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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA COORDINACIÓN DE FORMACIÓN BÁSICA COORDINACION DE FORMACIÓN PROFESIONAL Y VINCULACIÓN UNIVERSITARIA PROGRAMA DE UNIDADES DE APRENDIZAJE POR COMPETENCIAS I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN 1. Unidad Académica: _______FACULTAD DE CIENCIAS_________________________________________________ 2. Programa de estudio: (Técnico, TSU, Licenciatura) LICENCIATURA EN BIOLOGIA 4. Nombre de la Unidad de Aprendizaje: 6. HC: _2 3. Vigencia del plan: 2008­1 EVOLUCIÓN _____________________________ 5. Clave: _______ HL_____ HT___3__ HPC_____ HCL_____ HE _2__ CR___7___ 7. Ciclo Escolar: 2008­1 8. Etapa de formación a la que pertenece: __TERMINAL_____ 9. Carácter de la Unidad de Aprendizaje: Obligatoria ____X_____ Optativa ____________ 10. Requisitos para cursar la Unidad de Aprendizaje: ____GENÉTICA DE POBLACIONES Y CUANTITATIVA_______ Formuló: Fecha: CARLOS MÁRQUEZ BECERRA 15 DE JUNIO DE 2007 VoBo. __________________________ Cargo: __________________________
II. PROPÓSITO GENERAL DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE El propósito es examinar, analizar, sintetizar y evaluar los mecanismos de la evolución de las especies, haciendo énfasis en los procesos evolutivos que modifican a los individuos y las poblaciones; de manera tal que permitan al estudiante comparar y evaluar los modelos propuestos para la evolución de la especies y en el nivel superior a especie. Además los procesos evolutivos se analizan y explican en términos de los conceptos generados por ciencias como la Biología Celular y Molecular, la Genética, la Ecología, la Paleontología y la Biogeografía, lo que hace necesario establecer las relaciones existentes entre los diferentes niveles de organización y complejidad de la vida como son los fenómenos moleculares, celulares, individuales, poblacionales, ecológicos y biogeográficos. Con estas bases teóricas, sumadas a los conocimientos adquiridos por medio de prácticas y ejercicios realizados con especies de plantas y animales, el alumno será capaz de diseñar estrategias de manejo y conservación de poblaciones y especies tanto silvestres como domesticadas. III. COMPETENCIA (S) DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Analizar, sintetizar y evaluar los mecanismos que originan y son los causales de la evolución de las poblaciones y las especies, mediante exposiciones de seminarios y prácticas individuales, en equipos y en grupo. Todo ello llevará al estudiante a ser una persona competente en cuanto a tener un buen criterio de los procesos de la evolución biológica y ubicará a la evolución como una las partes centrales de la Biología contemporanea y por lo tanto de su carrera profesional. IV. EVIDENCIA (S) DE DESEMPEÑO Aplicar los conocimientos adquiridos en el diseño y realización de ejercicios y experimentos evolutivos con las plantas y animales. Asi también demostrará la conceptualización e interpretación clara y precisa mediante la presentación de reportes escritos y de seminarios.
V. DESARROLLO POR UNIDADES Unidad I Presentación del curso e introducción a la Evolución Competencia: Analizar y evaluar la importancia de la teoría evolutiva en el desarrollo de las ciencias biológicas y las relaciones que con ellas ha logrado; asi como establecer los principios básicos de la teoría evolutiva y sus vinculaciones con el entorno social y económico. Contenido Duración 1. Presentación del curso y sus contenidos. 2. Relaciones de la evolución con otras materias 3. La evolución y el entorno social. 2 horas Unidad II Desarrollo de la teoría evolutiva Competencia: , sintetizar y valorar los avances logrados por los evolucionistas a lo largo de últimos dos siglos. También ponderar el desarrollo de los fundamentos de la teoría evolutiva dentro de su contexto histórico y social Contenido Duración 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Los primeros evolucionistas Aspectos históricos de Lamarck, Darwin y Wallace. La teoría darwinista. Las Leyes de Mendel y el Darwinismo El origen de la teoría de la mutación. La teoría sintética de la Evolución y sus protagonistas. La teoría neutralista y su controversia con la teoría sintética. La teoría evolutiva a finales del siglo XX y principios del XXI
4 HORAS Unidad III Origen y evolución celular Competencia: , Sustentar el principio de que la evolución biológica tiene como antecedentes los procesos de evolución química y prebiológica. Así mismo explicar de manera fundamentada que los planteamientos religiosos acerca del orígen divino de la vida es frágil y que se basan en principios de Fé y no en la ciencia. Contenido 1. Las teorías sobre el orígen de la vida. Aspectos históricos. 2. Experimentos acerca de la evolución prebiológica.. 3. Evidencias fósiles de las primeras células. 4. La evolución metabólica en las células procariontes. 5. El origen de las células eucariontes y algunas hipótesis. 6. Evidencias fósiles de las células eucariontes mas antiguas. 7. El origen de los seres pluricelulares Duración 9 horas Unidad IV Los mecanismos de la Evolución Competencia: , Comprender, analizar y sintetizar cada una de las fuerzas mas importantes de la teoría evolutiva. También comparar sus características individuales y sus interacciones para ubicar sus diferencias, fortalezas y debilidades. Asi mismo, analizar y evaluar el contexto histórico en que surgen los conceptos, las hipótesis nuevas y sus controversias con las tradicionales o mas establecidas.
Contenido 1. Conceptos fundamentales ( población, especie, adaptación). 24 horas 2. La adaptación como producto de la interacción de las fuerzas evolutivas. 3. El modelo matemático básico de la adaptación. 4. Los modelos de la estructura genética de las poblaciones, sus orígenes históricos y ejemplos hipotéticos y reales. 5. La mutación y la recombinación intragénica e intergénica como causas de la variación. 6. La recombinación, ligamientos equilibrados y desequilibrados y su papel en la evolución. 7. Implicaciones evolutivas de las variación nucleotídica, génica, cromosómica y fenotípica. 8. Mecanismos mutacionales de la evolución génica y cromosómica. 9. La evolución de los genomas: ejemplos de plantas y animales. 10. La migración como fuerza que hace evolucionar las poblaciones. 11. La hibridación intraespecífica e interespecífica. 12. El mestizaje en humanos y la evolución de las poblaciones. 13. La selección natural y artificial. 14. Diferentes tipos de selección natural. 15. El tamaño de la población y sus consecuencias evolutivas. 16. El principio de fundación. 17. La deriva genética: ejemplos clásicos y experimentales. 18. Apareamientos al azar y apareamiento no aleatorios 19. La teoría neutralista de la evolución, sus controversias con la seleccionista y un análisis de la situación actual. 20. La evolución molecular en las poblaciones. 21. Ejemplos de análisis de secuencias de aminoácidos y de de nucleótidos. 22. Los relojes moleculares
Duración Unidad V Las especies y los mecanismos de la especiación Competencia: , Comparar, discutir, sintetizar y evaluar los conceptos de especie mas citados en la literatura. Asi mismo seleccionar de manera fundamentada cual es el concepto mas apropiado para ser aplicado en casos reales. Además, distinguir, explicar, clasificar y evaluar los fundamentos de los mecanismos de la especiación en plantas y animales Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1El orígen histórico de los conceptos de especie. Los conceptos tipológico, biológico, ecológico y evolutivo. Mecanismos de aislamiento reproductivo: pre y postcigótico. Modelos de especiación. El papel de la hibridación en la especiación. Especies regionales y nacionales endémicas, amenazadas y en peligro de extinción. 7. Filogenias cromosómicas y moleculares de especies. 8. Ejemplos de los árboles moleculares de especies
Duración 12 horas Unidad VI Macroevolución y el origen de las categorías taxonómicas superiores a especie. Competencia: , Analizar y estimar el valor que poseen los conceptos mas utilizados en macroevolución y establecer las comparaciones y las relaciones que la temática de macroevolución tiene tanto en el contexto de este curso como en el de materias que antes hubiese acreditado, entre las que destacan Paleobiología, Zoología y Botánica Contenido Duración 1. 2. 3. 4. Conceptos fundamentales: cladogénesis, convergencia, divergencia, etc. Sistemas de clasificación. Categorías taxonómicas, ejemplos y algunos de sus fundamentos. Modelos en macroevolución: adaptativos, no adaptativos, genéticos, Equilibrio puntuado. 5. Las controversias y alcances de cada modelo. 6. Filogenias clásicas y su complementación con las filogenias moleculares y cromosómicas
12 horas VI. ESTRUCTURA DE LAS PRÁCTICAS No. de Práctica Competencia(s) Descripción 1. Diseñar y realizar un experimento sobre Hacer preparaciones de microesferas y autoorganización de la materia. pseudocélulas, en donde se analiza su comportamiento frente a agentes químicos y físicos, se evalúa su crecimiento, división y estabilidad en el tiempo. 2. Demostrar que los caracteres adquiridos no Seleccionar dos lineas de Brassica de son heredables en dos lineas de Brassicas ciclo corto: una normal y la otra de ciclo corto. mutante tipo roseta. Se siembran las semillas, se trabaja toda la practica en cámara ambiental con iluminación y temperatura controlada. Se toman datos cada tercer día acerca de crecimiento de las estructuras y cuando hay maduración y producción de flores entonces se poliniza hasta obtener semillas y se repite el ciclo. Las mutantes tipo roseta recibirán en el primer ciclo de Material de Apoyo Microscopio, micrómetro, porta y cubreobjetos DNA, RNA, proteinas, lípidos y polisacáridos. HCl, NaOH, otros. Fuente de Luz UV, mechero de gas, microondas. Fotomicroscopio y rollo fotográfico Cámara ambiental, Semillas normales y del mutante enano tipo roseta. Celdas de germinación, cajas de plástico como depósitos de agua. Fertilizante y sustratos. Tijeras, reglas de plástico blando milimétricas Duración 3 horas 3 horas y tiempo adicional fuera de clases
crecimiento un tratamiento con ácido giberélico que las hará crecer, en el segundo no 3 Preparar palillos de polinización y realizar Es una continuación de la práctica #2, Polinizaciones y analizar el fenómeno de en donde se adquieren los coevolución entre plantas y animales. conocimientos prácticos y teóricos del fenómeno de la polinización cruzada y se adquieren destrezas manuales y habilidades de observación de órganos sexuales en plantas 4 Describir, clasificar, analizar y explicar los polimorfismos en las conchas de la almeja Protothaca grata en una población. Se escoge una muestra aleatoria de 100 conchas de la almeja Protothaca grata del Golfo de California y cada equipo agrupará a las conchas de acuerdo con cualidades que cada equipo discutirá previamente. Estas cualidades en general son: color, distribución del color en patrones en cada valva, simetría y asimetrías de las ornamentaciones y el color. Se hacen clasificaciones, se analizan e interpretan en términos de las fuerzas de la evolución. Se confrontan los resultados de cada Abejas completas muertas y deshidratadas. Palillos largos de madera o de plástico. Pegamento no tóxico. Estuche de disección. Instructivo que contenga esquemas de anatomía de flores y de abejas. 100 conchas 8 cartulinas pequeñas o charolas de disección. Calculadora 4 marcadores de colores, lápiz y papel. 3 horas tiempo extra­ clase 3 horas
y 5. Evaluar y analizar la capacidad de los seres humanos como depredadores. Establecer si existen diferencias de género y de edad en cuanto a la capacidad de depredación. d) Evaluar si existen diferencias en la capacidad de depredación cuando se utiliza sólo el sentido del tacto y cuando se utiliza vista y tacto. e) Analizar la valoración estética y económica que se asigna a los polimorfismo en conchas 6. a) Establecer cuales son los tipos de polimorfismos cualitativos y cuantitativos en una población de Isópodos terrestres. b) Representar sen gráficas y en términos percentiles sus frecuencias. c) Determinar el valor de la selección en dos rasgos fenotípicos distintos. equipo. Se escogen 250 conchas de almeja Protothaca grata y se colocan en una caja de arena y grava de aprox. 0.5cm de diámetro. Cada uno de los integrantes del equipo irá turnándose para ejecutar cada uno de los roles siguientes: de pescador, de clasificador de polimorfismos y de anotador de datos. Terminando todos los equipos se toman fotocopias de los datos de cada uno y se pasarán al resto de equipos de esta forma cada equipo tendrá para realizar el análisis y el reporte los datos de 20 o mas personas. Se utiliza una caja con una cubierta de tierra húmeda en donde se colocan 4 refugios de piedras y hojarazca en las esquinas. En el centro de la caja se colocan 50 isópodos terrestres, que un integrante del equipo tratará de atrapar a la mayor velocidad posible. Otro participante cuidará que no se escapen los organismos y uno mas llevará un registro de cada organismo capturado y los separará en tubos. Se tomarán 4 o 5 características fenotípicas de cada organismo con la 250 valvas pegadas 1 caja de grava­ arena humedecida Cuestionario o forma para ser llenado durante el trabajo. Cubeta con agua Reloj con segundero 6 recipientes de plástico o charolas de disección. Un juego de fotografías de referencia de los polimorfismos. Calculadora 50 isópodos terrestres de una especie. Una charola grande o caja que contenga una cubierta de tierra húmeda. Cronómetro. Estereoscopio 1 gradilla 50 tubos de ensaye marcados. 3 horas 3 horas
finalidad de establecer correlaciones 5 cajas de Petri entre éstas y la tasa de selección (o de Charola grande captura). con hielo Balanza analítica Objetos para la captura como: cucharas de plástico, tenedores, vasos. 7 8. a) Identificar mutaciones somáticas y variaciones fenotípicas no mutacionales en cactáceas. b) Conocer y aplicar criterios para distinguir a las variaciones mutacionales de las variaciones ambientales y propias del estado de desarrollo. c) Realizar un análisis de variaciones en un jardín botánico o en el campo de acuerdo a los criterios desarrollados en los objetivos a y b. Se hace una introducción a las variaciones de orígen mutacional y se presentan los criterios para distinguirlas de las ambientales y de las del desarrollo. De ser posible se emplean ejemplares vivos o de herbario. Una vez establecidas las bases teóricas y despejadas las dudas con organismos, se puede hacer una visita a un jardín botánico o se realiza una excursión a un sitio en donde existan cactáceas, como mamilarias, opuntias, y otros grupos. In situ se realiza la práctica de observación, clasificación de variaciones y su análisis en términos de frecuencias de cada tipo de variación por grupo taxonómico Objetivos: Para alcanzar los objetivos a) Establecer si existen diferencias entre Es necesario sexar las moscas y Drosophila melanogaster silvestres y separarlas en grupos de 20 individuos. mutantes en la selección y adquisición También se hace una separación en de alimento. dos grupos de edades: uno que sea de b) Determinar si el sexo de las moscas es moscas jóvenes de menos de 48 horas Instructivo Ejemplares vivos de mamilarias 3 horas mounstrosas Y de opuntias con modificaciones Fenotípicas Cuaderno de notas de campo Cámara fotográfica Y rollo a color Cinta métrica regla en cm Lineas silvestres y mutantes de fácil observación: ebony, yellow, curly, otras. Un frasco con tres 3 horas
un factor que favorezca el éxito durante la competencia por alimento. c) Establecer si la edad de las moscas es un factor que afecte la competitividad por el alimento de edad y otro con moscas de 8 a 12 días. Las moscas se colocan en recipiente de cristal con tres salidas que se prolongan con mangueras de plástico hasta alcanzar los tubos que contienen alimento, una fruta por tubo. salidas por cada experimento 3 mangueras de 0.5 m. regla 3 tubos de ensaye por experimento 3 frutas distintas cronómetro o reloj 9. Inducir poliploidías en plantas Brassicas, analizar el desarrollo de los grupos testigo y experi­ mentales y explicar los resultados en términos de la mutación y selección. Escoger 2 o 3 especies de Brassicas para realizar la práctica. Se exponen lotes de 100 semillas a cada tratamiento con colchicina. Germinar las semillas y transplantar cuando las plántulas tengan 5cm, crecer en el invernadero y llevar registros de desde la germinación hasta que las plantas sean maduras. 10. (a) Establecer las relaciones evolutivas posibles entre cuatro especies con diferentes cariotipos. (b) Explicar los mecanismos mutacionales que condujeron a los distintos cariotipos. En este ejercicio se presentan cuatro cariotipos distintos de especies relacionadas y por equipo, se hacen los cariotipos, se establecen los números diploide y fundamental. Se marcan con flechas los posibles rearreglos estructurales y los cambios en el número de cromosomas. Se Semillas de mostaza, mostacilla, repollo, col de Bruselas y otras. Cajas de Petri para los tratamientos. Solución de colchicina al 1% Charolas de germinación. Cámara ambiental. 50 macetas por equipo Invernadero 4 Cajas de Petri Una por cariotipo 4 cariotipos Tijeras y goma 3 marcadores 4 cartoncillos blancos tamaño cuartilla 3 horas y tiempo extraclase durante 2 meses. 3 horas
11. establecen las rutas evolutivas posibles. Demostrar como ocurre la selección sexual Se realiza con dos lineas de D. y determinar cual sexo es el que melanogaster, una silvestre y la otra selecciona. cuerpo amarillo. Se separan machos y hembras recién eclosionados en dos tubos con alimento fresco. Esta actividad se hace previa a la práctica. El día del experimento se hacen combinaciones de machos y hembras, cuerpo normal y amarillo en proporciones distintas y como controles se hacen tubos con proporciones iguales. Es necesario registrar los individuos que se aparean y las frecuencias. Hacer gráficas. 12. Observar, analizar y explicar como ocurre Este práctica se realiza en una salida al la selección direccional. campo para observar y recabar datos relativos a la formación de clinas con poblaciones de plantas. En esta región es posible estudiar las poblaciones de jojoba que se encuentra en la costa, el desierto y la sierra Juárez. 13 (a) Realizar un experimento de selección artificial con plantas o animales de ciclo corto. (b) Analizar y explicar los factores involucrados en este fenómeno; así como Esta práctica puede realizarse con mostacillas silvestres o de lineas cultivadas y también con zacates. Con animales puede ejecutarse con moscas Drosophila. 50 moscas de cada sexo de cada una de las dos lineas. Frascos de cultivo de moscas. Cámaras de observación. Estereoscopio. 2 Pinceles Eter Recipiente con hielo. Tabla de registros de apareamiento. Banderillas para marcar transectos. Cuerdas de 50m o de 100m marcadas cada metro. Cinta métrica de madera, doblabe de 5m o cinta de metal Cuaderno de notas Cámara fotográfica 100 Organismos experimentales. Soluciones de sales o de insecticidas a 3 horas 2 días 3 horas para montar el experi­mento y trabajo extraclase
los posibles experimentos aplicados a otras En plantas se puede trabajar el especies, que son susceptibles de fenómeno de la tolerancia a la salinidad trabajarse en la región. o a metales como el cobre. En moscas es posible estudiar la tolerancia a insecticidas 14 (a) Realizar un ejercicio con modelos computacionales donde Interaccionen: mutación, selección y eficiencia biológica. (b) Valorar la utilidad de los modelos para el estudio de problemas teóricos y prácticos. Consiste en utilizar software específico por ejemplo Stella Que los estudiantes aprenderán a utilizar en un aula de cómputo. Se harán interactuar conceptos como son: tasas de supervivencia y fertilidad, junto con mutación, selección y eficiencia biológica. probar. Recipientes experimentales: charolas de germinación y macetas para las plantas y frascos de cultivo para las moscas Computadora PC IBM compatible Pentium III o mas grande. Software STELLA durante semestre 3 horas
el VII. METODOLOGÍA DE TRABAJO El profesor y los alumnos presentan temas, se participará activamente en las discusiones por equipo y de grupo, tanto en las sesiones teóricas como prácticas. La práctica de campo será necesaria para detectar y abordar ejemplos de fenómenos evolutivos. Se incluyen prácticas de modelaje en computadora. VIII. CRITERIOS DE EVALUACIÓN La evaluación se realizará de acuerdo con los lineamientos establecidos en los reglamentos de la UABC, en particular en lo referente a asistencias y derechos a presentar exámenes. Se califican tres exámenes parciales que representan el 50 % de la calificación final, la realización de prácticas y sus reportes que deberán ser entregados una semana después de haberse realizado cada práctica constituyen el 30%, la práctica de campo ya sea cercana o distante al campus y su reporte es 10% y otro 10 % será calificado por la presentación de un artículo de manera formal y utilizando los instrumentos de una buena exposición.
IX. BIBLIOGRAFÍA Básica Complementaria 1. Freeman, S y Herron, J.C. 2001. Evolutionary Analysis. Prentice Hall, Londres. 2. Stearns, S.C. y Hoekstra, R.F. 2005. Evolution. Oxford University Press, Oxford 3. Ridley, M.(Ed.) 1997. Evolution. Oxford Univ. Press, Oxford. 4. Sober, E. (Ed.) 1994. Conceptual Issues in Evolutionary Biology. MIT Press, Cambridge, Mass. Nei, M. y Kumar, S. 2000. Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford University Press, Oxford. . Ayala, F.J. 1997. La Teoría de la Evolución. Temas de Hoy,. Madrid