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Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS Enunciado de evaluación Obj. E.6.5 Explique cómo la selección de la pareja puede llevar a desarrollar rasgos exagerados. 3 E.6.6 Indique que los animales presentan variaciones rítmicas en su actividad. 1 E.6.7 Resuma dos ejemplos que ilustren la importancia adaptativa de los patrones de comportamiento rítmico. 2 Notas para el profesor Un ejemplo de esto son las plumas de la cola del pavo real. Entre los ejemplos se pueden incluir las variaciones de la actividad diurna del hámster, el desove simultáneo de los corales o el comportamiento reproductivo estacional de los ciervos. Opción F: Los microbios y la biotecnología (15/22 horas) Los temas F1-F4 son troncales en el NM y el NS (15 horas). Los temas F5-F6 son de ampliación sólo en el NS (7 horas). F1 Diversidad de los microbios 5 horas Enunciado de evaluación Obj. Resuma la clasificación de los organismos vivos en tres dominios. 2 F.1.2 Explique las razones para la reclasificación de los organismos vivos en tres dominios. 3 F.1.3 Distinga entre las características de los tres dominios. 2 F.1.4 Resuma la gran diversidad de hábitats de Archaea, como ilustran los grupos de arqueobacterias metanógenas, termófilas y halófilas. 2 F.1.5 Resuma la diversidad de Eubacteria, incluyendo la forma y la estructura de la pared celular. 2 F.1.1 124 Notas para el profesor Incluya el uso de las secuencias de ARN ribosómico en la clasificación de los tres dominios. Incluya las histonas, los intrones, el tamaño de los ribosomas, la estructura de las paredes celulares y las membranas celulares. Las histonas son proteínas asociadas a la estructura tridimensional del ADN cromosómico. Los intrones son segmentos de ADN no codificante dentro de los genes que se eliminan antes de la traducción. © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS Enunciado de evaluación F.1.6 Indique, mediante un ejemplo, que algunas bacterias forman agregados que muestran características no vistas en bacterias individuales. Obj. 1 Notas para el profesor Algunos patógenos producen películas de naturaleza biológica (biofilms) cuando alcanzan una densidad suficiente. A continuación producen toxinas y anegan al huésped. Por ejemplo, Pseudomonas aeruginosa es la principal causa de muerte en pacientes con fibrosis cística. Vibrio (Photobacterium) fischeri (V. fischeri) es una bacteria que se encuentra en el agua de mar y que es capaz de emitir luz (bioluminiscencia). Los individuos aislados no emiten luz, a menos que formen parte de una población de gran densidad. V. fischeri libera una sustancia reguladora en su medio circundante. En una población densa, la concentración de esta sustancia reguladora l ega a ser lo suficientemente alta como para provocar bioluminiscencia. Esto sucede, por ejemplo, cuando un elevado número de organismos de V. fischeri vive inmerso en una matriz mucosa en los órganos luminiscentes de un calamar (Euprymna scolopes). Este tipo de control de la densidad de población por parte de un microbio se denomina detección de quórum. F.1.7 Compare la estructura de las paredes celulares de las eubacterias Gram positivas y las Gram negativas. 3 No se requieren detal es de la tinción de Gram de las bacterias. F.1.8 Resuma la diversidad estructural en virus incluyendo: cápside desnuda frente a cápside con envoltura; ADN frente a ARN; y ADN o ARN de cadena simple frente a otro de cadena doble. 2 No se requieren ejemplos. F.1.9 Resuma la diversidad de eucariotas microscópicos tal y como ilustran los géneros Saccharomyces, Amoeba, Plasmodium, Paramecium, Euglena y Chlorella. 2 Restrinja la explicación al modo de nutrición y de locomoción, a la presencia o ausencia de © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 pared celular, a los cloroplastos, a los cilios y a los flagelos. 125 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS F2 Los microbios y el medio ambiente 4 horas Enunciado de evaluación Obj. F.2.1 Enumere las funciones de los microbios en los ecosistemas, incluyendo su papel como productores, como fijadores de nitrógeno y como descomponedores. 1 F.2.2 Dibuje y rotule un diagrama del ciclo del nitrógeno. 1 F.2.3 Indique el papel de Rhizobium, Azotobacter, Nitrosomonas, Nitrobacter y Pseudomonas denitrificans en el ciclo del nitrógeno. 1 F.2.4 Resuma las condiciones que favorecen la desnitrificación y la nitrificación. 2 F.2.5 Explique las consecuencias de liberar directamente a los ríos aguas residuales sin tratar y fertilizantes nitrogenados. 3 F.2.6 Resuma el papel de las bacterias saprofitas en el tratamiento de aguas residuales usando lechos con filtros de goteo y sistemas de cañaverales. 2 F.2.7 Indique que la biomasa se puede usar como materia prima para la producción de combustibles tales como el metano y el etanol. 1 F.2.8 Explique los principios implicados en la generación de metano a partir de biomasa, incluyendo las condiciones necesarias, los organismos que intervienen y las reacciones químicas básicas que tienen lugar. 3 126 Notas para el profesor Incluya los procesos de la fijación del nitrógeno (por microorganismos de vida libre, por simbiosis mutualista y por procesos industriales), desnitrificación, nitrificación, alimentación, excreción, transporte activo de iones nitrato y formación de amoníaco por putrefacción. Incluya la presencia de patógenos en el agua de baño o de consumo, la eutrofización, la proliferación de algas, la desoxigenación, el aumento de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y la recuperación subsiguiente. No se requiere el uso de nombres de organismos específicos. Objetivo general 7: se pueden utilizar electrodos específicos para determinados iones o sensores del oxígeno disuelto para registrar datos. Se pueden usar como materia prima distintos tipos de materia orgánica, incluyendo el estiércol de los animales de granja y la celulosa. Se precisan ciertos grupos de bacterias para completar la metanogénesis: • unas bacterias para convertir la materia orgánica en ácidos orgánicos y alcohol • otras bacterias para convertir estos ácidos orgánicos y el alcohol en acetato, dióxido de carbono e hidrógeno • por último, bacterias metanogénicas para generar el metano, bien mediante la reacción del dióxido de carbono y del hidrógeno o por descomposición del acetato. © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS F3 Los microbios y la biotecnología 3 horas Enunciado de evaluación Obj. Notas para el profesor F.3.1 Indique que la transcriptasa inversa cataliza la producción de ADN a partir de ARN. 1 F.3.2 Explique cómo se usa la transcriptasa inversa en biología molecular. 3 F.3.3 Distinga entre terapia somática y de línea germinal. 2 F.3.4 Resuma el uso de vectores virales en la terapia génica. 2 Esta terapia conl eva la sustitución de genes defectuosos. Un método implica la extracción de glóbulos blancos o células de médula ósea y, por medio de un vector, la introducción e inserción del gen normal en el cromosoma. Las células son reemplazadas en el paciente de forma que el gen normal pueda expresarse. Un ejemplo es el uso en casos de inmunodeficiencia combinada grave (SCID), una afección con deficiencia inmunitaria en la cual el gen reemplazado posibilita la producción de la enzima ADA (adenosina desaminasa). F.3.5 Discuta los riesgos de la terapia génica. 3 TdC: ha habido algunos casos recientes en diversos países del mundo de fal ecimiento de personas que habían participado en un protocolo de investigación de terapia génica. Se pueden examinar estos casos para considerar cuestiones como la seguridad, los conflictos de intereses y otras infracciones de prácticas éticas en el trabajo de investigación. F4 Ésta es una ocasión para relacionar algunos aspectos del ciclo del ADN viral con el del virus VIH (un virus de ARN). Esta enzima puede formar ADN a partir de ARNm maduro (por ejemplo, insulina humana), que puede ser empalmado después al ADN del huésped (por ejemplo, E. coli) sin los intrones. Los microbios y la producción de alimentos 3 horas Enunciado de evaluación Obj. Notas para el profesor F.4.1 Explique el uso de Saccharomyces en la producción de cerveza, vino y pan. 3 F.4.2 Resuma la producción de salsa de soja usando Aspergillus oryzae. 2 F.4.3 Explique el uso de ácidos y de altas concentraciones de sal o azúcar para la conservación de alimentos. 3 Se recomienda el uso de ejemplos locales e internacionales. F.4.4 Resuma los síntomas, el método de transmisión y el tratamiento de un ejemplo concreto de intoxicación alimentaria. 2 TdC: éste es uno de los ámbitos en los que se puede distinguir entre correlación y causa. Una correlación puede suponer un punto de arranque útil en una investigación, pero si realmente se quiere proteger la salud pública, en última instancia hay que establecer unas relaciones causales claras. © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 127 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS Opción G: Ecología y conservación (15/22 horas) Los temas G1-G3 son troncales en el NM y el NS (15 horas). Los temas G4-G5 son de ampliación sólo en el NS (7 horas). G1 Ecología de las comunidades 5 horas Enunciado de evaluación Obj. G.1.1 Resuma los factores que afectan a la distribución de especies vegetales, incluyendo la temperatura, el agua, la luz, el pH, la salinidad y los nutrientes minerales. 2 G.1.2 Explique los factores que afectan a la distribución de especies animales, incluyendo la temperatura, el agua, los lugares de cría, la disponibilidad de alimento y el territorio. 3 G.1.3 Describa un método de muestreo al azar, basado en parcelas, empleado para comparar el tamaño poblacional de dos especies de plantas o de animales. 2 G.1.4 Resuma el uso de un transecto para correlacionar la distribución de las especies de plantas o de animales con una variable abiótica. 2 G.1.5 Explique el concepto de nicho ecológico, incluyendo el hábitat espacial de un organismo, sus actividades de alimentación y sus interacciones con otras especies. 3 G.1.6 Resuma las siguientes interacciones entre especies, dando dos ejemplos de cada una: competencia, herbivorismo, depredación, parasitismo y mutualismo. 2 G.1.7 Explique el principio de exclusión competitiva. 3 G.1.8 Distinga entre nicho fundamental y nicho realizado. 2 G.1.9 Defina biomasa. 1 G.1.10 Describa un método para medir la biomasa de diferentes niveles tróficos de un ecosistema. 2 © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 Notas para el profesor El nicho fundamental de una especie es el modo de existencia potencial, considerando las adaptaciones de la especie en cuestión. El nicho realizado de una especie es el modo de existencia real, resultado de sus adaptaciones y de la competencia con otras especies. Objetivo general 8: deben considerarse los aspectos éticos de la restitución de las especies y de las técnicas destructivas. 131 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS G2 Ecosistemas y biomas 4 horas Enunciado de evaluación Obj. Notas para el profesor G.2.1 Defina producción bruta, producción neta y biomasa. 1 G.2.2 Calcule los valores de producción bruta y producción neta usando la siguiente ecuación: producción bruta – respiración = producción neta. 2 G.2.3 Discuta las dificultades de clasificar los organismos en niveles tróficos. 3 G.2.4 Explique la reducida biomasa y bajo número de organismos en los niveles tróficos superiores. 3 G.2.5 Construya una pirámide de energía a partir de la información dada. 3 G.2.6 Distinga entre sucesión primaria y secundaria, usando un ejemplo de cada tipo. 2 G.2.7 Resuma los cambios que se producen en la diversidad de especies y la producción durante la sucesión primaria. 2 G.2.8 Explique los efectos de los organismos vivos sobre el ambiente abiótico, haciendo referencia a los cambios que tienen lugar durante la sucesión primaria. 3 G.2.9 Distinga entre bioma y biosfera. 2 G.2.10 Explique cómo afectan las lluvias y las temperaturas a la distribución de los biomas. 3 Se puede emplear un climograma en el que se representen los biomas mencionados en el punto G.2.11 para ilustrar la interacción entre estos dos factores. G.2.11 Resuma las características de seis biomas fundamentales. 2 Algunos ejemplos de biomas fundamentales pueden ser: • desierto • pradera PB – R = PN Las unidades son kJ m–2 año–1. Incluya el desarrol o de suelo, la acumulación de minerales y la reducción de la erosión. • arbustos (chaparral, matorral, maquia y garriga, landas secas y fynbos), • bosque templado caducifolio • selva pluvial • tundra. La descripción debe limitarse a la temperatura, la humedad y las características de la vegetación. 132 © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 Descripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS G3 Impacto humano en los ecosistemas 6 horas Enunciado de evaluación G.3.1 Calcule el índice de diversidad de Simpson para dos comunidades locales. Obj. 2 Notas para el profesor N N( – 1) D = Σn n( –1) siendo D = índice de diversidad, N = número total de organismos de todas las especies encontradas y n = número de individuos de una determinada especie. Se recomienda a los profesores que pidan a sus alumnos que obtengan datos reales. Ésta es una oportunidad para emplear calculadoras de pantal a gráfica y hojas de cálculo. G.3.2 Analice la biodiversidad de las dos comunidades locales elegidas usando el índice de Simpson. 3 G.3.3 Discuta las razones para la conservación de la biodiversidad empleando las selvas pluviales como ejemplo. 3 Las razones deben incluir argumentos éticos, ecológicos, económicos y estéticos. Objetivo general 8: hay cuestiones medioambientales que afectan a todo el planeta y cuestiones éticas en relación con la conservación que podrían ser abordadas en este punto. G.3.4 Enumere tres ejemplos de introducción de especies alóctonas que hayan tenido efectos significativos en los ecosistemas. 1 Elija un ejemplo de control biológico, un ejemplo de liberación accidental y un ejemplo de liberación deliberada de especies invasoras. G.3.5 Discuta los efectos de las especies alóctonas sobre los ecosistemas. 3 Limite la discusión a la competición interespecífica, a la depredación, a la extinción de especies y al control biológico de especies causantes de plagas, con ejemplos concretos de cada fenómeno. G.3.6 Resuma un ejemplo de control biológico de especies invasoras. 2 Objetivo general 8: las especies alóctonas invasoras son un problema tan extendido que casi con total seguridad podrá encontrarse un buen ejemplo local. Dichas especies suponen una amenaza real para la biodiversidad del planeta; son muchas las especies que se encuentran en peligro de extinción por su causa. La singularidad y la diversidad cultural de las poblaciones humanas también se ven afectadas por este fenómeno. G.3.7 Defina biomagnificación. 1 La biomagnificación es un proceso mediante el cual va produciéndose una acumulación de sustancias químicas en la cadena trófica, exhibiendo concentraciones cada vez mayores al ascender el nivel trófico. G.3.8 Explique la causa y las consecuencias de la biomagnificación, usando un ejemplo concreto. 3 Los ejemplos pueden incluir la biomagnificación de mercurio en peces, o la de pesticidas organofosforados, DDT o TBT (tributilestaño) en los ecosistemas. © Organización del Bachillerato Internacional, 2007 133 escripción detallada del programa de estudios: opciones del NM y del NS Enunciado de evaluación Obj. Notas para el profesor G.3.9 Resuma los efectos de la radiación ultravioleta (UV) sobre los tejidos vivos y la productividad biológica. 2 G.3.10 Resuma el efecto de los clorofluorocarbonos (CFC) sobre la capa de ozono. 2 No se requieren detal es sobre las reacciones químicas. G.3.11 Indique que el ozono de la estratosfera absorbe radiación UV. 1 Hay un límite para la absorción de UV en la estratosfera. No hace falta mencionar las distintas radiaciones UV-A, UV-B y UV-C.