utilizar transporte facilitado. Mediante las acuaporinas en las células de
la raíz adquieren el agua, la cual es conducida hacia las hojas por capilaridad y diferencia de
potencial hídrico a través del xilema, mientras que el CO2 es incorporado a las células fotosintéticas de la hoja por difusión simple.
f. La principal diferencia es que el xilema transporta esencialmente agua y algunos minerales,
mientras que el floema, azúcares.
94 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 144 a 147)
3
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la segunda lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 144.
Experiencias previas
Basados en los aprendizajes alcanzados en las unidades anteriores, pida a sus alumnos que
caractericen los cloroplastos; utilice una presentación de diapositivas o láminas que muestren la
imagen de un cloroplasto y focalice la atención de los estudiantes en las membranas de los tilacoides.
Luego, formule preguntas como:
•
¿Qué características tiene la estructura de los cloroplastos?
•
¿Qué procesos se realizan en cada compartimiento del cloroplasto?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 144)
La fase dependiente de la luz, que ocurre en los tilacoides, produce O2, ATP y NADPH, mientras que la
fase oscura, la que se efectúa en el estroma, produce pequeños carbohidratos (glucosa).
Trabaja con lo que sabes (Página 144)
Respuestas esperadas
a. Materias primas de la respiración celular: oxígeno, glucosa y ATP.
Materias primas de la fotosíntesis: dióxido de carbono y agua.
b. Productos de la respiración celular: dióxido de carbono y agua.
Productos de la fotosíntesis: oxígeno y glucosa.
c. Se espera que los estudiantes recuerden la forma y las estructuras de las mitocondrias y la
relacionan con los cloroplastos.
d. Es posible que los estudiantes respondan de manera intuitiva que las plantas NO pueden
realizar la fotosíntesis en la oscuridad. Sin embargo, es importante aclarar que una de las etapas
de la fotosíntesis no requiere de luz. Sugiera a los estudiantes que investiguen acerca de las
etapas de la fotosíntesis y que expliquen con sus palabras la principal característica de la etapa
independiente de luz de la fotosíntesis.
e. Es importante recordar que si bien las plantas liberan oxígeno al medio ambiente, también
respiran y consumen parte de ese oxígeno para realizar sus funciones vitales.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 95
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es importante recordar que si bien las plantas transforman la energía lumínica en energía química
en los cloroplastos, estas también poseen mitocondrias en sus células, organelos que les permitirán
obtener energía de los carbohidratos que ellas mismas producen. Al respecto, pídales que
revisen las ilustraciones de la página 24, 30, 31 y 147.
Información complementaria
Metabolismo Hatch-Slack
Algunas plantas unen primero el dióxido de carbono a un compuesto denominado ácido fosfoenol
pirúvico o fosfoenol piruvato (PEP) para formar ácido oxaloacético, compuesto de cuatro carbonos
que es un intermediario del ciclo de Krebs. El CO2 incorporado al ácido oxaloacético es transferido
a la RuBP, lo que le permite ingresar al ciclo de Calvin, luego de haber pasado a través de una
serie de reacciones que lo transportan a sitios más profundos de la hoja. Estas reacciones tienen
lugar en las células del mesófilo, cuyos cloroplastos se caracterizan por tener una extensa red
de tilacoides organizados en granas bien desarrolladas. Los cloroplastos de estas células forman
vainas apretadas alrededor de los haces vasculares de la hoja, tienen granas poco desarrolladas y
frecuentemente contienen almidón. En las células de la vaina fascicular, el ácido málico (o aspártico)
es descarboxilado para producir CO2 y ácido pirúvico; el CO2 entra en el ciclo de Calvin.
Las plantas que utilizan esta vía –o ruta Hatch-Slack– se denominan comúnmente como plantas
C4, donde el PEP, compuesto de cuatro carbonos, sirve como aceptor del CO2. La unión entre el
dióxido de carbono y el PEP es catalizada por la enzima pepcarboxilasa. El ácido oxaloacético
generado y en presencia de malato deshidrogenasa y NADH + H+ se reduce a ácido málico o se le
agrega una amina produciendo ácido aspártico. Por último, el ácido pirúvico, mediante consumo
de ATP, es transformado por la enzima piruvatosintetasa en el aceptor de CO2, en ácido fosfoenol
pirúvico, complementando así el ciclo.
Fuente: www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000051/lecciones/cap02/02_09.htm
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la fotosíntesis.
Nivel comprensión
1. ¿En qué se diferencia la fase luminosa de la oscura?
Nivel comprensión
1. ¿Por qué la fase biosintética puede ocurrir con o sin luz?
96 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
3
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
Las reacciones de la fase luminosa son dependientes de la luz, ocurren en la membrana
tilacoidal y sus productos son moléculas que almacenen energía. En cambio, la fase oscura
es independiente de la luz, se desarrolla en el estroma del cloroplasto y sus productos son
moléculas orgánicas.
Nivel comprensión
1. La etapa biosintética puede ocurrir con o sin luz, dado que los productos de la primera fase
son utilizados como reactantes. Estas moléculas energéticas (ATP y el NADPH) sustentan
el ciclo de Calvin.
Actividad 3, Síntesis (Página 146)
Respuestas esperadas
1. Fase dependiente de luz o fase clara.
Fase independiente de luz o fase oscura.
2. Reactantes de la fotosíntesis: dióxido de carbono y agua.
Productos de la fotosíntesis: oxígeno y glucosa.
3. El oxígeno liberado por los organismos fotosintéticos proviene del agua, mientras que la glucosa
producida proviene de la fijación del dióxido de carbono.
4. Es incorrecto, ya que esta se realiza tanto en presencia como en ausencia de luz.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, guíe a sus alumnos para que describan en
conjunto el mecanismo por el cual las plantas realizan la fotosíntesis.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego llevar a cabo un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 147)
Criterios/características
Fotosíntesis
Respiración celular
Organelo donde ocurre
Cloroplastos
Mitocondrias
Requiere
H2O, CO2 y luz
Glucosa y O2
Produce
O2 y glucosa
CO2 y H2O
¿Consume o libera energía?
Consume ATP
Libera calor Produce ATP
Guía didáctica del docente 97
Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 148 a 150)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la tercera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 148.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
Dado que la fotosíntesis es un proceso metabólico, ¿participarán enzimas en su desarrollo?
•
Si participan enzimas, entonces ¿qué factores pueden influir sobre la fotosíntesis?
•
¿Qué otros factores pueden afectar la fotosíntesis?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 148)
El metabolismo es el conjunto de reacciones químicas que suceden en las células. Para su desarrollo, las
enzimas son muy relevantes, pues regulan cada una de las diferentes vías metabólicas. Estas proteínas
son sensibles a variaciones de pH y de temperatura, las que afectan su eficiencia.
Trabaja con lo que sabes (Página 148)
Respuestas esperadas
a. Una posible hipótesis podría ser: la elodea desprende oxígeno como producto del proceso
fotosintético.
b. Como resultado se puede observar el descenso del nivel de agua en el tubo de ensayo, debido
a la presencia de oxígeno, liberado como producto de la fotosíntesis.
c. La luz o energía luminosa influye directamente sobre el proceso fotosintético, pues es esencial
para que este se realice.
d. En la oscuridad, la planta no realizará fotosíntesis y, por lo tanto, no producirá oxígeno.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
98 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Tratamiento de errores frecuentes
•
3
Los estudiantes no suelen relacionar la semejanza entre las curvas de la tasa fotosintética con
las curvas de actividad enzimática. Pídales que comparen la curva del comportamiento de una
enzima ante variaciones de temperatura con la curva de la tasa fotosintética en relación con los
cambios de temperatura. Al evidenciarse la semejanza, explíqueles que en la fotosíntesis, al igual
que en todas las vías metabólicas, participan enzimas.
Información complementaria
Fotosíntesis en plantas acuáticas
Un importante problema que deben superar los organismos fotosintéticos acuáticos es la
disponibilidad de CO2, pues este difunde cerca de 10 000 veces más lentamente en el agua que
en el aire. Dos formas del carbono inorgánico, CO2 y HCO3- , están potencialmente disponibles para
la fotosíntesis en el agua. En la mayoría de los sistemas, el HCO3- es la forma dominante.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la fotosíntesis.
Nivel comprensión
1. Diseña un diagrama que te permita diferenciar los factores internos y externos que afectan
la fotosíntesis.
Nivel aplicación
1. Infiere qué sucedería si en el proceso fotosintético no existiesen los pigmentos auxiliares,
¿qué consecuencias traería para el sustento biológico del resto de las especies?
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. Prepare para sus estudiantes un organizador gráfico que incluya y distinga los factores que
determinan la actividad fotosintética, tanto internos como externos. Desarróllelos en el
orden propuesto en el texto del estudiante.
Nivel aplicación
1. En ausencia de carotenoides y de xantofilas, las plantas reducirían aún más las longitudes
de onda que son capaces de absorber, y se reduciría la tasa fotosintética. Esto provocaría
una disminución de alimento disponible para el resto de los organismos.
Guía didáctica del docente 99
Sugerencias de cierre de lección
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la
lección. Luego lleve a cabo una discusión general para corregir y mejorar sus respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 150)
Respuestas esperadas
1.
a. Se sugiere el siguiente título: “Tasa fotosintética en función de diferentes intensidades lumínicas”.
b. La variable independiente es la intensidad lumínica, ya que corresponde al factor que el
investigador puede manipular para realizar su experimento.
c. La variable dependiente corresponde a la respuesta observada al cambiar la variable
independiente; en este caso corresponde a la tasa fotosintética.
d. Graficar los datos de una tabla permite al investigador hacer un mejor análisis de sus
resultados, ya que a partir de ella es posible inferir tendencias sobre un fenómeno
determinado, resumir la información y facilitar la interpretación de los datos, entre otras.
e. Se observa que al aumentar la energía lumínica se incrementa la tasa fotosintética de la
planta.
f. Después de los 500 W/m2 se observa que la tasa fotosintética tiende a estabilizarse y a
mantenerse constante.
g. En los primeros 500 W/m2 se incrementa la tasa fotosintética. Luego, se estabiliza.
h. “A medida que aumenta la intensidad lumínica, se observará un incremento en la tasa
fotosintética”.
2.
a. Respuesta variable. El título debe relacionar correctamente las tres variables implicadas en
el gráfico. Un posible título es: Relación entre la concentración de CO2 y la tasa fotosintética,
a diferentes temperaturas.
b. La tasa fotosintética tiende a aumentar a medida que incrementa la concentración de CO2,
pero a partir de cierto nivel de concentración se mantiene estable. Esto se debe a que la
planta está realizando el proceso de fotosíntesis en su nivel óptimo y máximo.
c. La diferencia se debe a que la temperatura es un factor que, en general, a medida que es
mayor, produce un aumento en la tasa fotosintética.
Pensamiento científico: Análisis de resultados e identificación de
variables (Página 151)
Guíe a sus estudiantes en la correcta elaboración de gráficos. Resalte la importancia del título y de
identificar los ejes, pues estos indican las variables que participan.
b. El incremento de la temperatura provoca un aumento casi exponencial de la actividad fotosintética hasta cierto valor máximo, en el cual se alcanza un peak de productividad, y más allá del
cual esta comienza a descender a medida que asciende la temperatura. En el caso presentado,
la temperatura óptima es de 30 °C.
100 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Respuestas esperadas Taller de ciencias y
Evaluación intermedia (Páginas 152 a 155)
3
Taller de ciencias (Páginas 152 y 153)
1. La variable independiente es la longitud de onda y la dependiente, la tasa fotosintética.
2. Entre los 400 nm y los 700 nm.
3. Porque las bacterias contienen una variedad de clorofila que absorbe en rangos más bajos de
luminosidad.
4. Cercanos al rojo.
5. Se observa coincidencia, pues la bacteria aprovecha la mayor disponibilidad de oxígeno liberado
por el alga cuando es expuesta a determinadas longitudes de onda.
6. Bajo esas condiciones de iluminación, disminuirá la tasa fotosintética del alga y, por lo tanto,
también decrecerá la presencia de bacterias.
7. Se confirma la hipótesis, debido a que la distribución de las bacterias aeróbicas se modifica en
concordancia con las variaciones de la longitud de onda a la que es expuesta el alga, lo que se
relaciona con la liberación de oxígeno.
8. A que en la fotosíntesis interviene luz de ciertas longitudes de onda, lo que se relaciona con la
cantidad de oxígeno producido.
9. Amarillos.
Evaluación intermedia (Páginas 154 y 155)
Respuestas esperadas
1.
a. Clorofila: pigmento verde contenido en los cloroplastos de las células vegetales. Su función
es captar la luz y transformar la energía lumínica en energía química.
b. Grana: estructura formada por una serie de sacos membranosos con forma de monedas
apiladas, los tilacoides.
c. Glúcidos: moléculas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno; son producidas por los
organismos fotosintéticos y constituyen la principal forma de almacenamiento de la energía
que ingresa a un ecosistema.
d. Fotosistema: unidades ubicadas en las membranas de los tilacoides que captan la energía
lumínica, la modifican y la conducen a la molécula de clorofila para desencadenar el proceso
fotosintético.
e. Xilema: es uno de los tejidos conductores de los vegetales. Se ocupa del transporte y
suministro de agua y sales minerales, cuya mezcla se conoce como savia cruda y se mueve
desde las raíces hacia las hojas de la planta.
f. Estomas: poros presentes en las hojas. Por medio de ellos existe entrada y salida de gases a
la planta.
Guía didáctica del docente 101
2. La diferencia que presenta la fotosíntesis entre una planta de hojas rojas comparada con una de
hojas verdes, es que la primera posee, además de la clorofila, otros pigmentos que le otorgan
dicho color.
3. Los estomas regulan su apertura dependiendo de la disponibilidad de agua, ya que si el recurso
es escaso, los estomas se abrirán generalmente en la noche, lo que evitará la pérdida de agua
por transpiración.
4. Se sugiere que destaque la presencia de estructuras en las que las plantas pueden almacenar
nutrientes, como en los tallos y raíces. Además, durante este periodo las plantas reducen su
metabolismo, lo que se puede evidenciar al analizar los anillos de crecimiento.
5.
a. La planta del montaje A crecerá más que la del montaje B, debido a su mayor actividad
fotosintética. El gas acumulado en A corresponde al oxígeno producido durante la fotólisis
del agua.
b. La variable independiente de este experimento es la intensidad de luz y la dependiente, la
cantidad de oxígeno producido.
c. Un control de este experimento podría ser reproducir el montaje A, pero sin la elodea,
para comprobar que los gases que se acumulan en la parte superior del tubo de ensayo
corresponden solo a la fotosíntesis realizada por la planta. Explíqueles que la importancia
de los controles en ciencias radica en que estos permiten demostrar que los fenómenos
observados corresponden a la variación de una sola variable y no a una característica del
procedimiento.
6.
a. Las clorofilas tienen dos picos de absorción en el espectro visible, uno en el entorno de la
luz azul (400-500 nm de longitud de onda) y otro en la zona roja del espectro (600 - 700 nm).
Mientras que los carotenoides absorben en la región comprendida entre los 400 y 500 nm
del espectro visible.
b. Los dos picos de absorción de las clorofilas a y b indican que la radiación roja y azul es
fuertemente absorbida. La clorofila a es verde azulada y la clorofila b es de color verde
amarillento. Estas tonalidades indican las longitudes de onda o colores que son reflejados
por estos pigmentos.
c. La clorofila a refleja el verde, el amarillo y el anaranjado; la clorofila b refleja el violeta, el
verde y el amarillo; los carotenoides reflejan el verde, el amarillo, el anaranjado y el rojo.
d. Entre los 400 nm y 700 nm, debido a la participación de clorofilas y de los pigmentos
auxiliares (carotenoides).
102 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 156 a 163)
3
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la última lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 156.
Se sugiere que complemente este inicio de lección con la proyección de imágenes de distintos
ambientes, como selvas, desiertos, polos, entre otros, con el fin de comparar la abundancia en ellos de
organismos fotosintéticos y de otros organismos.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Por qué en los ambientes donde la tasa fotosintética es mayor, como en las selvas tropicales, suele
existir una mayor diversidad y cantidad de formas de vida?
•
Supongamos que los organismos fotosintéticos son industrias o fábricas cuyo producto es la
glucosa, ¿en qué ambiente esta industria es más productiva?, ¿a qué factores obedecerá esta
condición?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 156)
En cada ambiente la tasa fotosintética puede ser afectada por distintos factores limitantes, como la
disponibilidad de agua, luz, la temperatura y la concentración de dióxido de carbono.
Trabaja con lo que sabes (Página 156)
Respuestas esperadas
1. 1,7 %.
2. 4 000 Kcal. La cantidad de kilocalorías que queda disponible para los organismos que se
alimentan de maíz es 26 712 000 Kcal (6 678 x 4 000).
3. Factores ambientales, como la temperatura y la disponibilidad de agua.
Sugerencia de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 103
Tratamiento de errores frecuentes
•
Al tratar el tema de la productividad en los ecosistemas, refuerce la idea de la importante y esencial
participación de los organismos productores en el mantenimiento y equilibrio de los ecosistemas,
no solo por ser los responsables de incorporar la energía a las tramas tróficas, sino que por ser el
eslabón de inicio en la obtención de energía y elaboración de biomasa o materia orgánica. Al
respecto, pídales que comenten la importancia de cuidar las áreas verdes, los parques y reservas
naturales.
Actividad 4, Análisis (Página 157)
Respuestas esperadas
a. Para calcular la productividad primaria neta, se utiliza la ecuación PPN = PPB – R; los datos que
se aportan son:
PPB = 5,83 x 106 cal; R= 0,876 x 106
PPN = 5,83 x 106 cal – 0,876 x 106 cal
PPN = 4,95 x 106 cal
La productividad primaria neta se refiere a la energía que les queda a los productores, después de
haber realizado sus actividades metabólicas. En otras palabras, es la energía química almacenada
que será traspasada al siguiente eslabón.
Actividad 5, Análisis (Página 158)
Respuestas esperadas
1. En general, la productividad primaria neta de los ecosistemas terrestres es mayor que la de los
acuáticos.
2. Probablemente se deba a la escasa disponibilidad de agua y a los rangos de temperatura.
Actividad 6, Análisis (Página 161)
Respuestas esperadas
1. Se observan algunas coincidencias entre los períodos de aumento de las emisiones de CO2 y
aquellos en los que se incrementa la temperatura.
2. Debido al incremento de la actividad industrial y a la sobrepoblación.
3. Se sugieren investigaciones sobre el uso del carbón en la Revolución industrial y el actual
empleo de combustibles fósiles.
4. Si el calentamiento global obedece a causas humanas, como el incremento de las emisiones
de gases de efecto invernadero, el cambio climático derivado puede afectar la productividad
primaria en diferentes ecosistemas.
5. Por ejemplo, un incremento de la temperatura de los océanos puede afectar a las corrientes
marinas y con ello al desplazamiento y disponibilidad de nutrientes en la zona fótica, lo que
afectaría la productividad primaria de los ecosistemas marinos. Por su parte, un incremento del
CO2 produce un aumento de la tasa fotosintética, pero esto solo hasta cierto valor, a partir del
cual el rendimiento se estabiliza.
104 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Actividades complementarias
3
Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la productividad y los factores que la
afectan.
Nivel comprensión
1. ¿Cómo se explican las diferencias entre la productividad primaria neta de las selvas y desiertos?
Nivel aplicación
1. En el Parque Nacional Fray Jorge, ubicado en la Región de Coquimbo, existe un bosque
semejante al bosque lluvioso de Valdivia, pese a que está próximo al extremo sur del
desierto de Atacama, el más árido del mundo. Investiga en www.conaf.cl y explica la
presencia de este bosque en ese lugar.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. El principal factor es la disponibilidad de agua.
Nivel aplicación
1. El bosque de Fray Jorge está ubicado en la costa y diariamente recibe la humedad
(camanchaca) proveniente del océano, por lo que el agua no es un factor limitante como
pudiera pensarse en un primer momento.
Información complementaria
Para complementar el tema del calentamiento global (página 163), se sugiere ver con sus
estudiantes el documental “Una verdad incómoda”, de Al Gore (Albert Gore), para luego analizarlo
y discutirlo.
Albert Gore (1948- ), político y ecologista estadounidense, recibió el Premio Nobel de la Paz el año
2007 por su contribución a la reflexión y acción mundial contra el cambio climático.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, guíe a sus alumnos para que describan en
conjunto cómo diferentes factores afectan la productividad primaria.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego llevar a cabo una discusión con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Guía didáctica del docente 105
Al finalizar la lección… (Página 163)
Respuestas esperadas
1.
a. Se sugiere que los estudiantes realicen un gráfico de barras, bajo el título “Productividad
primaria promedio de diferentes ecosistemas”.
b. Comparando los datos del gráfico, observamos que en la mayoría de los ecosistemas
terrestres la productividad es mayor que en los ecosistemas acuáticos, exceptuando los
lechos de algas y arrecifes, cuya productividad es mayor que la de todos los ecosistemas
terrestres. En general, estos últimos son más productivos que los acuáticos.
c. Los ecosistemas que presentan mayor productividad, de mayor a menor, son: lechos de
algas y arrecifes, bosques tropical y templado. La alta productividad en cada ecosistema
puede deberse a factores como la disposición de nutrientes, temperatura y humedad
óptima para cada especie que forma esta comunidad, adaptación de las especies a estos
hábitats, entre otros.
d. Para desarrollar esta pregunta, sugiera a los(as) estudiantes visitar las siguientes páginas web:
www.conaf.cl y www.conama.cl. En general, en el mapa elaborado se debería advertir que
en la zona norte de nuestro país la productividad es baja, superior en la zona centro y mayor
que la anterior en la zona sur, disminuyendo en la zona austral.
Se sugiere una rúbrica como la siguiente para evaluar el informe:
Categoría
Uso de
conceptos
científicos
Uso de
fuentes de
antecedentes
Secciones del
informe
106 Unidad 3: Fotosíntesis
Excelente (4)
Muy bien (3)
Regular (2)
Pobre (1)
El informe presenta
un correcto uso
de los conceptos
científicos esenciales
de la investigación.
El informe presenta
un correcto uso de
la mayoría de los
conceptos científicos
esenciales de la
investigación.
Unas pocas fuentes
de antecedentes
confiables de la red
son usadas y citadas
correctamente. El
estudiante interpreta
la información en sus
propias palabras.
El informe presenta
un uso parcialmente
correcto de los
conceptos científicos
esenciales de la
investigación.
Unas pocas fuentes
de antecedentes
son usadas y citadas
correctamente, pero
algunas fuentes no
son confiables. El
estudiante interpreta
la información en sus
propias palabras.
El informe presenta
un uso incorrecto
de los conceptos
científicos esenciales
de la investigación.
Varias fuentes
de antecedentes
confiables de la red
son usadas y citadas
correctamente. El
estudiante interpreta
la información en sus
propias palabras.
Todas las secciones
del informe
solicitadas están
presentes y además
incluye elementos
como comentarios,
tablas y gráficos.
Todas las secciones
del informe
solicitadas están
presentes.
Las fuentes de
antecedentes no
son confiables
ni están citadas
correctamente o
el estudiante copia
la información
directamente en lugar
de escribirla usando
sus propias palabras.
Se omitió una sección Se omitieron varias
del informe, pero
de las secciones
incluye elementos
solicitadas.
como comentarios,
tablas y gráficos.
UNIDAD
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(Páginas 164 y 165)
3
Actividades
1.
a. Biomasa: es una estimación de la cantidad de materia orgánica presente en un nivel trófico
o en un ecosistema. Suele expresarse en términos de gramos o kilogramos de materia
orgánica por unidad de área, por ejemplo g/m2.
b. Productividad: es una medida de la cantidad de energía lumínica transformada en energía
química, contenida en moléculas orgánicas, y almacenada en forma de biomasa por unidad
de superficie y en un tiempo determinado.
c. Eutrofización: es un aumento de nutrientes en el agua (especialmente de fósforo y
nitrógeno) que produce un incremento incontrolado de la biomasa de microorganismos,
especialmente fotosintéticos.
d. Deforestación: en este proceso se destruye parte de la superficie forestal, generalmente por
la actividad humana y como producto de la urbanización, disminuyendo la productividad
primaria de la zona urbanizada.
e. Zona fótica: en los ecosistemas acuáticos, la luz tiene la capacidad de atravesar el agua hasta
una profundidad de aproximadamente 200 m, esta es la zona denominada zona fótica. En
ella la luz tiene la intensidad suficiente para hacer posible la fotosíntesis.
f. Productividad primaria neta: es la cantidad total de energía captada por los productores en
un tiempo determinado menos la energía utilizada en la respiración celular, es decir, es la
energía que realmente se almacena en biomasa por unidad de tiempo.
2.
a. a. Líquenes alpinos: 0 °C; plantas de ambientes templados: 20 °C; plantas tropicales: 40 °C.
b. Plantas de ambientes templados en el desierto y líquenes alpinos en la Antártica. Debido a
que sus enzimas son eficientes en los rangos de temperatura de esos ambientes.
c. Actividad fotosintética de tres organismos en diferentes ambientes.
3. La productividad: es una medida de la cantidad de energía lumínica transformada en energía
química, contenida en moléculas orgánicas, y almacenada en forma de biomasa por unidad de
superficie y en un tiempo determinado. Esta medición permite estimar la cantidad de vida que
un ecosistema puede sostener. Se puede distinguir entre productividad primaria bruta y neta.
La productividad primaria neta (PPN) se calcula usando la siguiente expresión:
PPN = productividad primaria bruta – respiración
4.
a. Algunos de los factores que pueden afectar el desarrollo de ambas plantas son: humedad
ambiental, intensidad lumínica, disponibilidad de agua y concentración de CO2.
b. Dependerá de las características de la planta que la hagan más apta para uno u otro
ambiente.
c. Dada la existencia de formaciones vegetacionales mayores en el sur del país, es más probable
que en esta región la fotosíntesis sea favorecida. Posiblemente por la abundancia de agua.
Guía didáctica del docente 107
5. La productividad primaria va disminuyendo desde la línea del ecuador hacia los polos. Esto se
puede explicar debido al ángulo de incidencia de los rayos del sol, ya que en la línea del ecuador
estos impactan directamente sobre la superficie, mientras que a medida que se avanza hacia
los polos, los rayos del sol impactan en forma oblicua, provocando que la intensidad lumínica
disminuya.
6. Son ejemplos de aspectos positivos la reforestación, la creación de parques nacionales y otras
áreas protegidas, el uso de tecnologías menos contaminantes (convertidores catalíticos, filtros
en chimeneas industriales) o el empleo de las fuentes de energía denominadas limpias. Mientras
que son ejemplos negativos la deforestación, el calentamiento global, la lluvia ácida, la erosión
y la introducción de especies invasoras, entre otras.
7. Cuando en un ecosistema acuático, como los lacustres, se incrementa la disponibilidad de
nutrientes, como fosfatos, se produce un florecimiento (bloom) de microalgas y otros organismos
fotosintéticos. La magnitud de su población en la superficie del sistema agota el oxígeno
disponible y la fauna comienza a morir.
8. La vegetación, además de ser fuente de alimentos para las otras poblaciones de un ecosistema,
también conforma el hábitat de muchas especies. Por lo tanto, su pérdida ocasiona graves
daños al ambiente.
9.
a. Lechos de algas y arrecifes.
b. A la disponibilidad de luz, CO2 (especialmente en los ecosistemas acuáticos).
108 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Orientaciones para las páginas finales de la unidad
3
Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 166 y 167)
•
Antes de leer la síntesis, indíqueles a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las lecciones
de la unidad. Luego, pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno.
•
A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección, para
que complementen y mejoren lo que realizaron con anterioridad.
Solucionario de la evaluación final (Páginas 168 a 170)
1.
a. Fotosíntesis: proceso realizado por los vegetales y las bacterias fotosintéticas. En los vegetales
ocurre en los cloroplastos, estructuras que contienen clorofila y otros pigmentos como los
carotenoides. La clorofila absorbe la energía de la luz y la transforma en la energía química
contenida en los carbohidratos, sintetizados a partir de CO2 y H2O.
b. Fotosistema: son moléculas dispuestas en la membrana de los tilacoides, entre ellas
la clorofila, que, como si fueran antenas, captan la energía luminosa y la transforman en
energía química.
c. Clorofila: pigmento fotosintético que interviene en la fotosíntesis.
d. Tilacoide: estructuras membranosas dentro del cloroplasto, en cuya membrana se
encuentran los fotosistemas.
e. Productividad primaria: es la cantidad de energía lumínica transformada por los productores
en energía química.
f. Biomasa: es una estimación de la cantidad de materia orgánica presente en un nivel trófico
o en un ecosistema. Suele expresarse en términos de gramos o kilogramos de materia
orgánica por unidad de área, por ejemplo g/m2.
2. Etapa dependiente de la luz: Tilacoide/ H2O/ATP, NADPH y O2.
Etapa independiente de luz: Estroma / CO2/ Glucosa.
3. La participación de la energía luminosa y de la clorofila.
4. Rojo.
5.
a. El crecimiento de las plantas aumenta con la incorporación de los nutrientes.
b. El nitrógeno. De acuerdo con los antecedentes, probablemente se debe a que es
componente tanto de proteínas como de ácidos nucleicos.
c. La combinación de ambos nutrientes favorece la adecuada disponibilidad de ellos para el
desarrollo del metabolismo.
d. Debido a la mayor disponibilidad de agua, uno de los reactantes de la fotosíntesis.
Guía didáctica del docente 109
e. Aunque una mayor disponibilidad de nutrientes permitirá un incremento del crecimiento,
este no será ilimitado, pues existen factores limitantes tanto en el ambiente como en el
propio metabolismo, por ejemplo, la capacidad enzimática o la de capturar CO2 y H2O.
6. Las moléculas marcadas serán los carbohidratos (glucosa, maltosa, almidón y celulosa). Se
encontrará en los amiloplastos y en estructuras como la pared celular.
7.
a. La variable dependiente es el rendimiento fotosintético y las variables independientes, la
temperatura y la intensidad lumínica.
b. Porque el rendimiento fotosintético varía cuando la intensidad lumínica o la temperatura
cambian.
8.
a. En las regiones que reciben mayor cantidad de luz durante el año.
b. La deforestación y el cambio climático.
c. El cambio climático afecta, entre otras variables, el régimen de precipitaciones de una
región, lo cual incide en la fotosíntesis.
9. Una de las respuestas probables podría incluir el empleo de una cromatografía para detectar la
presencia de pigmentos.
Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 171)
•
Pida a sus estudiantes que, de acuerdo a los puntos obtenidos, realicen las actividades que se
proponen.
•
La siguiente tabla muestra los puntajes sugeridos para cada pregunta, agrupadas según el
descriptor.
Descriptor
Pregunta (puntaje asociado)
1
1.a, 1.b, 1.c y 1.d (4) y 9 (3)
2
2 (3), 3 (3), 4 (3), 5 (3) y 6 (3)
3
5 (10) y 7 (4)
4
1.e y 1.f (2) y 5 (3)
Actividad 1
Las hojas captan el CO2, las raíces obtienen el agua y minerales, y el tallo conduce la savia elaborada y
la savia cruda.
Actividad 2
Los fotosistemas transforman la energía luminosa en energía química; en ellos, los pigmentos son los
responsables de captar la luz y de transmitir su energía a pares de electrones.
110 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Actividad 3
3
Proviene de la fotólisis del agua, la que ocurre en la fase luminosa.
Actividad 4
La fase luminosa ocurre en los tilacoides y la oscura, en el estroma.
Actividad 5
Entre los factores, se cuentan la intensidad lumínica, la temperatura, la disponibilidad de agua y la
presencia de CO2. En todos ellos su incremento aumenta la fotosíntesis hasta cierto valor límite.
Actividad 6
A medida que se incrementa la temperatura y la intensidad lumínica, también lo hace la fotosíntesis,
pero hasta cierto nivel, como el punto de saturación luminosa.
Actividad 7
La PPB es la cantidad de energía que es captada por los productores y contenida en las moléculas
orgánicas, mientras que la PPN es la diferencia entre la PPB y la respiración.
Actividad 8
Temperatura, humedad e intensidad luminosa.
Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias
(Páginas 172 y 173)
Actividad 3.1
a. Es probable que presentara cloroplastos como organelos distintivos.
b. A través de la fotosíntesis, se infiere por la presencia de pigmentos.
c. Se trataría de un organismo vegetal.
d. Pruebas que afirman respuesta planteada: pigmento verde, presencia de almidón, pared celular y
aspecto rectangular.
Actividad 3.2
a. Porque con la energía de la luz se sintetizan moléculas orgánicas.
b. Glucosa.
Guía didáctica del docente 111
Actividad 3.3
a. Una mayor cantidad de clorofila se asocia a un incremento de la fotosíntesis y de la producción
de glucosa, de la cual se obtendría la energía necesaria para la producción de frutos.
b. La formación de frutos es un proceso biosintético que requiere de la energía aportada por la
glucosa.
c. La clorofila permite llevar a cabo la fotosíntesis, la cual es necesaria para la formación de los
frutos.
Actividad 3.4
a. 15 kg.
b. Nutrientes que aportan materia y energía.
c. En el crecimiento, mantención y renovación celular.
d. Un pollo, porque se requiere menos energía para sintetizar un kilogramo de este animal que un
kilogramo de vaca.
Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 174 y 175)
•
Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones
y contenidos estudiados durante la unidad.
•
A continuación, invítelos a responder individualmente las preguntas de la sección Reflexiona y
opina, para que luego, organizados en grupos, discutan sus respuestas y opiniones.
•
Finalmente, organice una puesta en común del trabajo de sus alumnos.
112 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
Material fotocopiable
3
Taller de ciencias
Apertura y cierre de estomas
Materiales
Procedimiento
Hojas de una planta de
lirio o cardenal, que se
encuentren en un lugar
húmedo y expuestas a la
luz del sol, pinzas, bisturí,
portaobjetos, cubreobjetos,
microscopio, gotario,
solución de sacarosa y agua
destilada.
1. Con ayuda de su profesor o profesora, y utilizando una pinza y un bisturí,
obtengan muestras de la epidermis de la cara inferior de las hojas.
2. Coloquen una muestra en un portaobjetos, agréguenle agua destilada y cúbranla
con un cubreobjetos.
3. Observen la muestra bajo el microscopio, con aumento 40X, y ubiquen estomas
abiertos. Dibújenlos y registren sus observaciones.
4. Con un gotario, agréguenle dos o tres gotas de solución de sacarosa a la muestra,
por el borde del cubreobjetos. Retiren el excedente usando papel absorbente.
Observen lo que les ocurre a los estomas y registren sus observaciones.
5. Agréguenle dos o tres gotas de agua destilada a la muestra, por el borde del
cubreobjetos. Usen papel absorbente para retirar el líquido excedente. Observen
los estomas y registren sus observaciones.
Análisis de resultados y conclusiones
a. ¿Qué sucede con los estomas después que se les agrega solución de sacarosa?
b. ¿Cómo se puede explicar lo anterior? Utiliza tus conocimientos sobre osmosis.
c. ¿Qué les sucede a los estomas después de agregarles agua destilada?, ¿a qué
se debe esto?
d. Explica el comportamiento de las células oclusivas en ambos casos (con
solución de sacarosa y agua destilada), y haz un modelo esquemático de los
procesos que ocurren.
Guía didáctica del docente 113
Material fotocopiable
Ficha de refuerzo
¿Qué sucede con la fotosíntesis en ausencia de clorofila?
A. Hipótesis
Organícense en grupos, según las indicaciones de su profesora o profesor, y planteen una hipótesis para el problema
enunciado.
B. Diseño experimental
Realicen la siguiente actividad:
Materiales
Una planta con hojas de color verde y blanco o amarillo (variegadas), alcohol de 96°, un mechero, dos vasos de
precipitado (que quepa uno dentro del otro), una cápsula de Petri, pinzas y lugol. Las hojas de plantas variegadas
poseen partes verdes y otras de color amarillo o blanco, por ejemplo, que carecen de clorofila.
Procedimiento
1. Coloquen dos hojas de la planta dentro del vaso de precipitado pequeño y agréguenles alcohol hasta que las
hojas queden cubiertas. Luego, caliéntenlo a baño María hasta que las hojas se decoloren.
Recuerden las precauciones que deben tener al trabajar con el mechero, sobre todo porque el alcohol se
evapora muy rápido y en contacto con la llama puede inflamarse (ver Anexo 1 y Anexo 2, páginas 232 a 235).
2. Apaguen el mechero y, con mucho cuidado, saquen las hojas del vaso de precipitado utilizando las pinzas.
3. Laven las hojas, pónganlas en la cápsula de Petri y agréguenles lugol. Recuerden que el lugol es una sustancia
que en presencia de almidón se torna de color violeta.
C. Análisis de resultados
a. ¿A qué creen que se debe el color verde que adquiere el alcohol al hervir las hojas?
b. ¿Qué ocurrió al agregarle lugol a las hojas?, ¿por qué?
c. ¿Qué cambio experimentó el lugol en contacto con la parte de las hojas que era de color verde?, ¿y con la que
era de color blanco o amarillo?
d. ¿A qué se debe esta diferencia?, ¿qué relación tiene con el problema de investigación?
e. Los resultados obtenidos, ¿corroboran su hipótesis? Si su respuesta es negativa, planteen una nueva hipótesis
para el problema de investigación.
114 Unidad 3: Fotosíntesis
Ficha de ampliación
UNIDAD
Material fotocopiable
3
¿Influye en la productividad de los vegetales la cantidad de luz que reciben?
A. Hipótesis
Organícense en grupos, según les indique su profesor o profesora, y planteen una hipótesis para el problema.
B. Diseño experimental
Realicen la siguiente actividad:
Materiales
Tres recipientes (o bandejas), 300 semillas de pasto, arena húmeda, huincha o regla de medir, papel absorbente,
balanza, lámpara, y papel aluminio.
Procedimiento
1. Midan la superficie de cada recipiente, en cm2, y en cada uno coloquen una capa de arena húmeda. Rotulen los
recipientes con números del 1 al 3 y, a distancias regulares, coloquen 100 semillas en cada uno.
2. Ubiquen los recipientes en un lugar donde les llegue la misma cantidad de luz. Mantengan húmeda la arena.
3. Cuando las plantas tengan alrededor de 10 cm de altura, sigan los siguientes pasos:
-
Recipiente 1: extraigan todas las plantas que han crecido, cuéntenlas, lávenlas y séquenlas. Para esto último,
colóquenlas sobre papel absorbente y expónganlas a la luz de una lámpara, durante toda una noche. Luego,
midan la masa de las plantas y regístrenla en la tabla que les indicará su profesora o profesor.
-
Recipiente 2: cubran con un papel aluminio perforado las plantas.
-
Recipiente 3: dejen las plantas en las condiciones iniciales de luz.
-
Transcurrida una semana, extraigan de los recipientes 2 y 3, al azar, la misma cantidad de plantas que obtuvieron
del recipiente 1. Lávenlas, séquenlas y midan su masa. No olviden registrar los datos obtenidos.
4. Calculen la PPB mediante la siguiente fórmula: PPB = (masa luz - masa inicial) + (masa oscuridad - masa inicial).
C. Análisis de resultados y conclusiones
a. ¿Qué grupo de plantas tiene una masa mayor (mayor productividad)?
b. ¿Por qué la PPN es igual a masa luz - masa inicial?, ¿por qué la respiración celular equivale a masa oscuridad masa inicial?
c. Si se considera que toda la planta es azúcar (1 g de azúcar = 4 Kcal), ¿cuánta energía hay disponible en cada
grupo? Expresen su resultado en Kcal/cm2 por día.
d. A partir de los resultados obtenidos, ¿corroboran su hipótesis?, ¿por qué?
Guía didáctica del docente 115
Material fotocopiable
Instrumento de evaluación
Nombre:
Curso: 1° medio
Marca con una X la alternativa correcta.
1. Las estructuras de la planta especializadas en captar el CO2 y la luz son:
A. las hojas
B. las raíces.
C. los frutos.
D. las flores.
E. Los tallos.
2. El xilema es un tejido vegetal que se caracteriza porque:
A. se encarga del crecimiento vegetal.
B. es un tejido fotosintético.
C. transporta la savia cruda.
D. se ocupa de conducir el CO2.
E. transporta savia elaborada.
3. Los estomas, aberturas en las hojas encargadas del intercambio de gases, se abren cuando:
A. la intensidad lumínica es alta.
B. la intensidad lumínica es baja.
C. la temperatura es alta.
D. las células oclusivas reciben agua.
E. las células oclusivas pierden agua.
4. Si experimentalmente se suministra a una planta agua marcada con oxígeno radiactivo, ¿en qué sustancias
será posible luego detectar esta radiación?
A. Glucosa.
B. O2.
C. CO2.
D. ATP.
E. Almidón.
116 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
3
5. Si, experimentalmente, grupos de plantas son expuestos a luces de diferentes colores, ¿cuál
de ellos tendrá la menor producción de glucosa? El grupo iluminado con luz de color:
A. rojo.
B. azul.
C. amarillo.
D. anaranjado.
E. verde.
6. Los reactantes y productos de la fase independiente de la luz son, respectivamente:
A. CO2 y glucosa.
B. glucosa y CO2.
C. H2O y O2.
D. O2 y H2O.
E. H2O y glucosa.
7. ¿En qué lugar del cloroplasto sucede la formación de ATP y de NADPH?
A. En el estroma.
B. En la membrana externa.
C. En sus ribosomas.
D. En los tilacoides.
E. En el espacio intermembranoso.
8. La energía de la luz provoca:
A. la degradación de las moléculas de CO2.
B. la ruptura de las moléculas de agua.
C. la formación de moléculas de agua.
D. la degradación de las moléculas de ATP.
E. Todas las anteriores.
9. ¿Qué factor que afecta a la fotosíntesis determina de manera más importante, que sea en
primavera cuando las plantas florecen y comienzan a producir frutos?
A. La intensidad lumínica.
B. La disponibilidad de agua.
C. La temperatura.
D. La concentración de CO2.
E. El cambio en la dirección del viento.
Guía didáctica del docente 117
Material fotocopiable
10. Experimentalmente, se dispuso de dos grupos de plantas. El primero fue expuesto a temperaturas de entre
20 °C y 25 °C, mientras que el segundo grupo fue sometido a temperaturas de entre 35 °C y 40 °C. Los
investigadores observaron una mayor actividad fotosintética en el primer grupo, esto se debe a que:
A. un incremento de la temperatura se asocia a un aumento de la intensidad luminosa.
B. a mayores temperaturas, los electrones de la clorofila no se excitan con la luz.
C. a temperaturas sobre 35 °C las enzimas dejan de catalizar eficientemente.
D. a temperaturas sobre los 35 °C el agua no puede ascender por el xilema.
E. a temperaturas sobre los 25 °C la planta puede captar más CO2.
11. ¿En qué latitudes del planeta los ecosistemas ostentan la mayor productividad?
A. Medias.
B. Bajas.
C. Altas.
D. A y B son correctas.
E. B y C son correctas.
12. Los principales factores limitantes en los ecosistemas acuáticos son:
A. luz y nutrientes.
B. CO2 y temperatura.
C. agua y CO2
D. temperatura y luz.
E. disponibilidad de glucosa y pH.
118 Unidad 3: Fotosíntesis
UNIDAD
3
Tabla de especificaciones
Área: Biología
Curso: 1º medio
Nombre de la unidad: Fotosíntesis
Objetivos de la unidad
Contenidos
Habilidad
Ítem
Clave
Criterios y niveles de logro
Describir y explicar las
principales estructuras que
participan en el proceso de
fotosíntesis.
Estructuras que
participan en la
fotosíntesis
Conocer
Conocer
Conocer
Comprender
Comprender
1
2
3
4
5
A
C
D
B
E
Logrado: 4 o 5 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 3 ítems
correctos.
Reconocer el mecanismo
mediante el cual las
plantas realizan la
fotosíntesis y explicar que
esta se lleva a cabo en dos
etapas: una dependiente y
otra independiente de luz.
Fases de la
fotosíntesis
Conocer
Comprender
Conocer
6
7
8
A
D
B
Logrado: 2 o 3 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Analizar gráficos de
los principales factores
ambientales que pueden
afectar la actividad
fotosintética de una planta.
Factores que
afectan la
fotosíntesis
Comprender
Comprender
9
10
A
C
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Explicar la importancia de
la producción primaria
para la mantención de los
ecosistemas y reconocer
los principales factores
que hacen variar la
productividad primaria en
distintos ecosistemas.
Productividad en
los ecosistemas
Conocer
Conocer
11
12
E
A
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Guía didáctica del docente 119
UNIDAD
4
1
Materia y energía en
los ecosistemas
Orientaciones curriculares
Propósito de la unidad
Esta unidad tiene como propósito profundizar el estudio de los flujos de materia y energía en
el ecosistema. Se estudian las relaciones de dependencia entre organismos de un ecosistema
respecto de los flujos de materia y energía, representando estos a partir de pirámides de
materia y energía. Finalmente, se analizan los efectos de las sustancias químicas nocivas sobre
los eslabones de cadenas y tramas tróficas, y la importancia del cuidado y protección de estos
para el equilibrio de los ecosistemas.
Estos conceptos se articulan con el desarrollo de las habilidades de pensamiento científico
relacionadas con la organización de datos y la formulación de explicaciones en problemáticas
en torno a los flujos de materia y energía.
Objetivos Fundamentales Verticales
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 274), los estudiantes serán
capaces de:
•
Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones, apoyándose en las teorías y
conceptos científicos en estudio (OFV 2).
•
Comprender la importancia de las leyes, teorías e hipótesis en la investigación científica y
distinguir unas de otras (OFV 4).
•
Analizar la dependencia entre organismos respecto de los flujos de materia y energía en
un ecosistema, en especial, la función de los organismos autótrofos y la relación entre los
eslabones de las tramas y cadenas tróficas con la energía y las sustancias químicas nocivas
(OFV 7).
Contenidos Mínimos Obligatorios
De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 275), los CMO son los
siguientes:
•
Comparación de los mecanismos de incorporación de materia y energía en organismos
heterótrofos (microorganismos y animales) y autótrofos (CMO 9).
•
Descripción cuantitativa de cadenas y tramas tróficas de acuerdo a la transferencia de
energía y materia, y las consecuencias de la bioacumulación de sustancias químicas como
plaguicidas y toxinas, entre otras (CMO 10).
120 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
4
Habilidades de pensamiento científico
Habilidad
Procesamiento e interpretación de datos y formulación de
explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos
teóricos del nivel.
Identificación de problemas, hipótesis, procedimientos
experimentales, inferencias y conclusiones.
1
Lecciones
2
3
4
•
•
•
•
•
•
•
•
Aprendizajes Esperados en relación con los OFT
De acuerdo con el Programa de Estudio de Primer año medio de Biología (página 50) y al Marco
curricular, son los siguientes:
Interés por conocer la realidad al estudiar los fenómenos abordados en la unidad
•
Busca información complementaria a la entregada por el docente para satisfacer sus
intereses e inquietudes.
•
Formula preguntas para profundizar o expandir su conocimiento sobre los temas en
estudio.
•
Establece, por iniciativa propia, relaciones entre los conceptos en estudio y los fenómenos
que observa en su entorno.
•
Busca nuevos desafíos de aprendizaje.
El desarrollo de actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento
•
Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos.
•
Registra, en orden cronológico, los datos producidos en torno al tema de trabajo investigado.
•
Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad.
•
Entrega trabajos en los tiempos acordados.
Actitud de cuidado y valoración del medioambiente
•
Proponer ideas para cuidar el ambiente, aplicando en la cotidianidad conocimientos
trabajados en la unidad.
•
Explicar la importancia de contar con normativas que regulen el uso de sustancias químicas
que pueden afectar el ecosistema.
•
Manifestar un juicio crítico fundamentado ante situaciones en las que el uso de sustancias
químicas puede comprometer el ecosistema.
•
Impulsar acciones de cuidado y respeto por el medioambiente.
Guía didáctica del docente 121
Planificación de la unidad
Aprendizaje Esperado
• Explicar las relaciones
de dependencia entre
organismos en un
ecosistema utilizando
pirámides de materia y
energía.
• Interpretar datos y
formular explicaciones
usando los conceptos en
estudio.
Objetivo Específico
• Identificar el flujo y
transferencia de materia
y energía en una cadena
trófica y las diferencias en
sus formas de obtención.
Lección
1
¿De dónde
obtienen energía
los seres vivos?
• Explicar la transferencia
de energía entre distintos
2
niveles tróficos en términos ¿Cómo se
de su eficiencia.
comporta un
ecosistema?
Contenido
• Flujo y transferencia de
materia y energía en una
cadena trófica.
• Transferencia de energía
entre distintos niveles
tróficos en términos de
su eficiencia.
3
• Pirámides tróficas.
¿Cómo fluyen la
materia y la energía
en el ecosistema?
• Describir el impacto
• Explicar y construir
de sustancias químicas
diferentes pirámides
nocivas en tramas
tróficas.
y cadenas tróficas
• Describir el impacto de
de ecosistemas
la bioacumulación de
determinados e identificar
sustancias químicas tóxicas
estrategias de prevención.
en cadenas y tramas, y
conocer estrategias de
prevención de este tipo de
contaminación.
122 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
4
¿Cómo la actividad
humana afecta
la transferencia
de materia en el
ecosistema?
• Bioacumulación de
sustancias tóxicas en
cadenas y tramas tróficas.
• Estrategias de prevención
de la contaminación por
sustancias tóxicas.
UNIDAD
Instrumentos de valuación
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
Indicador de evaluación
• Señalan las diferencias entre organismos
autótrofos y heterótrofos respecto de sus
mecanismos de incorporación de materia y
energía.
• Explican qué representan las pirámides de
materia y energía.
• Describen el flujo de materia y energía entre
organismos representados en una pirámide.
4
Tiempo estimado
(horas pedagógicas)
6
4
• Explican el proceso de transferencia de energía
entre un nivel trófico y otro, en términos de su
eficiencia.
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Trabaja con lo que sabes
• Al finalizar la lección
• Argumentan que la materia (ley de Lavoisier) se
conserva al fluir en las pirámides.
• Argumentan que la energía que fluye por
las pirámides no se crea ni se destruye, solo
se transforma (leyes de la termodinámica).
Construyen pirámides de materia y energía a
partir de datos dados.
• Formulan explicaciones de las variaciones en
los flujos de materia y energía en pirámides de
materia y energía
• Dan ejemplos de ecosistemas afectados por
sustancias químicas nocivas.
4
4
• Predicen consecuencias para el ecosistema, de la
bioacumulación de sustancias químicas nocivas
(plaguicidas, toxinas, entre otras).
• Describen el impacto de plaguicidas y toxinas
en procesos de transferencia de energía en
determinadas tramas tróficas.
• Dan ejemplos de estrategias que contrarresten el
efecto de sustancias químicas nocivas en algunos
ecosistemas.
Guía didáctica del docente 123
Prerrequisitos y bibliografía de la unidad
A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para cada lección de la unidad, como
también algunos textos de consulta.
Prerrequisitos
Atención
En la lección 4
(páginas 202 y 209) se
proponen actividades
experimentales que
requieren anticipar su
preparación, por lo que
se le sugiere que revise
el diseño experimental
propuesto en cada una de
ellas.
Lección 1 ¿De dónde obtienen
energía los seres vivos?
Lección 2 ¿Cómo se comporta un
ecosistema?
Conservación de la materia y
energía. Organismos fotosintéticos.
Cadenas alimentarias.
Lección 3 ¿Cómo fluyen la
materia y la energía en el
ecosistema?
Lección 4 ¿Cómo la actividad
humana afecta la transferencia
de materia en el ecosistema?
Pirámides ecológicas.
Efectos de la actividad humana en
los ecosistemas.
Bibliografía de referencia
Lección 1 ¿De dónde obtienen energía los seres vivos?
•
Karp, E. (2008). Biología celular y molecular. (5ª edición). México: Editorial McGraw-Hill.
•
Lodish, H. y otros. (2003). Biología celular y molecular. (4ª edicion). Madrid: Editorial Medica
Panamericana S. A.
Lección 2 ¿Cómo se comporta un ecosistema?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.
•
Audesirk, T., Audesirk, G., Byers, B. (2008). Biología de la vida en la Tierra. (8ª edición) México: Pearson
Prentice Hall.
Lección 3 ¿Cómo fluyen la materia y la energía en el ecosistema?
•
Johnson, G. y Raven, P. (2006). Biología. EE.UU.: Editorial Holt, Rinehart and Winston.
Lección 4 ¿Cómo la actividad humana afecta la transferencia de materia en el ecosistema?
•
Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.
124 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 176 y 177)
4
Objetivos de la unidad
•
Invite a los estudiantes a leer y analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección en
la página 176 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán alcanzar
al finalizar la unidad, y dar así mayor sentido a su estudio.
Me preparo para la unidad
•
Pida a sus estudiantes antes de iniciar la unidad que desarrollen las actividades propuestas en la
sección Me preparo para la unidad. Luego, dirija una puesta en común de los resultados.
•
Considere, por ejemplo, la siguiente definición de energía obtenida de la versión online del
Diccionario de la Real Academia española: Capacidad para realizar un trabajo. Se mide en joules.
Para comenzar
Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos.
•
Indique a sus estudiantes que lean el texto y respondan las preguntas planteadas en esta sección.
Puede incluir otras, tales como:
•
¿De qué manera el cuepo humano consigue energía para vivr?
•
¿En qué procesos empleamos esa energía?
•
¿Qué lugar ocupamos los humanos en una cadena trófica?
•
¿Siempre los seres humanos hemos ocupado el mismo lugar en una red trófica?, justifica.
Guía didáctica del docente 125
Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 178 a 181)
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la primera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 178.
Asigne a los grupos de trabajo, previamente organizados en el curso, las actividades experimentales
de la sección Trabaja con lo que sabes de la página 202, de manera de que estas hayan progresado lo
suficiente para cuando sean requeridas.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Qué es un ecosistema y qué componentes reconocen en él?
•
¿Cuál es la importancia de los organismos vegetales en un ecosistema terrestre?
•
Cuál es la importancia de los organismos descomponedores en un ecosistema?
•
¿Cuál es la principal fuente de energía de los ecosistemas terrestres?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 178)
La energía es la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para efectuar un trabajo. Cuando
un sistema pasa de un estado a otro produce fenómenos físicos o químicos que son manifestaciones
de alguna transformación de la energía, la que puede presentarse en diferentes formas: lumínica o
radiante, química, mecánica, potencial, eléctrica, entre otras.
La ley de conservación de la energía (primer principio de la termodinámica) dice que: aunque la energía
se puede convertir de una forma a otra, no se puede crear ni destruir.
De esto se desprende que siempre que se produzca una cantidad de una clase de energía se deberá
consumir una cantidad exactamente equivalente de otra clase o clases.
Trabaja con lo que sabes (Página 178)
Sugerencias
Pida a los estudiantes que acompañen el registro de observaciones de su terrario con fotografías
digitales tomadas periódicamente. Con ellas pueden preparar una presentación de diapositivas con la
cual pueden apoyar la entrega de resultados.
126 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Sugerencias de desarrollo de lección
4
A continuación, se entregan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es probable que los estudiantes consideren que en todos los ecosistemas del planeta, el Sol es
la fuente de energía, sin embargo, existen otros en los cuales la energía tiene un origen químico.
Pida a sus estudiantes que investiguen acerca de los ecosistemas cuyos productores son quimiosintéticos. Por ejemplo, aquellos que se desarrollan cerca de chimeneas hidrotermales, grietas o
fisuras de las cuales emana agua hirviendo, a más de 3 000 metros de profundidad en el fondo
marino.
Actividad 1, Análisis (Página 179)
Respuestas esperadas
1. La radiación solar aumentaría significativamente, debido a que la atmósfera refleja el 35 % de la
luz proveniente del Sol.
2. Además de luz, el Sol envía al planeta calor, gracias al cual se pone en marcha una serie de
fenómenos físicos que determinan las condiciones climáticas del planeta.
Información complementaria
Zona habitable
Nuestro planeta reúne condiciones gracias a las cuales puede albergar vida. Por esto, se dice que
está en lo que se denomina zona habitable. Esta corresponde a la región alrededor de una estrella
donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta rocoso con atmósfera.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre el origen de la energía de los ecosistemas.
Nivel conocimiento
1. Identifica la fuente de energía de los siguientes organismos: rosal, pulgón y bacterias
nitrificantes.
Nivel comprensión
1. ¿Por qué son imprescindibles los organismos productores y los organismos descomponedores
en un ecosistema?
Guía didáctica del docente 127
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. La fuente de energía del rosal es el Sol, la del pulgón es la savia que obtiene de vegetales
(como el rosal) y la de las bacterias nitrificantes son compuestos nitrogenados reducidos a
los cuales oxidan.
Nivel comprensión
1. Los organismos productores son imprescindibles porque fabrican la materia orgánica
que constituye a los seres vivos (biomasa), sintetizando moléculas en cuyos enlaces se
retiene parte de la energía que lograron capturar. Mientras que los organismos descomponedores lo son porque permiten reciclar la materia, de manera que los bioelementos estén
disponibles para los productores.
Sugerencias de cierre de lección
•
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, dirija una conversación acerca de la manera en
que se incorpora la energía en los ecosistemas.
•
Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego llevar a cabo un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 181)
Respuestas esperadas
1. El Sol es la fuente principal de energía del planeta.
2. Una diversidad de compuestos reducidos.
3. Productores, porque sintetizan materia orgánica (biomasa) y consumidores, debido a que
obtienen la materia orgánica y la energía que necesitan consumiendo o alimentándose de otros
organismos.
128 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 182 a 189)
4
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la segunda lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 182.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Cómo se transmiten la energía y la materia de un organismo a otro en los ecosistemas?
•
¿Qué es una cadena y una trama trófica?, ¿podrían citar un ejemplo?
•
¿Podría existir un ecosistema solo con organismos productores y descomponedores?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 182)
Una cadena alimentaria o trófica está conformada por una serie de organismos a través de los cuales
fluye la materia y la energía en un ecosistema. Se inicia con un organismo autótrofo o productor y
culmina con un descomponedor.
Trabaja con lo que sabes (Página 182)
Respuestas esperadas
a. En una cadena alimentaria, las flechas representan la dirección en la que fluyen la materia y la
energía.
b. Incorporan los nutrientes necesarios para vivir y desarrollarse.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Es importante precisar que los tres niveles tróficos desarrollados en esta lección corresponden a una
clasificación general, considerando la forma básica de obtener el alimento, y no representan distinciones de niveles dentro de una trama alimentaria, salvo en el caso de los productores, donde se hace
alusión a organismos foto y quimiosintéticos.
En general, los alumnos manejan el concepto de cadena alimentaria y no les es difícil entender el de red
trófica. Sin embargo, les resulta complicado entender las relaciones dentro de una red trófica, cuando
una especie puede ocupar más de un nivel (por ejemplo, siendo consumidor primario y secundario a
la vez). Para trabajar este aspecto, utilice la Actividad 3, para lo cual es importante que extraigan más de
una cadena alimentaria a partir de la red.
Guía didáctica del docente 129
Tratamiento de errores frecuentes
•
Es importante considerar que uno de los principales errores que los alumnos cometen en este tipo
de representaciones es interpretar de manera incorrecta el sentido de las flechas, suponiendo
que estas muestran la relación entre el predador y la presa (o entre herbívoros y productores) y
no el sentido del flujo de materia y de energía. Al respecto, pídales que analicen la ilustración de
la página 193 y formule preguntas como ¿Por qué el grosor de la flecha disminuye al pasar de un
organismo a otro?
Información complementaria
Las propiedades emergentes
La materia se encuentra organizada en diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las
más grandes, desde las más complejas hasta las más simples. Esta organización se puede analizar
en diferentes niveles que facilitan la comprensión de nuestro objeto de estudio: los seres vivos.
Cada nivel de organización incluye los niveles inferiores y constituye, a su vez, la base de los
niveles superiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza por poseer propiedades
específicas y características que emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades
emergentes.
Así, una molécula de agua tiene propiedades diferentes de la suma de las propiedades de sus
átomos constitutivos, hidrógeno y oxígeno. De la misma manera, una célula cualquiera tiene
propiedades diferentes de las de sus moléculas constitutivas, y un organismo multicelular dado
tiene propiedades nuevas y diferentes de las de sus células constitutivas. De todas las propiedades
emergentes, sin duda, la más sorprendente es la que surge en el nivel de una célula individual y es
nada menos que la vida.
Las múltiples interacciones que ocurren entre los componentes de un nivel de organización
determinan sus propiedades emergentes. Así, desde el primer nivel de organización con el cual los
biólogos habitualmente se relacionan, el nivel subatómico hasta el nivel de la biosfera, se producen
interacciones permanentes. Estas interacciones, operando durante largos períodos, dieron lugar al
cambio evolutivo. En una escala menor de tiempo, estas interacciones permiten comprender la
organización estructural y funcional de la materia viva.
Actividad 2, Análisis (Página 185)
Respuestas esperadas
2. No podría ser, porque el movimiento de la energía es unidireccional en un ecosistema.
3. Los descomponedores transforman la materia orgánica en sustancias inorgánicas que pueden
volver a ser empleadas por los productores.
130 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Actividad 3, Análisis (Página 186)
4
Respuestas esperadas
1. Hay dos organismos productores que son las plantas.
2. Se ilustran 12 cadenas alimentarias.
3. Sí, los roedores.
4. Sí, el zorro.
Actividad 4, Análisis (Página 187)
Respuestas esperadas
Porque el krill conforma todas las cadenas alimentarias descritas.
Actividad 5, Síntesis (Página 187)
Respuestas esperadas
1. Flores Ò mariposa Ò zorzal Ò hongos
2. Flores: productores.
Mariposa: consumidor primario.
Zorzal: consumidor secundario.
Hongos: descomponedores.
3. Se considera una respuesta correcta aquella que contemple que la materia circula en forma
lineal en una cadena trófica. Sin embargo, es importante resaltar que la materia en un ecosistema
circula en forma cíclica a través de los ciclos biogeoquímicos.
4. La importancia de los descomponedores es que son organismos capaces de transformar la
materia orgánica proveniente de restos y desechos de seres vivos en materia inorgánica utilizable
nuevamente por los organismos productores.
Guía didáctica del docente 131
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión acerca de las redes tróficas. Se sugiere que los
alumnos trabajen en parejas analizando la trama trófica que se representa a continuación. Luego,
deberán responder en sus cuadernos las preguntas planteadas.
Aves rapaces y carroñeras
Puma
Aves insectívoras
Zorro
Liebre
Guanaco
Reptiles
Roedores
Aves granívoras
Insectos
Follaje
Semillas
Polen/Néctar
Savia
Vegetación
Nivel conocimiento
1. ¿Qué niveles tróficos están presentes en esta trama? Describe dos cadenas.
2. ¿Hay organismos que ocupen más de un nivel trófico?, ¿cuáles?
Nivel aplicación
3. ¿Qué sucedería con la población de aves granívoras si disminuye la población de roedores?,
¿por qué?
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel conocimiento
1. Productores, consumidor primario, consumidor secundario y consumidor terciario.
2. No, ya que no hay un consumidor que sea consumidor primario y secundario a la vez.
Nivel aplicación
3. Al disminuir la población de roedores, se reducirá la competencia de las aves granívoras con
los roedores por las semillas. Esto puede repercutir en que las aves granívoras aumenten
su tamaño poblacional debido al exceso de los recursos.
132 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Sugerencias de cierre de lección
4
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, guíe a sus alumnos para que describan en conjunto
cómo se transfieren la materia y la energía en un ecosistema. Luego, indique a los estudiantes que
respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego llevar a cabo
un debate general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 188)
Respuestas esperadas
1. Arbusto retamilla, maqui, hierbas, litre, lingue, peumo.
2. Población de zorro, población de conejo, población de ratón chinchilla y población de arbusto
retamilla.
3. - Arbusto retamilla Ò Ratón chinchilla Ò Tucúquere
- Hierbas Ò Conejo Ò Lechuza
- Maqui Ò Conejo Ò Zorro
4. Hierbas: productores.
Conejo: consumidor primario.
Lechuza: consumidor secundario.
5. Zorro, conejo, insectos, ratón chinchilla.
6. El zorro puede considerarse un consumidor primario si este se alimenta directamente del
peumo, lingue, litre y maqui. También puede considerarse como un consumidor secundario, ya
que se alimenta del conejo y del ratón chinchilla.
7. La materia transferida desde los productores hasta los consumidores y descomponedores
se produce de manera lineal, pero estos últimos cumplen la importante función de reciclar
la materia orgánica al transformarla en materia inorgánica disponible para los organismos
productores.
Pensamiento científico: Control de variables (Página 189)
Respuestas esperadas
a. ¿La cantidad de individuos de la población de L. felina depende del tamaño de la población de
C. concholepas?
b. La variable independiente o manipulada es la cantidad de individuos que integran la población
de C. concholepas.
c. La variable dependiente es el tamaño poblacional de L. felina. Al aumentar la población de C.
concholepas, también lo hace la población de L. felina.
d. Si se desea aumentar el tamaño poblacional de L. felina, para que recupere sus niveles históricos,
no es aconsejable promover la cacería de esta especie.
Guía didáctica del docente 133
Taller de ciencias (Páginas 190 y 191)
a. Se espera que el proceso de descomposición, a medida que pasan los días, esté más avanzado
en aquellos frascos que fueron expuestos a mayor temperatura en relación con aquellos frascos
que están refrigerados.
b. Los estudiantes debieran observar: menor descomposición de la materia orgánica que se encuentra
en el frasco 1 y mayor descomposición de la materia orgánica que se encuentra en el frasco 3. El
frasco 2 debe presentar una descomposición intermedia a la ocurrida en los frascos 1 y 3.
c. En la materia orgánica del frasco 1 es probable que no se hayan observado cambios o que estos sean
escasos, debido a la menor temperatura del refrigerador comparada con la temperatura ambiental.
d. Variable independiente son las condiciones experimentales a las que se someten los frascos:
refrigerador, al aire libre con sombra permanente y al aire libre pero con luz directa del sol.
e. Se mantuvieron constantes: la duración del experimento, los materiales utilizados y la cantidad de
materia orgánica en cada frasco.
Se sugiere una rúbrica como la siguiente para evaluar la presentación de diapositivas:
Categoría
Contenido
Excelente (4)
Muy bien (3)
Regular (2)
Pobre (1)
Las diapositivas
contienen
información
relevante. El
contenido es tratado
de manera clara y
breve y está basado
en la información de
fuentes sugeridas o
confiables.
Todas las imágenes
usadas en las
diapositivas son
atractivas y bien
relacionadas con
el contenido. Los
textos asociados son
comprensibles.
Las diapositivas
contienen
información relevante,
pero es insuficiente.
El contenido está
expuesto breve y
claramente.
Las diapositivas
contienen mínima
información relevante.
El contenido no está
expuesto de manera
clara.
Las diapositivas
no contienen
información relevante.
El contenido no está
suficientemente
elaborado.
Más de la mitad de
las imágenes usadas
en las diapositivas
son atractivas y bien
relacionadas con
el contenido. Los
textos asociados son
comprensibles.
Menos de la mitad de
las imágenes usadas
en las diapositivas
son atractivas y solo
en algunas ocasiones
el contenido tiene
relación con ellas y es
comprensible.
Escasas imágenes
usadas en las
diapositivas son
atractivas y solo en
algunas ocasiones
Imágenes
se relacionan con el
contenido, el cual,
en la mayor parte
de los casos, no es
comprensible.
El orden de las
El orden de las
El orden de las
El orden de las
diapositivas es
diapositivas es, en
diapositivas es, en
diapositivas es, en
coherente. Se
general, coherente. Sin general, coherente.
general, incoherente.
distinguen fácilmente embargo, en alguna
Sin embargo, en
No se distinguen
Organización la introducción,
secuencia se pierde
algunas secuencias se la introducción,
de la
el desarrollo y las
el orden lógico. Se
pierde el orden lógico. el desarrollo o las
presentación conclusiones del
distinguen fácilmente No se distinguen
conclusiones del
tema.
la introducción,
la introducción,
tema.
el desarrollo y las
el desarrollo o las
conclusiones del
conclusiones del
tema.
tema.
134 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 192 a 199)
4
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la tercera lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 192.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Por qué se transfieren materia y energía hacia los descomponedores desde todos los niveles
tróficos?
•
¿Cómo se relacionan los organismos productores con el resto de los seres vivos?
•
¿Por qué se dice que los organismos descomponedores reciclan la materia en el ecosistema?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 192)
Una forma gráfica de representar la transferencia de materia y energía en la naturaleza son las
denominadas cadenas alimentarias. Una cadena alimentaria muestra cómo los organismos del
ecosistema están unidos entre sí, según lo que comen.
A lo largo de una cadena alimentaria siempre están actuando organismos descomponedores, como
hongos y bacterias que descomponen los desechos y los organismos una vez que mueren. Así, la
materia vuelve a estar disponible para los productores. Por lo tanto, en el ecosistema la materia se
recicla y solo es transformada entre un eslabón y otro de la cadena. En el caso de la energía, esta fluye
desde los productores a los consumidores en forma lineal.
Trabaja con lo que sabes (Página 192)
Sugerencias
Durante el desarrollo de la actividad, promueva en sus estudiantes la reflexión acerca del lugar que
ocupa en la actualidad nuestra especie en los ecosistemas. Pregúnteles si creen que esto fue siempre
así, pensando en las edades en que nuestra especie aún era joven.
Sugerencias de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 135
Durante el trabajo con la página 194, se sugiere que considere que, en general, se estima que solo
un 10 % de la energía, aproximadamente, se transfiere de un nivel trófico al que le sucede, lo que se
conoce como la regla del 10 %. Por ejemplo, si en el nivel de los productores hay 50 000 Kcal/m2, los
consumidores primarios dispondrán de 5 000 Kcal/m2, los consumidores secundarios de 500 Kcal/m2,
y así sucesivamente.
Tratamiento de errores frecuentes
•
Para mejorar la comprensión de la regla del 10 %, se sugiere que refuerce la explicación con una
actividad concreta e ilustrativa como la siguiente, así como también con la actividad complementaria
que se sugiere en esta misma página. Escoja a cuatro alumnos o alumnas que representarán los
niveles tróficos, desde los productores hasta los consumidores terciarios. Entrégueles una hebra
de lana, de un metro de longitud, al niño o niña que representa a los productores, y pídale que
le pase el 10 % de esta al alumno o alumna del nivel siguiente, y así sucesivamente. Para finalizar,
pregúnteles: ¿Qué sucede con la energía que no es traspasada de un nivel trófico a otro?
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión acerca del flujo de la energía en un ecosistema.
Se sugiere organizar al curso en grupos de 3 o 4 estudiantes para abordar en conjunto los niveles
básico (preguntas 1, 2 y 3) y avanzado (preguntas 4 y 5).
¿Cómo varía la energía disponible en los distintos eslabones de una cadena trófica?
Lean atentamente la siguiente información:
Un grupo de investigadores observó que en el ecosistema que estudiaban la cantidad de
organismos presentes en cada nivel trófico disminuía con respecto al nivel trófico que le precede.
Los investigadores midieron la cantidad de energía lumínica que llegaba hasta el ecosistema,
cuyo valor fue de 3 000 000 Kcal/m2 por año. Además, midieron la energía contenida en cada
nivel trófico y la energía que los organismos disipaban al ambiente como calor, o que estaba
contenida en materia no aprovechable por el siguiente nivel. La siguiente tabla muestra los
resultados obtenidos.
Energía
(Kcal/m2 por año)
Productores
Contenida en cada
24 000
nivel trófico
Disipada al
20 723
ambiente
Consumidores
primarios
Consumidores
secundarios
Consumidores
terciarios
3 120
343,2
27,4
2 714,8
309,4
25,1
1. ¿Qué porcentaje de la energía lumínica es contenido en los productores?, ¿qué porcentaje
es disipado al ambiente por estos y, por tanto, no aprovechable para el siguiente nivel?
2. ¿Qué porcentaje de la energía se transmite de un nivel a otro?
3. Al sumar la energía disipada o no aprovechable por los productores (20 723 Kcal/m2 por
año), más la energía disponible para los consumidores primarios (3 120 Kcal/m2 por año),
no se obtiene la energía disponible para los productores. ¿Cómo podrían explicar esta
diferencia?
136 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
4
4. Considerando las propiedades de la energía, ¿cómo se explica que la mayor parte de esta
no esté disponible para el siguiente nivel trófico?
5. Los resultados, ¿apoyan su hipótesis?, ¿por qué?
Resultados esperados
1. El 0,8 %. El 86,3 % de las 24 000 Kcal/m2 son disipadas al ambiente.
2. De los 3 000 000 Kcal/m2 que llegan al ecosistema, se transfieren a los productores un
0,8 %. De esta energía se transfiere a los consumidores primarios el 13 %; luego, a los
secundarios, el 11 %, y a los consumidores terciarios, el 8 %.
3. Porque parte de la energía queda retenida en las moléculas y no puede ser aprovechada
por el siguiente nivel trófico.
4. La energía tiene la capacidad de transformarse y de transferirse. Gran parte de la energía
es utilizada por el organismo, otra parte se transforma en calor y se transfiere al ambiente,
disipándose en este, disminuyendo así la cantidad de energía que puede incorporar el
siguiente nivel trófico.
5. Los estudiantes deberán aceptar las hipótesis que planteen que la energía transferida va
disminuyendo a medida que avanza la cadena trófica o que en las transferencias de un
nivel trófico a otro se pierde energía.
Actividad 6, Aplicación (Página 194)
Respuestas esperadas
1. De acuerdo a la ley del 10 %, al tercer nivel trófico llegarían 70 Kcal.
2. Se espera que los estudiantes sean capaces de reconocer que en la transferencia de materia y
energía, parte de esta última se disipa al ambiente como calor y otra parte la ocupa el individuo
en mantener sus funciones vitales. Por lo tanto, en una cadena trófica la cantidad de energía
disponible en el tercer nivel trófico no puede ser mayor que en el segundo nivel.
3. La energía utilizada por los seres vivos experimenta diversas transformaciones. Por ejemplo, al
digerir los alimentos, los seres vivos obtienen energía para llevar a cabo sus funciones vitales,
pero a la vez su metabolismo produce calor, el cual se disipa al medio ambiente, de modo que
de toda la energía que ingresa a un determinado nivel trófico, solo una parte cercana al 10 %
será transferida al siguiente.
La primera ley de la termodinámica enuncia que “la energía no se crea ni se destruye, solo se
transforma”. A partir de ella podemos inferir que la energía del universo es constante, y que la
energía puede transformarse de una forma a otra. Por ejemplo, la energía lumínica puede
transformarse en energía química y calor, pero nunca disminuirá o aumentará la cantidad total de
energía.
Guía didáctica del docente 137
Información complementaria
Excepciones a las típicas pirámides de biomasa y número
Las pirámides de número no siempre coinciden con la forma de una pirámide de energía o de
biomasa. Por ejemplo, en un bosque, un solo árbol, un individuo con una gran biomasa y energía,
puede contener ingentes cantidades de insectos con una biomasa total mucho menor. Por su
parte, las pirámides de biomasa pueden estar invertidas en cadenas alimentarias acuáticas, debido
a que el fitoplancton tiene una escasa biomasa pero tiene una tasa de renovación muy elevada (se
reproduce rápidamente), en comparación con la biomasa y tasa de renovación del zooplancton.
Pirámide de biomasa
Zooplancton (21 g/m2)
Fitoplancton (4 g/m2)
Pirámide de número
Consumidores terciarios
Consumidores secundarios
Consumidores primarios
Productores
Actividad 7, Aplicación (Página 196)
Sugerencias
Pida a sus estudiantes que expongan sus respuestas al curso y que propongan explicaciones tentativas
al fenómeno.
Actividades 8 y 9, Aplicación (Páginas 197 y 198)
Sugerencias
Pida a dos o tres alumnos que expongan en la pizarra sus resultados y al resto del curso que les formulen
algunas preguntas. De tal modo, podrá mejorar las habilidades de comunicación y argumentación de
los estudiantes.
138 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Sugerencias de cierre de lección
4
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, guíe a sus alumnos para que describan en
conjunto cómo se construyen las distintas pirámides ecológicas y cuál es su utilidad para el análisis
de un ecosistema. Luego, indíqueles que respondan individualmente las preguntas de la sección Al
finalizar la lección…, para luego llevar a cabo un debate general con el objetivo de corregir y mejorar
sus respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 199)
Respuestas esperadas
1. Se sugiere que los estudiantes preparen una presentación de diapositivas con la información
recopilada. Considere prescindible la exactitud de las unidades, empleándolas solo como
referencia.
Considere que la puesta en común es una técnica didáctica con un fuerte sentido socializador,
que promueve la expresión, la participación y la relación entre los estudiantes. Les permite a
estos expresar, al resto de sus compañeros, los descubrimientos y dificultades derivados de la
realización de su trabajo. En este sentido, el rol fundamental del profesor debe ser de orientador,
de estimulador o de animador, limitándose a destacar los aspectos significativos de la exposición
de cada estudiante y a guiar una síntesis final. El docente debe dejar en segundo plano los
contenidos conceptuales, privilegiando por sobre ellos las actitudes de comunicación.
En su planificación, el profesor debe considerar el tiempo requerido. No es necesario que
expongan todos los niños.
2.
a. La pirámide de la energía no puede ser invertida de acuerdo con el primer y segundo
principio de la termodinámica.
b. Debido a que cerca del 10 % de la energía se disipa al transferirse de un nivel trófico al
siguiente, es preciso representar esta merma gráficamente al elaborar las pirámides.
Guía didáctica del docente 139
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(Página 200 y 201)
Actividades
1.
a. A diferencia de la energía utilizada en una cadena trófica, la energía disipada no es aprovechada
para la síntesis de biomasa.
b. Los organismos autótrofos sintetizan sus propios nutrientes, mientras que los heterótrofos
deben obtenerlos de una fuente externa.
c. En la fotosíntesis la fuente de energía es la luz, mientras que en la quimiosíntesis se emplean
ciertos compuestos inorgánicos reducidos como fuente de energía, por ejemplo, el sulfuro
de hidrógeno (H2S).
d. Mientras cada nivel de la pirámide de energía representa la cantidad de energía que acumula,
en la pirámide de número estos indican la cantidad de organismos que existen. Además, a
diferencia de la pirámide de número, la pirámide de energía nunca se presenta invertida.
e. Los descomponedores son organismos heterótrofos, y los productores, autótrofos. Además,
los descomponedores son indispensables en el ecosistema porque permiten la recirculación de la materia, mientras que los productores lo son porque incorporan al ecosistema
la materia orgánica y la energía.
f. Se diferencian en su complejidad, pues una trama trófica está conformada por dos o más
cadenas tróficas.
g. Los organismos carroñeros se alimentan de cadáveres, mientras que los detritívoros lo hacen
de desechos orgánicos o de pequeños restos de materia orgánica.
h. Un organismo se comporta como consumidor primario cuando se alimenta del productor,
mientras que lo hace como consumidor secundario cuando se alimenta del consumidor
primario.
3.
a. En el nivel de los productores, debido a que obtienen la energía directamente de la fuente,
sin intermediarios.
b. Se disipa como calor.
c. Según la ley de Lavoisier, la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma. De acuerdo
con esto, los elementos químicos de un ecosistema van circulando entre sus componentes
bióticos y abióticos formando distintas sustancias.
4.
a. Identifica la cantidad de materia orgánica acumulada en cada nivel trófico. Aunque suele
expresarse en términos de gramos o kilogramos de materia orgánica por unidad de área,
por ejemplo g/m2, en este caso, y por tratarse de un ecosistema acuático, la unidad es g/m3.
b. Fitoplancton.
c. Una biomasa pequeña de productores puede soportar una biomasa mayor de consumidores
si la tasa reproductiva de los primeros es mucho más alta.
140 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 202 a 211)
4
Sugerencias de inicio de lección
A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la última lección, poniendo énfasis en
las experiencias previas y en los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y
Trabaja con lo que sabes de la página 202.
Experiencias previas
Si es necesario complementar las actividades propuestas en la cápsula Para comenzar, puede emplear
alguna de las siguientes preguntas:
•
¿Cómo se imagina que era el ecosistema de esta región en la época prehispánica y hasta hace
un siglo?
•
¿Cuáles suponen que eran las principales actividades humanas que provocaron cambios en los
ecosistemas en el pasado?, ¿cuáles serán hoy en día?
Prerrequisitos (Debes recordar, página 202)
La actividad humana, como la sobrexplotación de una especie, puede causar la perturbación en un
ecosistema; cuando esto ocurre, no todos los organismos se ven afectados de igual manera o con la
misma intensidad. Por ejemplo, si una especie desaparece o disminuye notablemente su población,
los consumidores que se alimentan de ella no necesariamente serán afectados, ya que pueden existir
otras presas que les sirvan de alimento.
Si las perturbaciones sobre una red alimentaria son de baja intensidad, el ecosistema puede recuperarse.
Lo mismo sucede si el ecosistema presenta redes alimentarias más complejas o con mayor diversidad
de especies, ya que esto favorece un mayor número de opciones de traspaso de materia y energía.
Trabaja con lo que sabes (Página 202)
Sugerencias
Recuerde que esta actividad experimental se inició en la lección 1, por lo que en esta clase pida a sus
estudiantes que comuniquen al curso sus observaciones y respuestas a las preguntas.
Sugerencia de desarrollo de lección
A continuación, se presentan orientaciones para desarrollar la lección, haciendo hincapié en dar cuenta
de los errores frecuentes de los estudiantes, en presentar las respuestas esperadas de las actividades y
en disponer de actividades e información complementaria para enriquecer la lección.
Guía didáctica del docente 141
Actividad 10, Análisis (Página 206)
Respuestas esperadas
1.
a. Regiones de O’Higgins, Maule y Biobío.
b. Regiones de Aysén y Magallanes. Probablemente a su bajo desarrollo agroindustrial o al uso
de controles biológicos.
c. Las tres regiones mayormente afectadas tienen un alto desarrollo agroindustrial, sin los
plaguicidas la producción sería afectada por diferentes enfermedades y el ataque de insectos.
d. Las consecuencias más nocivas, producto del mal uso de estas sustancias, son malformaciones congénitas, enfermedades a la piel e intoxicaciones.
e. Combustible para motores de gasolina, metanol (alcohol metílico) e hidróxido sódico en
solución.
f. Puede encontrar información al respecto en el Manual de almacenamiento seguro de
sustancias peligrosas, publicado por la Seremi de Salud Región Metropolitana y disponible
en internet.
Actividad 11, Síntesis (Página 207)
Respuestas esperadas
1.
a. Las sustancias tóxicas se incrementan al subir el nivel, mientras que la energía disminuye.
b. El DDT comienza a ser transmitido a través de la cadena trófica.
c. En los consumidores cuaternarios (bioacumulación).
Minitaller, Valoración de la contaminación del agua (Página 209)
Sugerencias
Guíe a sus alumnos de manera que logren relacionar el efecto del aceite sobre la actividad fotosintética
y la consiguiente producción de oxígeno.
Información complementaria
Algunos derrames de petróleo ocurridos en nuestro país:
-
2009: Bahía Fildes, en la Antártica. Se constató la filtración de parte de los ocho mil litros de
diésel que una embarcación brasileña transportaba en sus estanques.
-
2013: Playa El Colorado, en Iquique. Se produjo la fuga del combustible por la rotura de una
tubería de una empresa de la zona.
-
2013: Caleta La Arena, en Los Lagos. Desde un camión embarcado en una barcaza cayeron
varios tambores derramando cerca de 200 litros de petróleo.
142 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Tratamiento de errores frecuentes
•
4
Para mejorar la comprensión de que nuestro país no está ajeno a los problemas ambientales
y que estos trascienden al ámbito ecológico, incluyendo efectos tanto en la salud como en la
economía, sugiera a los estudiantes desarrollar las actividades complementarias que se proponen
a continuación.
Actividades complementarias
Estas actividades permiten mejorar la comprensión acerca del efecto de las actividades humanas
en las cadenas tróficas.
Nivel comprensión
1. Escribe tres medidas que ayudarían a prevenir los efectos nocivos de la actividad humana
en los ecosistemas de tu región.
Nivel síntesis
1. Investiga por qué la merluza chilena fue considerada no apta para el consumo por la ONG
estadounidense Food & Water Watch. Luego, propón cuál podría ser la solución.
Solucionario de las actividades complementarias
Nivel comprensión
1. Guíe a los estudiantes en la identificación de las principales actividades humanas que se
desarrollan en la región. Luego, oriente la reflexión hacia cómo aminorar sus efectos.
Nivel síntesis
1. Oriente a los estudiantes en la búsqueda de información en Internet.
Sugerencias de cierre de lección
Tras concluir el análisis del contenido de la lección, guíe a sus alumnos para que identifiquen los tipos
de contaminantes y sus efectos, y cuáles pueden ser las medidas de prevención y de mitigación.
Luego, indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar
la lección…, para luego llevar a cabo una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus
respuestas.
Al finalizar la lección… (Página 211)
Sugerencias
Oriente a sus estudiantes utilizando como modelo la ilustración de la página 207.
Guía didáctica del docente 143
Respuestas esperadas de Evaluación intermedia
(Páginas 212 – 213)
Actividades
1.
a. PCB (bifenilos policlorados): son sustancias químicas nocivas. No son naturales, y se sintetizan
químicamente. Estas moléculas se utilizan como refrigerantes, fluidos hidráulicos y plastificantes
debido a sus características: resistencia al fuego, estabilidad, mal conductor eléctrico y baja
volatilidad a temperaturas normales.
b. Dioxinas: son productos tóxicos de la incineración de compuestos clorados y están en la lista
de los doce químicos más peligrosos. Esta sustancia además se libera de forma natural en
erupciones volcánicas e incendios forestales, pero en niveles tan mínimos que no alcanzan a
afectar al ecosistema. Sin embargo, luego de la industrialización, los niveles aumentaron y se
transformó en un tóxico de consideración. Una vez que las dioxinas ingresan al ecosistema,
son muy difíciles de eliminar, y una vez que se introducen en un organismo, se mantienen
en él durante mucho tiempo.
c. Plaguicidas: es cualquier sustancia orgánica o inorgánica que se emplea para combatir
organismos que perjudican la producción, elaboración, almacenamiento, transporte o
comercialización de productos agrícolas y madereros.
d. DDT: es un pesticida que se comenzó a usar masivamente en el mundo entre las décadas
de 1950 y 1960 para controlar al mosquito que transmite la malaria y para eliminar las plagas
de insectos que afectaban las plantaciones de alimentos. El DDT acumulado en los animales
tiene un efecto neurotóxico y provoca infertilidad, por lo que ha sido prohibido en la mayoría
de los países. En el caso de Chile, su uso está prohibido desde 1985.
e. Bioacumulación: es el aumento de la concentración de los tóxicos no degradables en los tejidos
de los organismos a medida que se avanza en las cadenas alimentarias. La acumulación se
produce porque estas sustancias son difíciles o imposibles de eliminar una vez que han sido
incorporadas por el organismo, y sus efectos son variables, pero siempre negativos.
f. Biorremediación: es el proceso que ocurre cuando un microorganismo se introduce especialmente
en un sistema para degradar un compuesto contaminante.
2.
a. Porque el conocimiento científico acerca de la toxicidad del arsénico fue aumentando, así
como las evidencias.
b. Hacer mediciones permanentes de una sustancia tóxica en el agua es importante para
asegurarse de que las personas no la están consumiendo en cantidades que puedan ser
nocivas para su organismo.
c. Si se generan leyes de protección y normativas al respecto, porque de lo contrario es
probable que no hubiera conciencia del daño y se privilegiaran intereses económicos.
144 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
3.
4
b. La gente ya no estaba observando águilas pescadoras adultas.
c. Como una industria cercana estaba derramando desechos tóxicos al agua, decidieron
investigar a todos los organismos que consumían esa agua.
d. Lo que está ocurriendo es una bioacumulación.
e. Los avistamientos de águilas pescadoras adultas disminuyeron porque la acumulación de
metales pesados aumentaba su mortalidad en edades previas a la edad reproductiva.
f. Para remediar el daño provocado en el ecosistema, se debería prohibir el vertimiento de
desechos tóxicos al agua, para lo cual la industria tendría que invertir en una planta de
tratamiento de aguas.
Guía didáctica del docente 145
Orientaciones para las páginas finales de la unidad
Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 214 y 215)
•
Antes de leer la síntesis, indíqueles a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las lecciones
de la unidad. Luego, pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno.
•
A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección, para
que complementen y mejoren lo que realizaron con anterioridad.
Solucionario de la evaluación final (Páginas 216 a 218)
1.
a. Los productores (zarzamora) obtienen energía a través de la síntesis de nutrientes mediante
el proceso fotosintético. Los consumidores, de los distintos niveles, obtienen su energía al
conseguir los nutrientes de los organismos de los cuales se alimentan.
b. Siete.
c. El sentido en que se transmite la materia y la energía entre los organismos.
2.
a. El pasto es el organismo autótrofo que transforma la energía solar en materia orgánica
susceptible de ser consumida por los demás organismos de la cadena.
b. Los productores obtienen energía mediante la fotosíntesis; los herbívoros, cuando se alimentan
de los vegetales; los carnívoros, cuando se alimentan de los herbívoros; y los descomponedores la
obtienen de los desechos y restos orgánicos tanto de los productores como de los consumidores
de distinto orden.
c. No es la misma. La energía que se transfiere de la mosca a la rana es mayor que la que
se transfiere desde la rana a los descomponedores, ya que la energía transferida va
disminuyendo al pasar de un nivel trófico a otro.
d. Productor: primer nivel trófico. Herbívoro: segundo nivel trófico. Carnívoro: tercer nivel trófico.
Descomponedor: es transversal.
e. Las flechas amarillas indican el sentido en el que se transfiere la energía desde el Sol y entre
los organismos. Las flechas anaranjadas representan la energía que se libera al ambiente en
forma de calor durante cada transformación y transferencia de energía.
f. La energía que no se transmite de un eslabón a otro es liberada por el ser vivo al ambiente
en forma de calor. Es por ello que al pasar de un nivel trófico a otro la energía siempre va
disminuyendo.
3. La pirámide B, porque la energía disminuye en esta a medida que subimos de nivel.
146 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
4.
4
a.
Consumidores terciarios 1,5
11 Consumidores secundarios
37 Consumidores primarios
Productores 809
b. La biomasa es mayor en los organismos productores y esta decrece a medida que aumenta
el nivel trófico.
c. Este tipo de pirámide solo podría ser invertida si una pequeña biomasa de productores
pudiera sustentar a una mayor biomasa de consumidores primarios, es decir, si es que el
productor fuera un organismo con una alta tasa de crecimiento poblacional comparada
con la de sus depredadores.
5. El proverbio chino “La agricultura es el arte de cultivar el sol”, hace alusión a que los vegetales
hacen fotosíntesis, transformando la energía solar en materia orgánica, la que pueden traspasar
a través de la cadena trófica a otros organismos.
6.
a. La energía que estará disponible para un depredador de la oruga es 100 calorías. Ingiere 600 cal.
Absorbe la mitad (300 cal). De lo que absorbe, gasta 2/3 (200) en respiración celular. El resto (100)
se transforma en materia orgánica disponible para su depredador.
b. Aproximadamente el 16 % de lo que la oruga consumió estará disponible para su depredador,
lo que se ajusta aproximadamente a la ley del 10 %.
7.
a. Que la cantidad de organismos decrece en el siguiente orden: fitoplancton, zooplancton,
peces grandes, peces pequeños y águilas. También muestra cómo el DDT se transmite y se
acumula de un nivel trófico a otro. El fenómeno se denomina bioacumulación.
c. El DDT es un pesticida volátil y liposoluble, lo que determina que se acumule en los tejidos
grasos y en los músculos de los animales; en el caso de los mamíferos, también en su leche.
El DDT acumulado en los animales tiene un efecto neurotóxico y provoca infertilidad.
d. A medida que decrece el número de organismos, la concentración de DDT se incrementa.
e. El DDT ha sido prohibido en la mayoría de los países, incluyendo Chile desde 1985.
8.
b. La especie más afectada por la contaminación es el pez 1.
c. La instalación de una planta de tratamiento de aguas sucias.
d. Porque de otra manera priman los intereses de corto plazo y los beneficios económicos.
Guía didáctica del docente 147
Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 219)
•
Pida a sus estudiantes que, de acuerdo a los puntos obtenidos, realicen las actividades que se
proponen.
•
La siguiente tabla muestra los puntajes sugeridos para cada pregunta, agrupadas según el
descriptor.
Descriptor
Pregunta (puntaje asociado)
1
1 (6) y 2 (12)
2
3 (4) y 4 (6)
3
5 (4) y 6 (4)
4
7 (10) y 8 (10)
Actividad 2
La materia circula por el ecosistema, pasando por sus componentes bióticos y abióticos. Los organismos
descomponedores ponen a disposición de los productores los materiales necesarios para que estos
sinteticen sustancias orgánicas.
Actividad 5
Debido a que el organismo utilizó parte de la energía con la que contaba y otra parte se disipó en el
ambiente.
Actividad 6
Del total de energía con la que cuenta un nivel trófico, solo un 10 % de este podrá ser transferido al
nivel siguiente. La siguiente imagen muestra la pirámide de energía que permite evidenciar la ley
del 10 %.
Consumidores terciarios
Aguilucho
Araña pollito
Langosta
Pasto
Consumidores secundarios
Consumidores primarios
Productores
Fuente: (Adaptación) Curtis, H. Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana, 2006.
148 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias
4
(Páginas 220 y 221)
Actividad 4.1
a. Las euglenas son ambos tipos de organismos: productores y consumidores. El que se
puedan alimentar de forma autótrofa y heterótrofa las hace organismos mejor adaptados y les
facilita su supervivencia.
Actividad 4.2
a.
Ratón
Zarzamora
b. No. Probablemente en verano e invierno sean diferentes las pirámides, ya que condiciones
como el cambio de temperatura y precipitaciones pueden provocar variaciones en el
número de individuos.
Actividad 4.3
La transferencia de energía en una cadena trófica va disminuyendo, la energía se disipa en el
proceso. En cambio en una celda solar la energía se acumula, lo que la hace más eficiente.
Actividad 4.4
a. El fenómeno de la bioacumulación.
b. Porque los tejidos adiposos de grandes mamíferos son buenos almacenadores de contaminantes lipofílicos.
Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 222 y 223)
•
Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones
y contenidos estudiados durante la unidad.
•
A continuación, invítelos a responder individualmente las preguntas de la sección Reflexiona y
opina, para que luego, organizados en grupos, discutan sus respuestas y opiniones.
•
Finalmente, organice una puesta en común del trabajo de sus alumnos.
Guía didáctica del docente 149
Material fotocopiable
Taller de ciencias
Obtención de datos de un ecosistema terrestre
Procedimiento
Materiales
Estacas o varillas para
señalización, cordel para
delimitar el área de trabajo,
calculadora, termómetros
de 0 °C a 100 °C, bolsas
y frascos de plástico de
diferentes tamaños, cinta
métrica, pala pequeña de
jardinería, regla, cinta de
enmascarar, balanza, estufa
(horno de cocina) y lápices
marcadores.
A. Delimitación del área de estudio
a. Junto con tu grupo de trabajo, delimita el área de estudio con las estacas
y el cordel. Procuren que esta sea representativa, es decir, que en el área
se encuentren representadas las características generales del ecosistema.
b. Con el fin de facilitar la elaboración de esquemas o mapas de localización
y distribución, construyan una cuadrícula en el área con el cordel, según
las dimensiones; por ejemplo, si se delimitó un área de 2 x 2 m, entonces
marcar cuatro cuadrículas de un metro de lado cada una.
C. Perfil del área
1. Definir el perfil del área consiste en determinar los estratos de vegetación y el
tipo de especies vegetales en la zona.
- Estrato de árboles con dosel a más de 20 m de altura.
- Estrato de árboles con dosel a menos de 20 m de altura.
- Estrato de arbustos con 1 a 3 m de altura.
- Estrato de herbáceas y otras plantas pequeñas.
- Cubierta vegetal del suelo (hojas, musgo o ramas).
2. Identifiquen las especies que corresponden a cada estrato numerándolas y
realicen un esquema con el perfil de la vegetación.
C. Densidad y abundancia
a. La abundancia es el número de individuos de una especie en el área y la
densidad corresponde a número de individuos por unidad de área.
b. La abundancia se obtiene del conteo directo de los árboles y arbustos
y en el caso de las herbáceas se tomarán áreas de 1 m2; para el conteo
deberán establecer categorías, por ejemplo hierbas de hojas anchas,
de hojas angostas, plantas que se cuentan por manchones (como los
pastos), plantas extrañas, entre otras.
c. En una tabla deberán anotar los resultados del conteo de cada especie
por lote (según el ejemplo, por cada área de 1 m2). Con los datos
registrados podrán calcular un promedio de individuos en los lotes de
muestra. Este resultado lo podrán extrapolar a toda el área de estudio.
d. La densidad la podrán obtener calculando el número de individuos de
cada especie por unidad de área, en este caso por 1 m2.
150 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
D. Temperatura
4
a. Deberán registrar la temperatura a la misma hora y a diferentes alturas: a nivel del suelo, a 5 cm
de profundidad, a 50 cm y a 1 m sobre el nivel del suelo.
E. Humedad del suelo
a. Recolecten una muestra de suelo de aproximadamente 0,5 kg y guárdenla en una bolsa de
plástico bien sellada.
b. En el laboratorio masen la muestra y luego sequen el materia en una estufa (o bien en un
horno durante dos horas)
c. Vuelvan a masar el material seco. La diferencia (agua evaporada) se considerará la humedad
del suelo.
F. Componentes de una trama alimentaria.
a. En el área de estudio identifiquen a los productores, consumidores primarios y consumidores
secundarios.
G. Pirámide de número y de biomasa
b. Cuenten el número de individuos de cada nivel trófico presentes en 1 m2, y con los datos
construyan una pirámide de número.
c. Masen un individuo promedio de cada nivel trófico y multipliquen este valor por el número
de individuos de ese nivel por m2. Con los datos elaboren una pirámide de biomasa.
Análisis y conclusiones
1. ¿Cuáles son los estratos vegetacionales presentes en el ecosistema?
2. ¿Existen especies que suelan encontrarse juntas?
3. ¿Hay especies que crezcan aisladas de las demás?
4. ¿Cuál es la o las especies dominantes en el ecosistema?
5. ¿La temperatura y la humedad del suelo influyen sobre la distribución de las especies?
6. ¿Qué interacciones entre las especies pueden desarrollarse?
7. Describan sus pirámides de número y de biomasa.
Guía didáctica del docente 151
Material fotocopiable
Ficha de refuerzo
1. A partir de la siguiente información, completa el esquema con los organismos y la cantidad de energía que
corresponde.
Organismo
Energía
Frutos de lingues
405 Kcal
Torcazas
40 500 Kcal
Peucos
Gatos domésticos
4 050 Kcal
C
A
B
D
E
F
G
2. Responde las siguientes preguntas:
a. Si tuvieras que agregar un herbívoro a esta cadena trófica, ¿dónde lo ubicarías?, ¿cuánta energía recibiría si
se come al productor?
b. ¿Por qué la energía disminuye en cada eslabón?
152 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
Ficha de ampliación
UNIDAD
Material fotocopiable
4
A partir del siguiente diagrama, que muestra el flujo de energía a través de una cadena alimentaria, responde las
preguntas planteadas.
Sol
Productor
30 000 Kcal
Consumidor
primario
3 000 Kcal
Consumidor
secundario
X Kcal
Descomponedores
Y Kcal
1. ¿Cuáles son los valores de X e Y?
2. ¿Qué porcentaje de la energía inicial recibe el consumidor secundario?
3. ¿Los descomponedores reciben una alta o baja cantidad de energía cuando participan en una cadena trófica?
Fundamenta tu respuesta.
4. Desde el punto de vista energético, ¿qué es más ventajoso para el ser humano: consumir alimentos vegetales
o animales?, ¿por qué?
Guía didáctica del docente 153
Material fotocopiable
Instrumento de evaluación
Nombre: ________________________________________________ Curso: 1° medio ___
Marca con una X la alternativa correcta.
1. ¿Cuál de estas cadenas tróficas es correcta?
A. Pasto Ò Águila Ò Sapo Ò Serpiente
B. Sapo Ò Serpiente Ò Lagartija Ò Águila
C. Grillo Ò Sapo Ò Gorrión Ò Águila
D. Grillo Ò Lagartija Ò Serpiente Ò Águila
E. Pasto Ò Grillo Ò Araña Ò Gorrión
2. En la cadena trófica: Alga Ò Lapa Ò Loco Ò Nutria,
si se presentan factores ambientales cuyas consecuencias hacen que desaparezca la población de locos,
la población de:
A. lapa disminuirá.
B. alga aumentará.
C. nutria aumentará.
D. lapa aumentará.
E. alga se mantendrá constante.
3. En las cadenas tróficas, el último eslabón recibe siempre:
A. mayor cantidad de energía que los eslabones anteriores.
B. mayor cantidad de energía que la captada por el primero.
C. menor cantidad de energía que la captada por el primero.
D. la misma cantidad de energía que la captada por el primero.
E. la misma cantidad de energía que los eslabones anteriores.
4. ¿Cuál de los eslabones de una cadena alimentaria debe presentar la mayor biomasa, a fin de mantener las
relaciones tróficas del ecosistema?
A. Productores.
B. Herbívoros.
C. Carnívoros.
D. Consumidores.
E. Descomponedores.
154 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
4
5. El siguiente gráfico es una pirámide ecológica y muestra las relaciones tróficas que hay en una comunidad.
Consumidores secundarios
Consumidores primarios
Productores
La alternativa que indica, respectivamente, el tipo de pirámide y el aumento que en ella se representa, es:
A. De biomasa – del peso seco en función del tamaño de los organismos.
B. De energía – del contenido de calorías, por la mayor velocidad de reciclaje.
C. De energía – las poblaciones de consumidores primarios y secundarios.
D. De número – de la cantidad de organismos, sin considerar la biomasa.
E. De energía – del peso seco en función del tamaño de la población.
6. ¿Cuál de los niveles tróficos posee mayor cantidad de energía en una pirámide de energía?
A. Consumidor primario.
B. Productores.
C. Consumidor terciario.
D. Consumidor secundario.
E. Dependerá del tipo de ecosistema del que se trate.
7. ¿Qué características es (son) siempre correcta(s) para las pirámides de biomasa?
I.
Los niveles inferiores siempre poseen mayor biomasa que los superiores.
II. Representan la cantidad de biomasa de cada nivel trófico en un instante determinado.
III. Su estructura es de una pirámide invertida.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y II
E. II y III
8. ¿Qué representan los rectángulos de una “pirámide de número”?
A. La cantidad de individuos en un determinado nivel trófico.
B. La biomasa de cada individuo en los distintos niveles tróficos.
C. El aumento de individuos en un determinado nivel trófico.
D. La cantidad de energía que se traspasa de un nivel trófico a otro.
E. El número de individuos que efectivamente son depredados en cada nivel trófico.
Guía didáctica del docente 155
Material fotocopiable
9. Si en una cadena alimentaria la energía disminuye al pasar de un nivel trófico a otro, ¿qué sucede con la
energía no utilizada?
A. Se transforma en materia.
B. Se disipa al ambiente como calor.
C. Se transforma en energía lumínica.
D. Se pierde en forma de energía química.
E. Se almacena en los restos de seres vivos.
10. En un ecosistema existe una gran cantidad de polillas que se alimentan de los brotes de árboles en
plantaciones de pino, destruyéndolos. Si en este ecosistema se introducen poblaciones de un insecto
depredador de la polilla herbívora, se puede esperar que:
A. la población de polillas aumente.
B. los insectos depredadores disminuyan.
C. la cantidad de pinos dañados baje.
D. las polillas herbívoras se extingan.
E. aumente la competencia entre las polillas.
11. Una industria arrojó a las aguas de un lago una sustancia contaminante. Transcurridas dos semanas, se
investigó el efecto de esta contaminación, obteniéndose los resultados de la tabla. ¿Cuál de las siguientes
conclusiones se sustenta, correctamente, a partir de los resultados?
Muestra
Agua
Fondo del lago
Gaviotas
Plantas acuáticas
Peces
Concentración de contaminante
(unidades arbitrarias)
5
20
3 000
300
1 000
A. Las diferentes tramas tróficas del lago fueron afectadas de igual forma.
B. El nivel de contaminación aumenta a través de las cadenas tróficas del lago.
C. La contaminación observada en los consumidores se debió a la ingesta de agua.
D. Los consumidores primarios del lago son los más afectados por la contaminación.
E. La sustancia contaminante se encuentra solo en los elementos bióticos del ecosistema.
156 Unidad 4: Materia y energía en los ecosistemas
UNIDAD
4
Tabla de especificaciones
Área: Biología
Curso: 1º medio
Nombre de la unidad: Materia y energía en los ecosistemas
Objetivos de la unidad
Contenidos
Habilidad
Ítem
Clave
Criterios y niveles de logro
Flujo y
transferencia
de materia y
energía en una
cadena trófica.
Comprender
Comprender
Conocer
Comprender
1
2
3
4
E
D
C
A
Logrado: 3 o 4 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 2 ítems
correctos.
Analizar
Conocer
5
6
D
B
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Analizar
Comprender
Conocer
7
8
9
A
A
B
Logrado: 2 o 3 ítems correctos.
Bioacumulación
de sustancias
Describir el impacto de
tóxicas en
la bioacumulación de
cadenas y
sustancias químicas tóxicas tramas tróficas.
Comprender
en cadenas y tramas y
Estrategias de Comprender
conocer estrategias de
prevención de este tipo de prevención de la
contaminación
contaminación.
por sustancias
tóxicas.
10
11
C
B
Logrado: 2 ítems correctos.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Identificar el flujo y
transferencia de materia
y energía en una cadena
trófica y las diferencias en
sus formas de obtención.
Transferencia de
Explicar la transferencia
energía entre
de energía entre distintos
distintos niveles
niveles tróficos en términos
tróficos en
de su eficiencia.
términos de su
eficiencia.
Explicar y construir
diferentes pirámides
tróficas.
Pirámides
tróficas.
Por lograr: 0 a 1 ítem correcto.
Guía didáctica del docente 157
Banco de preguntas
Unidad 1 La célula
1.
Respecto de la teoría celular, ¿cuál(es) de las
siguientes alternativas es (son) correcta(s)?
I.
II.
La célula es la unidad morfológica y funcional
de los seres vivos así como el átomo lo es de
la estructura química.
4.
¿Cuál de las siguientes opciones establece
correctamente la relación entre una de las etapas de
la respiración celular y el lugar donde se realiza?
A. Glicólisis – matriz mitocondrial.
B. Fosforilación oxidativa – citoplasma.
C. Formación de acetil CoA – citoplasma.
Toda célula proviene de una prexistente.
D. Fosforilación oxidativa – matriz mitocondrial.
III. El término célula se debe al zoólogo Schwann
por su observación del protoplasma.
E. Síntesis de ATP – membrana mitocondrial
interna.
A. Solo I
B. I y II
5. El citoesqueleto es un sistema dinámico que
permite a las células que componen un tejido:
C. I y III
A. degradar sustratos para obtener energía.
D. II y III
B. formar vesículas de almacenamiento de
nutrientes.
E. I, II y III
2. El aparato de Golgi participa en la:
I. secreción de glucoproteínas.
II. secreción de la pared celular en vegetales.
III. formación de lisosomas.
A. Solo I
B. Solo II
C. I y III
D. II y III
E. I, II y III
3. ¿Cuál de las siguientes alternativas señala
la correspondencia entre macromolécula y
constituyente básico?
A. Ácido nucleico – nucleósido y fosfato.
B. Glucógeno – glucosa y fructosa.
C. Proteína – monosacárido.
D. Glicéridos – maltosa y ácidos grasos.
E. Celulosa – galactosa y glucosa.
158 Banco de preguntas
C. contraerse sincrónicamente y producir un
movimiento.
D. obtener energía para el movimiento del
organismo del que son parte.
E. recibir señales extracelulares, procesarlas y
enviarlas al medio intracelular.
6. En relación con la envoltura nuclear, ¿cuál es la
alternativa incorrecta?
A. La membrana nuclear se continúa con el
complejo de Golgi.
B. Está formada por dos membranas.
C. Posee ribosomas adheridos en la cara externa.
D. Posee complejos de poros que involucran a
las dos membranas.
E. Sufre daño si es tratada con detergentes a
nivel experimental.
Banco de preguntas
7.
Sobre el retículo endoplasmático liso (REL), se
puede afirmar correctamente que:
I.
participa en la hidrólisis del glucógeno.
II.
p osee enzimas que par ticipan en la
detoxificación de algunas moléculas orgánicas.
III. participa en la síntesis de fosfolípidos cuyo
destino pueden ser las propias membranas
del REL.
A. Solo I
B. Solo II
C. I y III
D. II y III
E. I, II y III
8. ¿Cuál es la estructura que carece de membrana?
A. Aparato de Golgi.
B. Ribosoma.
C. Peroxisoma.
D. Lisosoma.
E. Cloroplasto.
9.
La respiración aeróbica es un conjunto de
reacciones químicas que extraen la energía de los
alimentos. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones
es (son) verdadera(s)?
I.
En la matriz mitocondrial ocurre el ciclo de
Krebs, en él se usa O2 y glucosa, y se genera
H2O.
II. La glicólisis ocurre en el citoplasma, no
consume O2 y tiene como productos ácido
pirúvico y ATP.
III. La cadena respiratoria se lleva a cabo en
las mitocondrias, usa O2 como aceptor de
hidrógenos y produce H2O.
IV. La formación de acetil-CoA ocurre en el
citoplasma y consume CO2 y NADH.
A.
B.
C.
D.
E.
I y II
I y III
II y III
I, II y IV
I, II, III y IV
10. Se marcan los carbonos del CO2 consumidos por
una planta durante el día. El(los) compuesto(s)
formado(s) por la planta puede(n) aparecer en:
I.
la glucosa.
II.
el almidón.
III. la maltosa.
A. Solo I
B. Solo II
C. I y II
D. II y III
E. I, II y III
11. Entre las funciones de las proteínas en el
organismo se cuentan:
I.
servir de capa aislante del calor.
II.
transportar hormonas en la sangre.
III. ser señales entre las células del organismo.
IV. participar en la síntesis de nuevas moléculas.
A. I y II
B. III y IV
C. I, II y III
D. II, III y IV
E. I, II, III y IV
12. Una de las propiedades de las enzimas es la
especificidad en su acción. Esta característica se
debe a que:
A. actúan a temperatura y pH óptimos.
B. siempre poseen un cofactor metálico.
C. su estructura molecular es de origen proteico.
D. posee un sitio activo al cual se unen los
sustratos.
E. su composición química es análoga a la del
sustrato.
Guía didáctica del docente 159
Banco de preguntas
13. Un extracto obtenido de un tejido tiene una
importante actividad enzimática. Se le hicieron
una serie de estudios a la enzima y los resultados
fueron los siguientes:
pH óptimo 2.
temperatura óptima 36,5 ° C.
se activa en presencia de medio ácido.
en contacto con almidón, el polisacárido
queda intacto.
El origen del tejido es:
•
•
•
•
A. el hígado.
B. el páncreas.
C. la mucosa gástrica.
D. la glándula salival.
E. la mucosa del intestino delgado.
14. Existen tipos de células que no poseen un núcleo
delimitado y, por tanto, su material genético está
disperso en el citoplasma. Es muy probable que
estas células también carezcan de:
17. ¿Cuál de las siguientes funciones no se relaciona
con los carbohidratos?
A. Constituir hormonas.
B. Formar la pared celular.
C. ser combustible celular.
D. Ser reserva de nutrientes en vegetales.
E. Formar los nucleótidos.
18. Dos ejemplos de lípidos saponificables
corresponden a los fosfolípidos y a los
triglicéridos. Al respecto, se puede señalar que los
primeros:
A. se utilizan como reserva energética.
B. son ácidos grasos insaturados.
C. actúan como aislante térmico.
D. constituyen las vitaminas A, D y K.
E. forman las membranas celulares.
19. ¿A qué corresponde la estructura terciaria de una
proteína?
A. ribosomas.
A. Al orden de los aminoácidos.
B. mitocondrias.
B. A la unión de diferentes cadenas peptídicas.
C. material genético.
D. metabolismo propio.
E. membrana plasmática.
15. ¿Cuál de las siguientes estructuras celulares se
encuentra presente solo en células animales?
A. Centríolo.
B. Lisosoma.
C. Vacuola.
D. Mitocondria.
E. Ninguna de las anteriores.
16. Una de las características que diferencian al
cloroplasto de la mitocondria corresponde al
hecho de:
C. A la capacidad de las proteínas de
desnaturalizarse.
D. A la configuración tridimensional de la
proteína.
E. A la disposición espacial de dos o más cadenas
de aminoácidos.
20. Entre las características del citoplasma de las
células eucariontes se encuentra:
I.
ser el ambiente donde se producen diferentes
procesos metabólicos.
II.
contener organelos celulares.
III. regular la entrada de sustancias a la célula.
IV. contener el material genético.
A. poseer ADN.
A. I y II
B. poseer una doble membrana.
B. II y III
C. efectuar procesos de tipo metabólico.
C. I, II y IV
D. contener pigmentos.
D. I, III y IV
E. encontrarse en células vegetales.
E. I, II, III y IV
160 Banco de preguntas
Banco de preguntas
Unidad 2 Especialización y transporte celular
1.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones acerca del
modelo de mosaico fluido de la membrana
celular es o son correctas?
4. ¿Cómo se denomina la proteína integral de la
membrana plasmática que se fija directamente
a las proteínas de la matriz extracelular y a las del
citoesqueleto?
A. Conexinas.
I.
Los lípidos de una membrana están en
constante movimiento.
B. Colágeno.
II.
Las proteínas insertas en los lípidos pueden
moverse y desplazarse entre ellos.
D. Proteoglucanos.
III. Las cabezas polares de los fosfolípidos se
orientan hacia las caras interna y externa de
la membrana.
C. Integrinas.
E. Elastina.
5. ¿Qué característica corresponde al fenómeno de
la osmosis?
A. Solo I
A. Requiere grandes cantidades de energía.
B. Solo II
B. Es el movimiento de solutos a favor del
gradiente de concentración.
C. I y II
C. Ocurre desde un medio de mayor
concentración de solutos a uno de menor
concentración.
D. II y III
E. I, II y III
2. La incorporación de partículas sólidas al interior
de la célula se realiza por:
D. Permite la lisis celular, si el medio extracelular
es hipertónico.
A. fagocitosis.
E. Corresponde al movimiento del agua a través
de la membrana.
B. pinocitosis.
C. excreción.
D. exocitosis.
6. ¿Cuál de las siguientes sustancias se mueve por
difusión facilitada?
A. Oxígeno.
E. secreción.
B. Iones pequeños.
3. Son funciones de la membrana plasmática:
C. Agua.
I.
II.
mantener la integridad de la célula.
regular el transporte de sustancias que salen
de la célula.
III. formar vesículas.
IV. sintetizar fosfolípidos.
V. diferenciar el medio interno de la célula de su
medio externo.
A. I y II
B. II, III y IV
C. II, IV y V
D. I, II, III y V
E. I, II, III, IV y V
D. Proteínas.
E. Dióxido de carbono.
7.
En relación con el mecanismo de transporte
activo a través de la membrana plasmática, se
puede señalar que:
A. ocurre en contra
concentración.
del
gradiente
de
B. se utilizan las proteínas de la membrana
plasmática.
C. puede transportarse más de una sustancia a
la vez.
D. se degrada la molécula de ATP.
E. Todas las anteriores.
Guía didáctica del docente 161
Banco de preguntas
8. ¿Qué sustancias pueden salir de la célula por el
mecanismo de exocitosis?
9.
12. La célula especializada en la defensa de nuestro
cuerpo es:
A. Proteínas.
A. eritrocito o glóbulo rojo.
B. Bacterias.
B. leucocito o glóbulo blanco.
C. Ion potasio.
C. trombocito o plaqueta.
D. Glucosa.
D. fibrinógeno.
E. Calcio.
E. Ninguna de las anteriores.
¿Cuál de las siguientes opciones constituye una
semejanza entre los procesos de respiración
celular y fotosíntesis?
13. El modelo de mosaico fluido de la membrana
celular fue propuesto por:
A. Virchow.
A. Ambos son procesos catabólicos.
B. Margulis.
B. Son dependientes de la energía lumínica.
C. Singer y Nicholson.
C. Se realizan en el mismo organelo celular.
D. Efectúan una cadena de transporte de
electrones.
E. Utilizan la misma molécula aceptora de
electrones.
10. En relación con el proceso de diferenciación celular,
se puede afirmar que:
I.
II.
ocurre en células totipotenciales.
requiere la participación de genes reguladores
de la expresión génica.
III. corresponde al proceso en que células
especializadas se convierten en células
troncales o madres.
IV. ocurre solo durante el desarrollo embrionario.
A. I y II
B. III y IV
C. I, II y III
D. I, III y IV
E. II, III y IV
11. ¿Cuál de las siguientes moléculas ingresa a las
células epiteliales de las vellosidades intestinales
por difusión simple?
D. Watson y Crick.
E. Schleiden y Schwann.
14. Se tienen dos soluciones separadas por una
membrana semipermeable como lo presenta el
esquema, la solución A tiene una concentración al
1 % de sacarosa y la solución B una concentración
al 3 % de sacarosa:
Nivel
Solución A
Solución B
Membrana semipermeable
Al pasar un período de tiempo, se debe esperar
que:
I.
la solución A aumente su concentración.
II.
la solución B aumente su volumen.
III. la solución A pierda agua.
IV. la solución B disminuya su concentración.
A. Solo IV
B. I y II
A. Micelas de ácidos grasos.
C. II y III
B. Glucosa.
D. I, III y IV
C. Agua.
E. I, II, III y IV
D. Aminoácidos.
E. Colesterol.
162 Banco de preguntas
Banco de preguntas
15. Los fosfolípidos forman las membranas celulares,
organizándose en una doble capa, orientando su
extremo apolar hacia la matriz membranosa y el
extremo polar hacia el medio externo e interno
de la célula. Esta organización:
I.
II.
18. ¿Cuál de los siguientes componentes de la
membrana plasmática impide el paso de iones?
A. Bombas.
B. Glucocálix.
obedece al carácter anfipático de las
moléculas.
C. Receptores.
otorga carácter selectivo a la membrana
celular.
E. Canales iónicos.
III. el extremo polar otorga compatibilidad con el
agua externa e interna a la membrana celular.
D. Bicapa lipídica.
19. ¿Cuál de los siguientes fenómenos de transporte
produce un aumento de la superficie de la
membrana plasmática?
A. Solo I
A. Exocitosis.
B. Solo II
B. Pinocitosis.
C. Solo III
C. Fagocitosis.
D. I y III
D. Difusión facilitada.
E. I, II y III
E. Transporte activo mediado por bombas.
16. De acuerdo a las propiedades emergentes en
los niveles de organización de procariontes y
eucariontes, es posible afirmar que:
20. En una solución hipotónica:
I.
una célula vegetal experimenta plasmólisis.
II.
una célula animal estalla.
A. los procariontes llegan solo a formar tejidos.
III. una célula vegetal experimenta turgencia.
B. solo los eucariontes forman tejidos, órganos y
sistemas.
A. Solo I
B. Solo II
C. solo los eucariontes son considerados células.
C. Solo III
D. los procariontes poseen sistemas más sencillos
de órganos.
E. los eucariontes poseen mayor complejidad
enzimática.
17. Dentro de las estructuras de la membrana
plasmática que participan en el transporte activo
se encuentran:
D. I y II
E. II y III
Unidad 3 Fotosíntesis
1.
A. los fosfolípidos.
Los carotenoides son pigmentos de color rojo
debido a que reflejan longitudes de onda
correspondientes al color:
B. el colesterol.
A. verde.
C. las proteínas de membrana.
B. rojo.
D. los poros nucleares.
C. amarillo.
E. los glucolípidos.
D. violeta.
E. azul.
Guía didáctica del docente 163
Banco de preguntas
2. ¿Cuál es la función de la clorofila presente en los
cloroplastos de las células vegetales?
5. ¿Cuál(es) de los siguientes órganos presentes en
las plantas pueden realizar fotosíntesis?
A. Captar energía lumínica que será utilizada en
la fotosíntesis.
B. Absorber la longitud de onda del color verde
para la fotosíntesis.
I.
Raíz.
II.
Tallo.
III. Hoja.
A. Solo I
C. Transformar la energía lumínica a la longitud
de onda del color verde.
B. Solo II
D. Eliminar el exceso de energía lumínica que no
será utilizada en la fotosíntesis.
C. I y III
E. Eliminar la energía lumínica de la luz con
longitud de onda del color verde.
E. I, II y III
3. ¿Cuál es la importancia de los autótrofos en un
ecosistema?
D. II y III
6. Si debido a un experimento se bloquea la
apertura de los estomas, ¿qué procesos se verán
afectados directamente?
I.
Fabrican moléculas inorgánicas.
I.
Fotosíntesis.
II.
Transfieren energía lumínica a los heterótrofos.
II.
Respiración celular.
III. Transforman la energía solar en energía
química.
III. Captación de sales minerales.
A. Solo I
A. Solo I
B. Solo II
B. Solo II
C. Solo III
C. Solo III
D. I y II
D. I y II
E. II y III
4. ¿De dónde proviene el CO2 utilizado en la
fotosíntesis?
A. Del suelo.
B. Del agua.
C. Del aire.
D. De la glucosa.
E. Del oxígeno.
164 Banco de preguntas
E. II y III
7.
¿De dónde proviene el oxígeno liberado durante
la fotosíntesis?
A. De la glucosa formada en la planta.
B. Del agua captada por las raíces de la planta.
C. Del dióxido de carbono captado del aire.
D. De la degradación de moléculas de clorofila.
E. De las sales minerales obtenidas por la planta.
Banco de preguntas
8. Si una planta es mantenida en la oscuridad
durante un mes, ¿qué procesos se verían
afectados?
I.
La síntesis de glucosa.
II.
La fijación del carbono.
III. Las reacciones dependientes de luz.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. II y III
E. I, II y III
9. ¿Cuál(es) de los siguientes factores limitan la
fotosíntesis en los cactus de la zona norte de
Chile?
I.
Agua.
II.
Luz.
11. Las siguientes afirmaciones referidas a las
estructuras de los vegetales y al proceso de
fotosíntesis son correctas, excepto:
A. los estomas se encuentran en el mesófilo de
la hoja.
B. la membrana tilacoidal se encuentra en el
interior del cloroplasto.
C. en la fotosíntesis se transforma la energía solar
en energía química.
D. la clorofila es un pigmento de gran importancia
para el proceso de fotosíntesis.
E. el floema es el haz vascular que transporta
nutrientes fotosintéticos hacia tejidos de
reserva.
12. Durante la fase dependiente de la luz o
fotoquímica, ¿en qué estructura(s) ocurre la
fotólisis del agua?
I.
En el fotosistema I.
III. Temperatura.
II.
En el fotosistema II.
A. Solo I
III. En el estroma del cloroplasto.
B. Solo II
A. Solo I
C. Solo III
B. Solo II
D. I y II
C. Solo III
E. I y III
D. I y II
10. ¿Qué se entiende por productividad primaria
bruta?
A. La biomasa que fotosintetizan los productores.
E. II y III
13. Los productos finales de la fotosíntesis se utilizan
para:
B. La energía solar que se ocupa en la fotosíntesis.
I.
C. La medida de la tasa de asimilación de energía
de los productores.
la producción de energía destinada a la propia
planta.
II.
D. La biomasa que se traspasa entre los diferentes
organismos de una cadena alimentaria.
la formación de nuevos componentes
estructurales.
III. material de reserva de la planta.
E. La energía que utilizan los consumidores
primarios y secundarios.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y III
E. I, II y III
Guía didáctica del docente 165
Banco de preguntas
14. Si un pez es introducido en un recipiente con
agua y una elodea (planta acuática), este no
moriría porque la actividad fotosintética de la
planta contrarresta:
I.
la disminución de CO2.
II.
la disminución de O2.
17. ¿De qué sustancias se forma la molécula de
glucosa producida en la fotosíntesis?
A. Hidrógenos del agua, y el carbono y el
oxígeno del CO2.
B. Oxígeno e hidrógeno del agua y el carbono
del CO2.
III. el aumento de O2.
C. Hidrógeno del agua y el oxígeno del CO2.
IV. el aumento de CO2.
D. ATP y el oxígeno del CO2.
A. Solo III
E. ATP, y el carbono y el oxígeno del CO2.
B. Solo IV
C. I y II
D. II y IV
E. II y III
15. ¿Qué hecho(s) ocurre(n) en la fase clara de la
fotosíntesis?
I.
Los electrones de la clorofila saltan a un nivel
energético mayor.
II.
Se reduce el dióxido de carbono a glucosa.
18. De las siguientes opciones, ¿cuál(es) es (son)
correcta(s)?
I.
La quimiosíntesis es realizada por organismos
consumidores.
II.
U n a d i f e r e n c i a e nt r e f o to s í nte s is y
quimiosíntesis es la fuente de energía utilizada.
III. Las bacterias quimiosintéticas pueden
constituir la base de una cadena trófica.
IV. Los organismos autótrofos obtienen energía a
partir de una fuente externa.
III. La formación del oxígeno.
A. I y III
IV. El bombeo de protones hacia el espacio
tilacoidal.
B. II y IV
A. Solo I
B. Solo II
C. II y III
D. III y IV
E. I, III y IV
16. Los reactantes de la fotosíntesis son:
A. CO2 y glucosa.
C. I, II y IV
D. II, III y IV
E. I, II, III y IV
19. Entre los diferentes factores que se relacionan con
la tasa fotosintética se encuentra la concentración
atmosférica de gases. Al respecto, es correcto
señalar que la fotosíntesis aumenta cuando:
A. los estomas se encuentran cerrados.
B. H2O y glucosa.
B. la concentración de CO2 en los cloroplastos es
alta.
C. CO2 y H2O.
C. ocurre el proceso de fotorrespiración.
D. ATP y NADPH.
D. la concentración de O2 es mayor que la de CO2.
E. O2 y glucosa.
166 Banco de preguntas
E. las células vegetales se encuentran a altas
temperaturas.
Banco de preguntas
20. El efecto invernadero es uno de los principales
problemas ambientales de la actualidad. Al
respecto, ¿cuáles de las siguientes situaciones son
causas de este fenómeno?
I.
El uso de combustibles fósiles.
II.
El fenómeno de calentamiento global.
III. La desforestación de selvas como la Amazonía.
IV. La actividad de centrales termoeléctricas.
V.
La destrucción de la capa de ozono.
A. I, III y IV
B. II, IV y V
C. II, III y IV
D. I, III, IV y V
E. Todas son correctas.
Unidad 4 Materia y energía en los ecosistemas
1.
En una cadena trófica, el primer eslabón puede ser:
2. Según la siguiente cadena alimentaria:
Hortaliza
A. el búho puede alimentarse directamente de
hortalizas.
B. la presencia de detritívoros hace que la
cadena se vuelva cíclica.
C. el búho, en condiciones de escasez de presas,
tiende a comer menos.
D. los organismos participan de tramas
alimentarias, que estabilizan el ecosistema.
E. los búhos poseen reservas energéticas que
son utilizadas en esta situación.
3. Si un heterótrofo A es consumido por un
heterótrofo B y este, a su vez, es consumido
por un heterótrofo C; se puede asegurar que el
organismo A es:
una planta.
A. consumidor.
II.
un productor.
B. productor.
III. un heterótrofo.
C. herbívoro.
A. Solo I
D. carnívoro.
B. Solo II
E. carroñero.
D. Solo I y III
E. I, II y III
Búho
Si por algún motivo disminuyera drásticamente
la población de ratones colilargos, los búhos no
morirían por falta de alimento debido a que:
I.
C. Solo I y II
Ratón colilargo
4. Dentro del impacto del ser humano sobre el
ecosistema está la deforestación. Al respecto,
se estima que a nivel mundial se pierden
diariamente 20 000 hectáreas de bosques. ¿Qué
consecuencias puede tener esta acción?
I.
Elimina productores de la cadena trófica.
II.
Aumenta la cantidad de CO2 en la atmósfera.
III. Pone en peligro de extinción a especies
vegetales y animales.
A. Solo II.
B. Solo I y II.
C. Solo I y III.
D. Solo II y III.
E. I, II y III.
Guía didáctica del docente 167
Banco de preguntas
5. Una consecuencia directa del sobrepastoreo, la
tala de árboles y la sobrexplotación de tierras
agrícolas es:
A. la desertificación.
8. ¿Qué sucede con los organismos de una trama
alimentaria, si por acción humana se reduce el
número de consumidores secundarios de esta
comunidad?
B. el calentamiento global.
C. la extinción de especies.
D. la eliminación de residuos líquidos.
El número de descomponedores decrece
dramáticamente.
A. Solo I
B. Solo III
A. autótrofos.
C. I y III
B. niveles tróficos.
D. II y IV
C. consumidores primarios.
E. I, II, III y IV
D. productores.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones referidas a
una trama alimentaria es correcta?
II.
IV. El núm ero de pro duc tores aum enta
fuertemente.
6. Las especies que utilizan como fuente de
nutrientes a los organismos fotosintéticos se
denominan:
7.
Los consumidores primarios aumentan.
III. Los consumidores terciarios disminuyen.
E. la emisión de óxidos de azufre a la atmósfera.
E. quimiosintéticos.
I.
Las preguntas 9 y 10 se refieren a la siguiente trama
trófica, correspondiente a un ecosistema terrestre. Los
organismos presentes en esta trama se representan
con letras.
A. Es equivalente a una cadena alimentaria.
A
B. No se consideran los carroñeros.
C. El número de especies de productores debe
ser menor a la de consumidores.
D
D. Una especie determinada puede ocupar más
de un nivel trófico.
B
C
E. Ocurre una transferencia de materia y energía
desde los consumidores a los productores.
E
9.
¿Cuál de los siguientes organismos es productor?
A. A
B. C
C. E
D. B
E. D
168 Banco de preguntas
Banco de preguntas
10. ¿Cuál de los siguientes organismos es depredador
tope?
13. Entre los factores que disminuyen la biodiversidad
de los ecosistemas, se encuentran:
A. A
I.
la contaminación.
B. C
II.
la actividad industrial.
C. B
III. la erosión de los suelos.
D. E
IV. la desforestación causada por incendios.
E. D
V.
11. En relación con las pirámides de masa y energía,
es(son) correcta(s):
las variaciones estacionales de temperatura.
A. I y IV
B. II, III y IV
I.
La biomasa de los productores siempre es
mayor que la de los consumidores primarios.
C. III, IV y V
II.
La energía de los productores siempre es
mayor que la de los consumidores primarios.
E. I, II, III, IV y V
III. La energía aumenta a medida que se avanza
en cada nivel trófico.
A. Solo I
B. Solo II
C. Solo III
D. I y III
E. II y III
12. Por efecto de la bioacumulación, ¿en qué
organismos será más alta la concentración de un
tóxico, como el DDT?
A. Trigo.
B. Manzano.
C. Ratón colilargo.
D. I, II, III y IV
14. ¿Cuál(es) de los siguientes factores tiene(n) efectos
negativo(s) sobre un ecosistema?
I.
El crecimiento explosivo de la población
humana.
II.
La descarga de residuos humanos sobre ríos,
lagos y el mar.
III. El aumento de las tierras de labranza en
detrimento del bosque nativo.
A. Solo I
B. Solo II
C. I y II
D. I y III
E. I, II y III
D. Chinita.
E. Serpiente.
Guía didáctica del docente 169
Banco de preguntas
15. En Chile, una de las principales medidas de
conservación y protección de la naturaleza es el
establecimiento de áreas silvestres protegidas.
Entre los objetivos de la implementación de esta
medida se encuentran:
I.
impedir la entrada de personas a estas zonas
protegidas.
II.
prohibir la caza y captura de las especies que
habitan en estas áreas.
III. recuperar el número de ejemplares de
especies vulnerables.
IV. promover el uso racional de la flora y fauna
presente en las zonas protegidas.
A. I y II
B. III y IV
C. II y IV
D. I, II y III
E. Todas son correctas.
16. En un ecosistema agrícola existe una gran
cantidad de polillas que se alimentan de
los brotes de árboles en plantaciones de
pino, destruyéndolos. Si en este ecosistema
se introducen poblaciones de un insecto
depredador de la polilla herbívora, se puede
esperar que:
A. la población de polillas aumente.
18. En relación con la cantidad de energía disponible
en cada nivel trófico, ¿qué tipo de organismos
tendrá la menor población en un ecosistema?
A. Consumidores terciarios.
B. Productores.
C. Consumidores secundarios.
D. Consumidores primarios.
E. Herbívoros.
19. En los ecosistemas marinos pueden darse pirámides de biomasa invertidas, esto se debe a que:
A. los consumidores primarios son muy eficientes
en la captura de alimento.
B. los productores tienen una alta tasa de
renovación.
C. los descomponedores se encuentran en
mayor número que en ambientes terrestres.
D. en el agua la luminosidad y los nutrientes son
prácticamente ilimitados.
E. las cadenas tróficas no superan los tres
primeros niveles tróficos.
20. ¿A qué nivel de organización biológica
corresponde la siguiente caracterización: “Nivel
formado por grupos de organismos de diferentes
especies que se relacionan unos con otros en un
ambiente y tiempo determinado”?
B. los insectos depredadores disminuyan.
A. Organismo.
C. la cantidad de pinos dañados baje.
B. Especie.
D. las polillas herbívoras se extingan.
C. Comunidad.
E. aumente la competencia entre las polillas.
D. Ecosistema.
17. ¿Qué tipo de organismos son imprescindibles en
un ecosistema?
I. Productores.
II. Consumidores.
III. Descomponedores.
A. Solo I
B. Solo II
C. I y II
D. I y III
E. I, II y III
170 Banco de preguntas
E. Población.
Solucionario Banco de preguntas
Claves Unidad 1
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
1
B
6
A
11
D
16
D
2
E
7
D
12
D
17
A
3
A
8
B
13
C
18
E
4
E
9
C
14
B
19
D
5
C
10
E
15
A
20
A
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
1
E
6
B
11
C
16
B
2
A
7
E
12
B
17
C
3
D
8
A
13
C
18
D
4
C
9
D
14
E
19
A
5
E
10
A
15
E
20
E
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
1
B
6
D
11
A
16
C
2
A
7
B
12
B
17
A
3
E
8
E
13
E
18
D
4
C
9
A
14
D
19
B
5
E
10
C
15
E
20
A
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
Ítem
Clave
1
C
6
C
11
B
16
C
2
D
7
D
12
E
17
D
3
A
8
C
13
D
18
A
4
E
9
A
14
E
19
B
5
A
10
B
15
B
20
C
Claves Unidad 2
Claves Unidad 3
Claves Unidad 4
Guía didáctica del docente 171
Índice temático
A
Acilglicéridos, 32
Actividades complementarias, 16, 20, 23, 27, 28, 31, 34, 57,
63, 67, 92, 96, 99, 105, 119, 124, 128, 135
Acuaporinas, 17
ADN, 18, 20, 26, 54, 55
Alimento, 30
Alteraciones del transporte de membrana, 62
Amensalismo, 27
Aparato de Golgi, 21
Aprendizajes esperados en relación con los OFT, 9, 49, 85,
113
B
Bebidas isotónicas, 66
Bibliografía de referencia, 12, 52, 88, 116
Bioacumulación, 136, 139
Biomasa, 109
Biomoléculas, 54
Biorremediación, 136
Biósfera, 78, 92
C
Cadena alimentaria, 92, 112, 121
Camilo Golgi, 17
Capilaridad, 31
Célula, 8, 14, 16, 17, 20, 23, 27, 28, 31, 34
Céridos, 36
Clorofila, 101, 102, 109
Cloroplastos, 14, 26, 27, 28, 40, 54
Comensalismo, 27
Competencia, 27
Comunidad, 78
Contenidos mínimos obligatorios, 9, 49, 85, 113
D
DDT, 136
Depredación, 27
Derrames de petróleo, 134
Dioxina, 136
172 Índice temático
E
Ecosistemas, 22, 78, 84, 925, 104, 119, 124, 128, 135
Errores frecuentes, 15, 19, 23, 27, 30, 33, 55, 60, 66, 70, 91,
96, 99, 104, 119, 122
Estomas, 101, 102, 113
Evaluación final, 37, 73, 109, 138
Evaluación intermedia, 29, 36, 64, 72, 101, 107, 132, 136
Experiencias previas, 14, 18, 22, 26, 30, 33, 54, 59, 65, 69, 90,
95, 98, 103, 118, 121, 127, 133
F
Fotosíntesis, 109
Fotosíntesis en plantas acuáticas, 99
Fotosistema, 101
G
Grana, 101
H
Habilidades de pensamiento científico, 9, 49, 85, 113
I
Importancia de las plantas para el mantenimiento de la
vida en la Tierra, 92
Información complementaria, 17, 20, 24, 27, 32, 34, 56, 62,
66, 92, 93, 96, 99, 105, 119, 122, 130, 134
Información genética, 18, 21, 36
Instrumento de evaluación, 44, 80, 116, 144
J
Joseph Priestley, 90
L
Lisosoma, 21
Ley de Boyle, 25
Ley de Charles, 25
Ley de conservación de la energía, 25, 118
Ley de Lavoisier, 134
Ley de los gases ideales, 25
Ley del 10 %, 129
Lynn Margulis, 17
M
R
Material fotocopiable, 42, 78, 112, 142
Material genético, 14, 37
Me evalúo, 38, 75, 110, 140
Memebrana plasmática, 14, 18, 20, 21, 24, 54, 59, 60
Mesososmas, 20
Metabolismo de Hatch-Slack, 96
Mitocondrias, 26, 27, 28
Modelo de encaje inducido, 34
Monosacáridos, 36
Mutualismo, 27
Reacción química, 33
Relaciones interespecíficas, 27
Retículo endoplasmático liso, 21
Retículo endoplasmático rugoso, 21
Ribosomas, 21
N
Niveles de organización, 78
Niveles tróficos, 121, 128
Núcleo, 21
Núcleoide, 118
O
Objetivos de la unidad, 13, 47, 53, 53, 83, 89, 119, 147
Objetivos fundamentales, 8, 48, 84, 112
Organelos, 20, 23
Orientaciones curriculares, 8, 48, 84, 112
P
Parasitismo, 27
PCB, 136
Peter Agre, 17
Plaguicida, 136
Planificación de la unidad, 10, 50, 86, 114
Población, 78, 124
Polisacáridos, 22, 36
Prerrequisitos, 12, 14, 18, 22, 26, 30, 33, 52, 54, 59, 65, 69, 88,
90, 95, 98, 103, 116, 118, 121, 127, 133
Propiedades moleculares del agua, 31, 65
Productividad primaria, 109
Propiedades emergentes, 122
Propósito de la unidad, 8, 48, 84, 112
Protocooperación, 27
S
Santiago Ramón y Cajal, 17
Síntesis de la unidad, 37, 73, 109, 138
T
Taller de ciencias, 41, 77, 113, 142
Tejido conectivo, 157
Tejido epitelial, 157
Tejido meristemático, 156
Tejido muscular, 157
Tejido nervioso, 73, 157
Tejidos fundamentales, 156
Tejidos vasculares, 156
Teoría, 15
Teoría atómica, 25
Teoría celular, 16, 17
Teoría cinético molecular, 25
Teoría endosimbiótica, 27, 39
Theodor Schwann, 17
Tilacoide, 109
Trama trófica, 124
Transpiración y condiciones ambientales, 93
V
Vacuola, 54
X
Xilema, 101
Z
Zona habitable, 119
Q
Quimiosíntesis, 24
Guía didáctica del docente 173
Bibliografía
Documentos oficiales
•
Unidad de Currículum y Evaluación (2009). Objetivos Fundamentales y Contenidos Mínimos Obligatorios de la
Educación Media y Básica. Ministerio de Educación, Santiago, Chile.
•
Unidad de Currículum y Evaluación (2011). Programa de estudio para Primer Año Medio. Ministerio de Educación,
Santiago, Chile.
Libros
•
Alberts, B., Bray, D., Lewia, J., Raff, M., Roberts, K., y Watson, J. (2004). Biología molecular de la célula (4a ed.).
Barcelona: Ediciones Omega.
•
Alonso, M. (2004). Actividades prácticas y de laboratorio para biología. México: McGraw-Hill Interamericana Editores.
•
Audesirck, T. y Audesirck, G. (2008). Biología. La vida en la Tierra (8a ed.). México: Prentice Hall Internacional/Pearson
Educación.
•
Begon, M., y colaboradores. (1996). Ecology, individuals, populations and communities (3a ed.). Oxford: Blackwell
Science.
•
Brewer, R. (1998). The science of ecology (2a ed.). USA: Saunders College Publishing.
•
Cooper y Hausman. (2005). La célula (5a ed.). Madrid: Editorial Marbán.
•
Curtis, H., y otros. (2000). Biología (6a ed.). Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Dajoz, R. (2001). Tratado de ecología (2a ed.). España: Ediciones Mundi-prensa.
•
Dick, W. & Carey, L. (1985). The systematic design of instruction. Scott, Foresman and Company, second edition.
•
Fuentes, E. (1989). Ecología: introducción a la teoría de poblaciones y comunidades. Santiago: Ediciones Universidad
Católica de Chile.
•
Hernández, R. (1997). Metodología de la investigación. México: McGraw Hill.
•
Jaksic, F.M. (1997). Ecología de los vertebrados de Chile. Santiago: Ediciones Universidad Católica de Chile.
•
Krebs, C. (1986). Ecología. Análisis experimental de la distribución y abundancia (3a ed.). Santiago: Ediciones Pirámide
S.A.
•
Lodish, H., Berk, A. y otros (2003). Biología celular y molecular (4a ed.). Madrid: Editorial Médica Panamericana.
•
Nelson, D. y Cox, M., Leningher. (2000). Principles of biochemestry (3a ed.). New York: Worth Publishers.
•
Odum, E. (1986). Fundamentos de ecología (1a ed.). México: Interamericana.
•
Pianka, E. (1982). Ecología evolutiva. Barcelona: Ediciones Omega.
•
Prenafeta, S. (2011). Diccionario científico. Santiago: Ediciones Radio Universidad de Chile.
•
Purves, W. (2009). Vida. La ciencia de la biología (8a ed.). Buenos Aires: Médica Panamericana.
•
Solomon, E., Berg, L., Martín, D., et col. (2001). Biología. México DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
•
Spotorno, A. E., Hoecker, G. (editores). (1993). Elementos de biología celular y genética (2a ed.). Santiago: Fondo de
Desarrollo Docente, Vicerrectoría académica, Universidad de Chile.
•
Tenbrink, T. (2006). Evaluación. Guía Práctica para Profesores. Narcea, S.A. de Ediciones, Madrid, España.
•
Unidad de Currículum y Evaluación (2008). Evaluación para el aprendizaje: Educación básica primer ciclo. Ministerio
de Educación, Santiago, Chile.
•
Villagrán, M., y otros. (1996). Ecología de los bosque nativos de Chile. Santiago: Editorial Universitaria.
174 Bibliografía
Solucionario fichas de refuerzo y ampliación
Ficha de refuerzo (Página 42)
1. Los seres vivos se relacionan con el medioambiente que los rodea, pueden reproducirse y alimentarse gracias a un
sistema de materia organizado.
2. Las plantas pueden producir su propio alimento mediante la siguiente reacción bioquímica, denominada fotosíntesis:
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
3. Las sales minerales son biomoléculas inorgánicas. Los iones de calcio (Ca2+) participan en la coagulación de la sangre y
en la contracción muscular, además de ser componentes fundamentales de los huesos. Los iones de sodio (Na+) y de
potasio (K+) son responsables del funcionamiento de las células nerviosas.
4.
Biomoléculas orgánicas
Funciones
Ejemplos
Carbohidratos
Lípidos
Fuente principal de energía
Reserva energética
Sacarosa
Ácidos grados
Ácidos nucleicos
Proteínas
Información genética
Estructural
Ácido desoxirribonucleico
Colágeno
5. Célula animal: A. Retículo endoplasmático liso. B. Núcleo. C. Nucléolo. D. Aparato de Golgi. E. Peroxisomas.
F. Centríolo. G. Lisosoma.
Célula vegetal: A. Núcleo. B. Nucléolo. C. Retículo endoplasmático liso. D. Vacuola. E. Cloroplasto.
F. Mitocondria. G. Aparato de Golgi. H. Lisosoma. I. Pared celular.
Ficha de ampliación (Página 43)
1. Bioelementos primarios: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre. Bioelementos secundarios: calcio,
sodio, potasio, magnesio, cloro, hierro, yodo. Oligoelementos: boro, bromo, cobre, flúor, manganeso, silicio.
2. a. Los esteroides son un tipo de compuestos orgánicos derivados del núcleo del pentanohidrofenanteno o
esterano que se compone de carbono e hidrógeno formando cuatro anillos fusionados. Los esteroides
más característicos son los esteroles, los ácidos biliares y las hormonas esteroidales.
b. Si los niveles de colesterol en la sangre se elevan se produce una hipercolesterolemia. Está demostrado que las
personas con niveles de colesterol muy altos tienen el doble de riesgo de sufrir un infarto de miocardio que
aquellas con niveles bajos.
3. a. i. Carbohidrato (monosacárido). ii. Proteínas (aminoácido). iii. Lípido (esteroide). iv. Ácido nucleico (ADN).
b. El compuesto i, que es un monosacárido y el compuesto ii, que es un aminoácido.
c. El compuesto iv es una molécula de ADN, cuya función es almacenar y transmitir la información hereditaria.
Ficha de refuerzo (Página 78)
Las ilustraciones solicitadas pueden ser como las siguientes:
Guía didáctica del docente 175
Ficha de ampliación (Página 79)
4. a. i. Célula muscular (miocito). ii. Célula nerviosa (neurona).
b. Las formas de las células están en directa relación con la función biológica que desempeñan, y es parte del proceso
de adaptación biológica de los seres vivos.
c. Las células musculares adoptan esta forma porque tienen la posibilidad de contraerse y relajarse, lo que permite
que un organismo, como el cuerpo humano, pueda moverse. Las neuronas, por su parte, transmiten impulsos
nerviosos a lo largo del cuerpo, por lo que sus formas se adaptan para lograr conectarse con otras neuronas.
2. a. V. b. F. c. V. d. F. e. F. f. V.
Ficha de refuerzo (Página 114)
a. El color verde se debe a la presencia de clorofila, ya que, debido a su composición química, la clorofila puede disolverse
en alcohol.
b. El lugol sirve para identificar polisacáridos como el almidón que se almacena en las hojas, es por ello que al agregar
lugol la hoja cambia de color, tornándose oscura.
c. En las hojas verdes el lugol identificó la presencia de almidón, en cambio, en las hojas de color blanco o amarillas, no
identificó la presencia de almidón.
d. La diferencia se debe a la presencia o no de almidón en las hojas, debido a la participación de la clorofila en la reacción
de fotosíntesis.
e. Respuesta sujeta a la hipótesis planteada por los estudiantes.
Ficha de ampliación (Página 115)
a. Las plantas del recipiente 3 poseen mayor productividad.
b. La PPN se calcula así, debido a que se quiere establecer la productividad alcanzada en los 10 días en condiciones
normales de luz. Aquellas plantas mantenidas en oscuridad no realizaron fotosíntesis, pero sí respiración celular.
c. Este resultado está sujeto a las dimensiones de los recipientes utilizados por los estudiantes y las masas obtenidas con
las plantas.
d. Respuesta sujeta a la hipótesis planteada por los estudiantes.
Ficha de refuerzo (Página 152)
1. A. Frutos de lingues. B. Torcazas. C. Peucos. D. Gatos domésticos. E. 40.500 Kcal. F. 4.050 Kcal. G. 405 Kcal.
2. a. Un herbívoro debe estar al nivel de la torcaza, como un consumidor primario. La energía que recibiría
equivaldría al 10 % de la energía almacenada en los productores.
b. Cuando la energía se traspasa de un eslabón a otro de la cadena alimentaria, gran parte de ella se pierde como
calor.
Ficha de ampliación (Página 153)
1. El valor de X es 300 Kcal y el valor de Y es 30 Kcal.
2. Recibe el 1 % de la energía inicial.
3. Reciben una baja cantidad de energía, debido a que solo aprovechan los residuos dejados por los organismos muertos.
4. La enorme cantidad de energía que presentan los productores se explica en gran parte por su enorme densidad
poblacional. Sin embargo, al comparar la energía disponible de un vegetal con la de un animal, estos últimos aportan
más kilocalorías. Por ejemplo, 100 g de espinacas aportan 32 Kcal, en cambio 100 g de carne de asado de tira aportan
401 Kcal.
176 Guía didáctica del docente