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Guía didáctica del docente Biología 2° Educación media Autores Guía didáctica del docente Daniela Balieiro Riquelme Licenciada en Ciencias Biológicas Magíster en Ciencias de la Educación Doctor(c) en Ciencias de la Educación Pontificia Universidad Católica de Chile Carolina Bustamante Olea Profesora de Biología y Ciencias Naturales Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación Rosa Valdés Betancourt Profesora de Biología y Ciencias Naturales Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación La Guía didáctica del docente correspondiente al Texto Biología 2º 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 César Cerda Bascuñán DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN Raúl Urbano Cornejo Mariana Hidalgo Garrido AUTORES DEL TEXTO DEL ESTUDIANTE María Ester Chaucón Aravena Reinaldo Vargas Castillo FOTOGRAFÍA Archivo Santillana AUTORES DE LA GUÍA DIDÁCTICA DEL DOCENTE Daniela Balieiro Riquelme Carolina Bustamante Olea Rosa Valdés Betancourt JEFATURA DE ESTILO Alejandro Cisternas Ulloa ILUSTRACIONES Marcelo Cáceres Ávila CUBIERTA Raúl Urbano Cornejo PRODUCCIÓN Rosana Padilla Cencever CORRECCIÓN DE ESTILO Ana María Campillo Bastidas Rodrigo Olivares de la Barrera Leonardo Aliaga Rovira DOCUMENTACIÓN Paulina Novoa Venturino Cristián Bustos Chavarría Referencias de los textos: Biología I y Biología III, Colección manuales, de los autores José Mariano Amabis y Gilberto Rodrigues Martho, Santillana, España, 2011. Biología 2, Bicentenario, de los autores Ingrid Alvial Chandía, Franco Cataldo Lagos, Sergio Flores Carrasco, Ethel Velásquez Opazo, Santillana, Santiago, Chile, 2011. Biología, Saber es clave, El intercambio de materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas, de los autores Alejandro J. Balbiano, Ricardo Franco, Elina I. Godoy, María Cristina Iglesias, Celia E. Iudica, Pablo A. Otero, Hilda C. Suárez, Santillana, Buenos Aires, Argentina, 2010. Biología 3, Saber es clave, de los autores Susana Álvarez, Alejandro J. Balbiano, Ricardo Franco, Elina I. Godoy, María Cristina Iglesias, María Inés Rodríguez Vida, Santillana, Buenos Aires, Argentina, 2010. Biología I, proyecto Manual Esencial Santillana, de los autores Patricia Castañeda Pezo, Sergio Flores Carrasco, Fermín González Bergas, Ethel Velásquez Opazo, María Trinidad Sánchez Dueñas, Dante Cisterna Alburquerque, Mauricio Bravo Álvarez, Santiago, Chile, 2007. Biología B, Serie Hipervínculos, Santillana, Lima, Perú, 2011. © 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 - 2306 - 7 Inscripción Nº: 237.058 Se terminó de imprimir esta 3ª edición de 4.200 ejemplares, en el mes de noviembre del año 2015. 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: Material genético y división celular 8 Material fotocopiable • Unidad 2: Genética y herencia Material fotocopiable • Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo Material fotocopiable • Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades Material fotocopiable 41 48 83 90 121 128 153 • Banco de preguntas 160 • Solucionario Material fotocopiable 173 • Bibliografía 176 Guía didáctica del docente 3 Organización del Texto del estudiante El texto Biología 2° 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. En estas páginas se describen los contenidos que se desarrollarán. Además, se hace referencia a los objetivos y aprendizajes esperados que se trabajarán en cada unidad. En esta sección se incluyen: • • • Me preparo para la unidad: serie de actividades cuyo objetivo es que los estudiantes se aproximen a los contenidos de la unidad. Objetivos de la unidad: sección que presenta las lecciones que forman parte de la unidad y los aprendizajes esperados que se desarrollan en cada una de ellas. 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. Desarrollo de los contenidos. Después del inicio de la unidad, comienza el desarrollo de los contenidos, los que se encuentran organizados en lecciones. Cada lección incluye una serie de actividades y cápsulas que complementan la comprensión del tema tratado. Estas son: • Debes recordar: apela a los conocimientos previos que se necesitan para comprender los contenidos. • Propósito de la lección: plantea el objetivo de la lección. • Trabaja con lo que sabes: corresponde a una actividad experimental que permite evidenciar fenómenos relacionados con el objetivo de cada lección. • Actividades: en esta sección los estudiantes aplican y refuerzan lo aprendido. • Recursos TIC: esta cápsula dirige a los estudiantes al material existente en la web respecto del tema de cada lección. 4 Organización del Texto del estudiante • 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. • Minitaller científico y Taller de ciencias: se plantean actividades experimentales, de fácil ejecución, que permiten desarrollar las habilidades de pensamiento científico. • ¿Qué opinas?: invita a los estudiantes a reflexionar y opinar acerca de un tema relacionado con el contenido de la lección. • Apuntes: esta cápsula entrega la definición de un concepto clave utilizado en el texto. • Novedades científicas: presenta noticias o datos de actualidad que se relacionan con los contenidos tratados en la lección. • Al finalizar la sección: Corresponde a actividades que engloban toda la lección. • Pensamiento científico: en esta sección desarrollarás los contenidos mínimos acerca de las habilidades necesarias para el entendimiento de la disciplina. Evaluación de los contenidos. Evaluación intermedia, permite conocer el grado de comprensión de las lecciones antes del término de la unidad. La segunda, llamada Evaluación final, se encuentra al término de la unidad y abarca todos los contenidos estudiados en la unidad. La sección Me evalúo permite evidenciar el desempeño de los estudiantes en la evaluación final. Además, se presentan Actividades complementarias para reforzar los contenidos más débiles, o bien para profundizarlos. Finalización de la unidad. En estas páginas se presenta la Síntesis de la unidad, que resume las lecciones tratadas. Finalmente, 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. La estructura de cada unidad es la siguiente. 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. Estos se evidencian en los Aprendizajes Esperados y los Indicadores de Evaluación, señalados en el Programa de Estudio. • 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 que se describen 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. 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, especialmente de aquellos conceptos de mayor complejidad. También se entregan sugerencias para evitar o corregir los errores frecuentes que los estudiantes cometen en el desarrollo de estas actividades. 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. Se detalla también 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. 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. Esta propuesta didáctica 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 2º Educación media, que se presenta en el siguiente diagrama: Actividades Evaluación implícita Actividad exploratoria Inicio de unidad Presenta el propósito de la unidad Conductas de entrada Permite que los estudiantes relacionen sus ideas previas con los contenidos que tratarán en cada lección Desarrollo de contenidos Conocimientos habilidades Evaluación final Evaluación sumativa Evalúa el resultado del proceso enseñanza-aprendizaje Evaluación de proceso Evaluación formativa Evalúa el progreso de los aprendizajes Guía didáctica del docente 7 UNIDAD 1 Material genético y división celular Orientaciones curriculares Propósito de la unidad En esta unidad se estudia la importancia de la información genética, en qué consiste, cómo se organiza y cómo se transmite a nivel celular y a nivel de organismo. En esta perspectiva, se estudia la relación genotipo-fenotipo como una manifestación de un programa genético codificado en unidades llamadas genes. La expresión génica se trata de manera que se entienda qué define las características propias de la especie y como su transmisión de generación en generación asegura la herencia de estas características.v Para entender que la información genética se transmite a nivel celular, se estudia el comportamiento de los cromosomas en la mitosis y en la meiosis. Estos conceptos se articulan con el análisis de investigaciones clásicas y contemporáneas. Objetivos Fundamentales Verticales De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 276), los estudiantes serán capaces de: • Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel, reconociendo el papel de las teorías y el conocimiento en el desarrollo de una investigación científica (OFV 1). • Organizar e interpretar datos y formular explicaciones, con el apoyo de teorías y los conceptos científicos en estudio (OFV 2). • Comprender que el desarrollo de las ciencias está relacionado con su contexto sociohistórico (OFV 3). • Reconocer las limitaciones y la utilidad de modelos y teorías como representaciones científicas de la realidad que permiten dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema (OFV 4). • Comprender que cada individuo presenta los caracteres comunes de la especie con variaciones individuales que son únicas y que estos son el resultado de la expresión de su programa genético y de la influencia de las condiciones de vida (OFV 5). 8 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Contenidos Mínimos Obligatorios 1 De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 278), los CMO son los siguientes: • Explicación del mecanismo que permite la conservación de la información genética en el transcurso de la división celular (mitosis) y de la generación de células haploides (meiosis) en la gametogénesis (CMO 6). • Distinción de la importancia de la mitosis y su regulación, en procesos de crecimiento, desarrollo y cáncer, y de la meiosis, en la variabilidad del material genético (CMO 7). Habilidades de pensamiento científico Habilidad 1 Identificación de teorías y marcos conceptuales, problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones clásicas o contemporáneas relacionadas con los temas del nivel Explicación de la importancia de teorías y modelos para comprender la realidad, en consideración de su carácter sistémico, sintético, y holístico, y dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema. Lección 2 3 4 • • • • Aprendizajes Esperados en relación con los OFT De acuerdo con el Programa de Estudio de Segundo año medio de Biología (página 40) y marco curricular, son los siguientes: Respetar las diferencias individuales y sociales • Respeta las diferencias entre pares. • Demuestra aprecio por sus características distintivas. Poner en juego actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento • Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. • Registra, de acuerdo a un orden, los datos surgidos en torno al tema de trabajo. • Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. • Entrega trabajos en los tiempos acordados. Guía didáctica del docente 9 Planificación de la unidad Aprendizaje Esperado • Explicar cómo a través de la herencia genética los seres vivos transmiten sus características a sus descendientes. (CMO 6 - OF2) Objetivo Específico • Reconocer los niveles de organización del material genético. Lección 1 Localización del material genético • Comprender la ubicación de la información genética y la composición, la estructura y la clasificación de los cromosomas. Contenido • Material genético. • Núcleo celular. • Estructura y organización del ADN. • Cromosomas. • Cariotipo. • Información genética. • Genotipo. • Describir el proceso de división celular en la mitosis y la meiosis. (CMO 7 - OF3) • Explicar cómo se genera la variabilidad genética entre los individuos de una especie. (CMO 7 - OF4) • Comprender la importancia 2 de la división celular para División celular organismos unicelulares y en células pluricelulares. eucariontes • Ciclo celular y sus etapas. • Describir cómo varía el grado de condensación y la cantidad de ADN durante el ciclo celular. • Reconocer la importancia 3 de los mecanismos Importancia de celulares para regular la regular la mitosis mitosis. • Importancia de la mitosis. • Comprender que el cáncer se origina como producto de una división mitótica anormal. • Reconocer las etapas de la meiosis y la importancia de este proceso como fuente de variabilidad genética. 4 Meiosis y sus etapas • Mitosis y sus etapas. • Citocinesis. • Control del ciclo celular. • Cáncer. • Meiosis y sus etapas. • Gametogénesis. • Importancia de la meiosis. • Comparación entre mitosis y meiosis. • Mutaciones cromosómicas. 10 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Instrumentos de evaluación • Trabaja con lo que sabes (Página 8). • Al finalizar la lección (Página 17). Indicador de Evaluación • Identifican las estructuras que contienen la información genética: cromosomas, genes y bases nitrogenadas. 1 Tiempo estimado (horas pedagógicas) 4 • Identifican en el núcleo: ADN, genes, cromosoma y nucléolo. • Señalan las diferencias entre genotipo y fenotipo. • Identifican distintos genes en cartas génicas humanas. • Establecen relaciones entre un individuo y su cariotipo. • Trabaja con lo que sabes (Página 18). • Al finalizar la lección (Página 23). • Evaluación intermedia (Página 26). • Distinguen caracteres comunes de la especie humana de las variaciones individuales. • Describen en secuencia los estados y características del ciclo celular incluyendo la mitosis y la citocinesis. 4 • Representan mediante diagramas el comportamiento de los cromosomas en la mitosis. • Trabaja con lo que sabes (Página 28). • Reconocen la importancia de la regulación de la mitosis en el desarrollo del cáncer. • Al finalizar la lección (Página 31). • Describen el cáncer como una división celular anormal. 4 • Representan mediante diagramas el comportamiento de los cromosomas en la meiosis. 4 • Trabaja con lo que sabes (Página 32). • Al finalizar la lección (Página 41). • Evaluación intermedia (Página 42). • Evaluación final (Página 46). • Comparan la mitosis y la meiosis en cuanto a los resultados (número de cromosomas y número de células hijas). Guía didáctica del docente 11 Prerrequisitos y bibliografía de la unidad A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para la unidad, como también algunos textos de consulta. Prerrequisitos Atención En las secciones Pensamiento científico (página 11) y Taller de ciencias (página 24) 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 Localización del material genético Lección 2 División celular en células eucariontes • Célula. • Núcleo. • Organelos celulares. • Ácido nucleico. • Célula eucarionte. • Reproducción. • División celular. • Material genético. • Crecimiento. • Tejido. Lección 3 Importancia de regular la mitosis Lección 4 Meiosis y sus etapas • Regulación. • Ciclo celular. • División celular. • Cáncer. • Agentes cancerígenos. • Espermatozoide. • Ovocito. • Aparato reproductor femenino. • Aparato reproductor masculino. • Material genético. Bibliografía de referencia Lección 1 Localización del material genético • Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. Lección 2 División celular en células eucariontes • 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. Lección 3 Importancia de regular la mitosis • Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología conceptos y relaciones. Ciudad de México: Pearson Educación. • Prenafeta Jenkin, S. (2005). Ciencia y biología al alcance de todos: diccionario científico. Santiago de Chile: Radio Universidad de Chile. Lección 4 Meiosis y sus etapas • 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. 12 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 6 y 7) 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 6 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán alcanzar al finalizar la unidad, y den así mayor sentido a su estudio. Me preparo para la unidad • Pregunte a sus estudiantes qué saben acerca del material genético y de la división celular. Escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas y pida participación voluntaria para elaborar un esquema con ellas. • Explique a sus estudiantes que todos los seres vivos que nos rodean poseen material genético en sus células y que para poder crecer y reproducirse requieren de un mecanismo de división celular. • Solicite a sus estudiantes que enuncien y anoten en sus cuadernos ejemplos de la vida cotidiana en que se pueda apreciar la división celular sin detallar la naturaleza de dichos cambios. Deje claro que más adelante se verá con más precisión en qué consiste. • Pida a sus estudiantes que observen la imagen de estas Páginas y que expliquen qué proceso se está llevando a cabo. Ponga énfasis en las características de dicho proceso y en qué situaciones suele ocurrir. Para comenzar Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos. • Pídales a sus estudiantes que lean las preguntas de la sección Para comenzar de la página 7, que las contesten en sus cuadernos y que las discutan con sus compañeros. • Mediante participación voluntaria, solicíteles que anoten en la pizarra las principales conclusiones obtenidas a partir de las respuestas a las preguntas y que discutan estas conclusiones. • Invítelos a que escriban en la pizarra las conclusiones obtenidas a partir de la observación de la imagen y que reflexionen en voz alta acerca de las causas de las posibles diferencias que se puedan establecer. • Se sugiere complementar esta sección con las siguientes preguntas: a. ¿Qué estructura membranosa se destaca en las células de la imagen? b. ¿Dónde se mantiene resguardado el ADN dentro de la célula? c. ¿Cuál es el rol del ADN en los seres vivos? Guía didáctica del docente 13 Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 8 a 17) 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 desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 8. Experiencias previas A partir de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Qué es una célula? • ¿Cuáles son sus componentes principales? • ¿Dónde se observa el material genético que posee una célula? • ¿En qué nivel de organización se encuentrael cuerpo humano ? Prerrequisitos (Debes recordar, Página 8) La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos. La célula es un sistema viviente constituido por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético (ADN). De la organización e interacción de sus elementos surgen las propiedades que caracterizan a los seres vivos, como ciertas funciones vitales representadas por los procesos de nutrición, relación y reproducción. Los niveles de organización de la materia que se pueden distinguir en los seres vivos más complejos (vegetales y animales) son: átomo, molécula, célula, tejido, órgano y sistema. Los organismos, de modo independiente según su complejidad, se organizan en: población, comunidad, ecosistema y biosfera. Trabaja con lo que sabes (Página 8) Respuestas esperadas a. ¿Cómo logra la Acetabularia regenerar partes de su estructura? b. Depende de la información proveniente del núcleo de la Acetabularia. c. Que es un alga unicelular con estructuras bien diferenciadas, fácilmente manipulable en el laboratorio y que además su núcleo se encuentra polarizado en uno de sus extremos. d. Hämmerling interpretó estos resultados como prueba de que ciertas sustancias, producidas bajo la dirección del núcleo y acumuladas en el citoplasma, determinan las características de las estructuras del alga, como su sombrero. e. El núcleo contiene el material genético necesario para desarrollar todas las estructuras del alga. Sugerencias de desarrollo de lección A continuación, se entregan orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en los errores frecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y en disponer de nuevas actividades e información complementarias para enriquecer la lección. 14 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Tratamiento de errores frecuentes • 1 Probablemente, los estudiantes supongan que el material genético está presente solo en organismos del reino animal o planta, sin considerar que organismos más simples como las bacterias también lo poseen. Para remediar esta situación, se sugiere presentar un imagen que incluya representantes de los cincos reinos taxonómicos (monera, protistas, hongo, planta, animal) y en cada una de ellas destacar la presencia del ADN como estructura integral de la o las células que los componen . Actividad 1, Análisis (Página 9) Respuestas esperadas 1. El material genético es el portador de la información que influye y determina las características de los organismos. 2. Debido a que las células somáticas (2n), como las del intestino, guardan la información genética necesaria para la organización de un individuo completo. 3. El núcleo se insertó en un ovocito, pues esta célula contiene en su citoplasma el suficiente vitelo para sostener el desarrollo embrionario de un organismo (en este caso se trata de un huevo telolecito) y además las enzimas necesarias y en cantidad suficiente para activar la citoquinesis. 4. Cualquier célula somática (diploide) del individuo hubiera operado de la misma manera (incluso sus eritrocitos, pues estos son nucleados en anfibios), debido a que todas estas células contienen la información genética necesaria y suficiente para la organización de un organismo completo. Actividad 2, Síntesis (Página 10) Respuestas esperadas 1. El nucléolo está constituido por las regiones teloméricas de ciertos cromosomas, en las que existe la información necesaria para la transcripción de tres de los cuatro tipos de ARN ribosomal que hay en las células eucariontes (el cuarto tipo es sintetizado en el nucleoplasma). En el nucléolo se ensamblan los ARN ribosomales con proteínas y se constituyen las subunidades, mayor y menor, de los ribosomas. 2. Entre el citoplasma y el nucleoplasma se produce un intercambio continuo de sustancias a través de los poros de la membrana nuclear. Por ejemplo, nucleótidos y proteínas ingresan, mientras que las subunidades ribosomales y los ARNt y ARNm salen. Si este transporte se detiene, el funcionamiento de la célula se altera a tal grado que esta colapsa. 3. La célula pierde toda capacidad de síntesis de proteínas sin su información genética, por lo que es incapaz de regenerar o reparar sus estructuras y de mantener los procesos metabólicos. Dado esto, su destino es la destrucción, tal como sucede con los eritrocitos de mamíferos cuya vida por ser anucleado, se limita solo a 120 días, aproximadamente. Pensamiento científico (Página 11) Sugerencias y respuestas esperadas 5. b. La preparación de muestras de tejidos para ser observadas en el microscopio requiere que estas sean lo suficientemente delgadas para que los rayos de luz la atraviesen y puedan ser recogidos por el lente objetivo. Guía didáctica del docente 15 c. El uso de tinciones, como el azul de metileno, la eosina y el rojo Congo, entre otras, es recomendado para la observación de las estructuras o componentes celulares. De otro modo, en ausencia del necesario contraste que los colorantes brindan, estos serían invisibles al observador. d. Su uso ofrece ventajas, ya que son fáciles de obtener, pues basta con frotar la parte interna de la boca y para conseguir gran cantidad de células. Además, estas se tiñen con gran facilidad con colorantes básicos, como el azul de metileno. e. Se puede observar cualquier tipo de tejido en el microscopio, pero varía la dificultad en la preparación de la muestra. Lo recomendable es contar con tejidos que no sean demasiado lábiles, es decir, frágiles e inestables una vez que están fuera del organismo, como las células de la mucosa bucal, la epidermis de cebolla y de la raíz de ajo. Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la composición de las bases nitrogenadas. Dificultad menor Observa la imagen y, basándote en ella, responde las preguntas. 1. ¿Qué molécula representa? 2. ¿Cuál es su importancia biológica? 3. ¿En qué lugar de la célula podemos encontrar este tipo de molécula? Dificultad mayor Analiza la siguiente información y, a partir de esta, responde las preguntas 1 y 2. El porcentaje (G-C) tiene una relación directa con la densidad del ADN; en otras palabras, cuanto mayor sea el contenido de estas bases nitrogenadas en el ADN, este tendrá mayor densidad. Al realizar un análisis de la composición de estas bases en cinco organismos se obtuvieron los siguientes datos: Porcentaje de G-C 1. ¿Cuál es el ADN que tiene mayor densidad y por qué? Herpes simple (virus) 72 Bacillus subtilis (bacteria) Haemophilus influenzae (bacteria) Escherichia coli (bacteria) Saccharomyces cerevisiae (hongo) 44 39 51 39 2. ¿Qué microorganismos tienen ADN con igual densidad? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor Dificultad mayor 1. Representa la molécula de ADN. 1. El del virus herpes simple. Porque en su cadena de ADN presenta mayor porcentaje de uniones G-C, las cuales tienen un triple enlace en su unión. 2. El ADN posee la información genética para el desarrollo de un ser vivo. 3. En las células eucariontes se puede observar en el núcleo, en las mitocondrias y en el cloroplasto. 16 Unidad 1: Material genético y división celular 2. El ADN de Haemophilus influenzae y Saccharomyces cerevisiae. UNIDAD Actividad 3, Síntesis (Página 13) 1 Respuestas esperadas 1. El ADN eucarionte está unido a proteínas (histonas y no histonas) y de tal asociación depende su grado de compactación. Una hipótesis que explica por qué la cromatina puede encontrarse como eucromatina o como heterocromatina es la hipótesis del código de histona. Esta propone que la alteración enzimática de las histonas, consistente en agregar o quitar grupos químicos (tales como metilo, acetilo o fosfato), genera un patrón de modificaciones químicas en determinados segmentos de cromatina a los que se unen proteínas no histónicas específicas que influyen en el comportamiento de la cromatina. 2. Si se extendieran y alinearan todas las moléculas de ADN de una célula humana se alcanzaría una longitud de casi un metro. Por lo tanto, es importante que este sea compactado en el núcleo celular y las histonas son pieza clave en este proceso. 3. Los cromosomas de células eucariontes son estructuras constituidas por ADN y proteínas. En esta condición, el ADN alcanza su máximo nivel de empaquetamiento. Los cromosomas se constituyen al principio de la división celular y se desorganizan una vez que esta concluye. La compactación del material genético en cromosomas facilita su movimiento y distribución durante la reproducción celular. Actividad 4, Análisis (Página 14) Respuestas esperadas Organismo N° haploide (n) N° diploide (2n) Pejerrey 23 46 Gato 19 38 Ratón 21 42 Tomate 12 24 Chimpancé 24 48 Caballo 32 64 Perro 39 78 1. La cantidad de cromosomas en el cariotipo de una especie no se relaciona con su tamaño. Por ejemplo, una especie como el perro tiene 78 cromosomas, aun cuando esta especie es notablemente más pequeña que el caballo, cuyas células tienen 64 cromosomas. 2. El número de cromosomas puede ser coincidente en dos especies, como es el caso del ser humano y del pejerrey. Por lo tanto, no es una característica que permita distinguir una especie de otra. Guía didáctica del docente 17 Información complementaria La genómica La genómica es una nueva área del conocimiento en la que se ponen en práctica procesos científicos y tecnológicos encaminados al estudio del genoma, su contenido y su evolución, y que permiten predecir la función de los genes a partir de: - Sus secuencias. - Las secuencias que codifican y también las que no codifican. - Sus interacciones con otros genes. - La posición de los genes en cada uno de los cromosomas. - La conservación de los genes observada en diversas especies. - La estructura de las proteínas codificadas. Los científicos estiman que los seres humanos tenemos aproximadamente 35 000 genes, localizados a lo largo de los cromosomas. Los genes, sin embargo, son solo el 3 % del ADN humano; el resto es ADN que no codifica. Dentro de esas regiones que no codifican está la información que determina cuándo y dónde se activan los genes. Genes: la red de la vida Los seres humanos, las vacas, los peces y los microorganismos tenemos en común secuencias similares de ADN heredadas de un antecesor común que vivió hace millones de años. Las personas tenemos muchos genes en común con los ratones, las ranas, las moscas e, incluso, las levaduras y las bacterias. Los genes son las unidades básicas que forman los cromosomas, cuyo número varía según la especie. Algunas cifras de la especie humana: - 75–100 trillones de células constituyen su cuerpo. - 46 cromosomas en cada célula somática. - 28 000–35 000 genes en el genoma humano. - 3,1 billones de pares de bases en los cromosomas de cada célula. - 2,4 millones de pares de bases en promedio en un gen humano. El genoma humano De aproximadamente 35 000 genes, solo 3 % posee información para la fabricación de proteínas. Quedan, pues, muchos genes y secuencias intergénicas de función desconocida hasta el momento. Fuente: Varios autores. (2010). Hipertexto Ciencias 9. Bogotá: Editorial Santillana. 18 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • • • 1 Tras concluir el análisis del contenido bajo el título Información genética y genotipo, pida a sus alumnos que junto con un compañero lean la sección Para saber +. Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección haciendo un repaso de la Lección 1. Al finalizar la lección… (Página 17) Respuestas esperadas 1. a. Cantidad de cromosomas en diferentes especies Número de genes en diferentes especies Número de genes 60 000 Número de cromosomas 50 50 000 40 40 000 30 30 000 20 20 000 10 10 000 0 D H T O melanogaster sapiens aestivum sativa Especies 0 D H T O melanogaster sapiens aestivum sativa Especies b. Aunque se podría pensar que un mayor número de cromosomas implica también una alta cantidad de genes, esto no es una regla. Por ejemplo, en la tabla se observa que el trigo contiene, en sus 42 cromosomas, 2 637 genes, mientras que el arroz, en sus 24 cromosomas, posee 55 000 genes. c. No es la cantidad de genes la que determina las características de un organismo, sino que la información que estos contienen. d. No es la cantidad de genes la que determina la complejidad y las cualidades propias de un organismo, sino que el mensaje o información que ellos tienen. 2. a. Los cromosomas autosómicos se ordenan en pares homólogos de acuerdo a su tamaño y forma. Luego, los pares homólogos se ordenan de mayor a menor tamaño. Por ejemplo, en los grupos A y B se ubican los cromosomas de mayor tamaño. b. Grupo A: tres pares de cromosomas metacéntricos; grupo B: dos pares submetacéntricos; grupo C: siete pares de cromosomas medianos submetacéntricos; grupo D: tres pares de cromosomas medianos acrocéntricos y con satélites; grupo E: tres pares de cromosomas pequeños submetacéntricos; grupo F: dos pares de cromosomas meta y submetacéntricos: grupo G: dos pares de cromosomas acrocéntricos y satelizados. El último grupo corresponde a los cromosomas sexuales. c. La composición del par sexual, XX para las mujeres y XY para los hombres. d. Se sugiere que los alumnos investiguen enfermedades cromosómicas, como síndrome de Down, síndrome de Edwards, síndrome de Patau, síndrome de Turner. Guía didáctica del docente 19 Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 18 a 23) 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 desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 18. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en la lección anterior, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Cuál es la estructura del núcleo celular? • ¿Por qué el ADN es la molécula que contiene la información genética? • ¿Qué es un cromosoma. Prerrequisitos (Debes recordar, página 18) La teoría celular es una parte fundamental de la biología que explica la constitución de los seres vivos a partir de células y el rol que estas tienen en el desarrollo de la vida y en el funcionamiento de las principales características de los seres vivos. Se denomina organelos a las diferentes estructuras contenidas en el citoplasma de las células, principalmente las eucariontes, que tienen una forma determinada. Trabaja con lo que sabes (Página 18) Respuestas esperadas a. Las crías nacieron albinas, porque los cigotos contenían la información genética de una rata con este rasgo. b. El albinismo es una condición hereditaria, que se debe a una mutación en un gen del cromosoma 11. Por lo tanto, se transmite con un patrón autosómico recesivo. c. Las crías hubieran nacido con pelaje negro, en concordancia con la información genética contenida en los cigotos a partir de los cuales se desarrollaron. d. Las células proliferan mediante división celular mitótica, la cual mantiene en ambas células hijas la misma dotación y calidad de la información genética. Esto explica que cada célula descendiente del mismo cigoto contenga la misma información genética que este. e. En ambos experimentos se originan clones. 20 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Sugerencias de desarrollo de lección 1 A continuación, se desarrollan orientaciones para iniciar la lección, poniendo énfasis en los errores frecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y en disponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección. Tratamiento de los errores frecuentes • Para muchos estudiantes, el inicio de la mitosis incluye una replicación del material genético, cuando este proceso es anterior a la mitosis, puesto que ocurre en la etapa S del ciclo celular. Junto a lo anterior, los alumnos suelen incluir la etapa de citocinesis como parte de la mitosis. • Para remediar ambas situaciones, se sugiere analizar con detención la imagen de la página 19 del texto, y hacer énfasis en las características de cada etapa, para luego hacer preguntas directas a los estudiantes tales como: ¿cuándo comienza la mitosis?, ¿cuándo comienza la citocinesis?, ¿en qué momento se replica el ADN? Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre el ciclo celular y la mitosis. Dificultad menor Observa la imagen. Basándote en ella, realiza las actividades 1 a 3. 1. Describe cada imagen. 2. Explica qué tipo de seres vivos realizan este proceso y en qué partes de su cuerpo lo efectúan. 3. Responde: ¿qué importancia tiene el proceso observado? Dificultad mayor Lee el texto que sigue, observa el cuadro con información y, a partir de en ellos, realiza las actividades 1 y 2. Para que la división celular sea posible es necesario que la célula se prepare. La fase de preparación junto con la de división celular constituyen el ciclo celular, proceso que ocurre en todas las células que conservan la capacidad de dividirse. La duración de este proceso se denomina tiempo de regeneración y varía de acuerdo al del tipo de célula. G1 = 40 % S = 30 % G2 = 20 % Mitosis = 10 % Porcentaje de duración de cada etapa del ciclo celular. Guía didáctica del docente 21 1. El tiempo que tarda una de las células de tu piel en realizar un ciclo celular es, aproximadamente, de ocho horas. Si la fase G1 tiene una duración de 192 minutos, ¿cuánto podrían durar las otras fases? 2. Si tienes una herida y esta tarda, aproximadamente, tres semanas en desaparecer gracias a la regeneración de tu piel, ¿cuántos ciclos celulares efectúa cada una de estas células? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor 1. Las imágenes representan etapas de la mitosis: metafase, anafase y telofase, respectivamente. 2. Los seres vivos eucariontes pluricelulares llevan a cabo el proceso de mitosis en cada uno de los tejidos que requieran crecer o regenerarse. 3. Permite el desarrollo y crecimiento de los organismos pluricelulares. Dificultad mayor 1. G1 = 192 minutos; S = 144 minutos; G2 = 96 minutos; mitosis = 48 minutos. 2. 63 ciclos celulares. Información complementaria Regulación de la mitosis Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (Idibell) han identificado el mecanismo que permite a una proteína poder regular un proceso clave en la mitosis, el proceso que ocurre inmediatamente antes de la división celular, lo que abre la puerta al desarrollo de terapias específicas y directas contra el cáncer. El trabajo, que avanza la edición digital de la revista Journal of Cell Science, se basa en que las células de todos los organismos crecen y se dividen en dos células hija mediante una sucesión ordenada de eventos que se denomina “ciclo celular”. Sin embargo, a pesar de su importancia, se conoce muy poco de la regulación de una de sus etapas, la mitosis. En el artículo, el grupo de investigación de Ciclo Celular del Idibell, coordinado por Ethel Queralt, descubre un nuevo mecanismo de regulación de la salida de mitosis. En trabajos previos, el grupo de la doctora Queralt describió por primera vez la participación de la proteína Zds1 en la mitosis, que coopera con la separasa para asegurar la correcta herencia genética de unas células a otras. En el estudio se profundiza en el mecanismo molecular por el cual esta proteína Zds1 regula la mitosis y contribuye a que la segregación de los cromosomas sea la correcta. Fuente: europapress.es (2013). El descubrimiento de un mecanismo de la división celular permitirá nuevas terapias contra el cáncer. 22 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • • • 1 Tras concluir el análisis del contenido titulado Mitosis, pida a sus estudiantes que junto con un compañero lean la sección Para saber + de la página 21. 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. Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección mediante la realización de un repaso de las etapas de la mitosis descritas en las páginas 20 y 21. Al finalizar la lección… (Página 23) Respuestas esperadas 1. a. Fase S b. Citocinesis c. Interfase, fase S d. Profase e. G1 f. Anafase 2. a. Profase: La membrana nuclear comienza a desaparecer y los centríolos migran a cada extremo de la célula. b. Metafase: los cromosomas plenamente condensados se ubican en la placa ecuatorial de la célula, alineados por las fibras del huso mitótico. c. Telofase: los cromosomas empiezan a descondensarse y los microtúbulos que conforman el huso mitótico a desorganizarse. 3. En el esquema: a = 6; b = 4; c = 3; d = 1; e = 5; f = 2. a. Durante la metafase. b. Es una citocinesis típica de células animales, ya que se forma un anillo contráctil de microtúbulos. c. Es incorrecto. Las células vegetales, por carecer de centrosomas (constituidos por centriolos y material pericentriolar), presentan mitosis anastrales, en oposición a la mitosis de células animales que son astrales. También la citodiéresis o citoquinésis es diferente entre ambas células, pues mientras en las células animales se forma un anillo contráctil que estrangula el citoplasma hasta que este se divide y reparte entre las dos células hijas, en las células vegetales el dictiosoma secreta vesículas que confluyen en una red proteica ubicada cerca del ecuador de la célula. En ese lugar se fusionan y comienzan a constituir un tabique que formará la pared celular. Guía didáctica del docente 23 Sugerencias y respuestas esperadas Taller de ciencias y Evaluación intermedia Taller de ciencias (Páginas 24 y 25) Análisis e interpretación de evidencias a. Debido a que los tejidos meristemáticos se ocupan del crecimiento de la planta y que, por lo tanto, sus células se dividen continuamente. b. Para eliminar el exceso de agua. De esta manera se logra una mejor observación al disminuir la refracción que esta provoca. c. Una coloración (o tinción) es una técnica auxiliar utilizada en microscopía para mejorar el contraste en la imagen vista al microscopio. Los colorantes son sustancias que usualmente se emplean para resaltar estructuras en tejidos biológicos que van a ser observados con la ayuda de algún microscopio. Los diferentes colorantes pueden ser usados para aumentar la definición y examinar tejidos y sus células. d. En general, las células de tejidos animales sometidos a abrasión o continuo desgaste tienen una alta proliferación y son, por lo tanto, ideales para observar mitosis en ellos. Ejemplos de estos son los epitelios de revestimiento (mucosa bucal e intestinal). En los vegetales es en los tejidos meristemáticos donde es más frecuente la observación de mitosis, debido a su función de crecimiento. Se obtienen fácilmente de los extremos radiculares y en las yemas o brotes. e. La dificultad más común es obtener una muestra de raicilla lo suficientemente delgada como para que facilite la observación de las diferentes etapas de la mitosis. Se debe tener mucho cuidado al calentar las raicillas para que estas no se quemen. Evaluación intermedia (Páginas 26 y 27) Actividades 1. A: base nitrogenada. B: pentosa. C: grupo fosfato. D: nucleosoma. E: ADN. F: octámero de d c Cantidad de ADN (pg) 4 2 e a b 0 5 10 15 Tiempo (en unidades arbitrarias) histonas. G: cromatina. H: centrómero. I: brazo de la cromátida. 3. a. Hay 46 cromosomas y es una célula diploide (2n) debido a que presenta dos juegos cromosómicos. b. Es el cariotipo de un hombre por la presencia del cromosoma Y. c. Hay 44 cromosomas autosómicos y se reconocen por presentarse en pares homólogos idénticos, a diferencia del par homólogo sexual X e Y. 24 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD d. En metafase, debido a que en esta etapa se encuentran en su máximo nivel de compactación. 1 e. Un cromosoma metacéntrico es aquel cuyo centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, dando lugar a brazos de igual longitud. Ejemplos de cromosomas metacéntricos son los cromosomas 1 y 3. f. Aun cuando el concepto es ampliamente aceptado y distribuido entre la comunidad científica, realmente un cromosoma telocéntrico como tal no existe. Supuestamente, en este tipo de cromosomas el centrómero está localizado en un extremo del mismo, pero la región telocéntrica no permite que molecularmente haya otra estructura finalizando al cromosoma. g. Dos cromátidas. h. Las células somáticas de este individuo al dividirse por mitosis generan células genéticamente iguales. i. Un gameto tendría 23 cromosomas. j. Los cromosomas se ordenan por tamaño y forma. 4. Proceso G1 Las moléculas de ADN se duplican. S X La célula tiene una elevada síntesis de proteínas. X Los centríolos se separan y comienzan a duplicarse. X X Se reparan errores ocurridos en la replicación. El núcleo celular se divide en dos núcleos hijos genéticamente iguales. M X Se sintetizan moléculas relacionadas con la división del núcleo y del citoplasma. Forma parte de la interfase. G2 X X X X X Guía didáctica del docente 25 Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 28 a 31) 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 desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 28. Experiencias previas Basados en los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • Dada la complejidad de los procesos implicados en el ciclo celular, ¿cómo la célula es capaz de mantener el control del ciclo? • ¿Qué podría suceder si las células pierden el control del ciclo celular? • ¿Conocen alguna enfermedad, sus causas y características, que esté vinculada al descontrol del ciclo celular? Prerrequisitos (Debes recordar, página 28) El ciclo celular comprende una serie de hechos que permiten la duplicación del ADN y la división celular, con lo que generan así dos células genéticamente idénticas. El ciclo involucra dos etapas: interfase (G1, S y G2) y mitosis. La mitosis corresponde a la división del núcleo celular, cuyo resultado es la formación de dos núcleos con idéntica información hereditaria. En los organismos pluricelulares suele ser seguida por la división del citoplasma o citocinesis, aunque ambos procesos son independientes. Bajo estas condiciones, la mitosis cumple en este tipo de organismos un importante rol en los procesos de desarrollo, crecimiento y reparación y renovación de los tejidos. Trabaja con lo que sabes (Página 28) Respuestas esperadas a. G1, G2 y S b. Corresponde a la división del citoplasma. Suele suceder después de la mitosis. c. Profase, metafase, anafase y telofase. d. Dos copias del material hereditario. e. Las alteraciones pueden ocasionar que el ciclo celular no se complete, o bien que las células resultantes sean anormales. Sugerencias de desarrollo de lección A continuación, se desarrollan orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en los errores frecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y en disponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección. 26 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Tratamiento de los errores frecuentes • 1 Probablemente, los estudiantes no adviertan que la reproducción celular en células procariontes es notablemente diferente a la que se lleva a cabo en células eucariontes. Explique que mientras la reproducción celular en procariontes (bacterias) ocurre por fisión binaria, en las células eucariontes esta se lleva a cabo por mitosis y meiosis. Las diferencias se deben, fundamentalmente, a la cantidad y organización del material genético procarionte, así como también a la complejidad de su citoplasma. Actividades complementarias Con estas actividades mejorarás tu comprensión de la importancia de los mecanismos celulares para regular la mitosis y de que el origen del cáncer se encuentra en divisiones mitóticas anormales. Dificultad menor 1. ¿Qué es un punto de control del ciclo celular? ¿Cuál es su importancia? 2. ¿Cuáles son las características que distinguen a una célula cancerosa de una normal? Dificultad mayor 1. ¿Cómo es que una célula detiene su ciclo celular en alguno de sus puntos de control? 2. ¿Por qué no todas las células se convierten en cancerosas? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor 1. Los puntos de control son mecanismos que detienen el ciclo celular si el ADN se daña o si otros procesos claves no se completaron en forma correcta. Su importancia radica en que impiden el desarrollo de células alteradas que pudieran convertirse en cancerosas. 2. Las células cancerosas han perdido el control de su crecimiento y proliferación. Las células cancerosas se vuelven incapaces de responder a señales o estímulos ambientales que inhiben su proliferación, como la presencia de factores de crecimiento, o el contacto con las células vecinas. Dificultad mayor 1. La detención del ciclo celular en alguno de los puntos de control depende de la interacción entre dos tipos de proteínas, las ciclinas y las quinasas, dependientes de ciclinas, vale decir, proteínas cuya activación depende de las ciclinas. Las concentraciones de las ciclinas varían de manera regular durante el transcurso del ciclo celular. De este modo, cuando la concentración de ciclinas es baja, las quinasas carecen de la subunidad ciclina y permanecen inactivas. Por el contrario, cuando la concentración de cilinas se eleva, las quinasas se activan, lo que hace que la célula avance a la etapa siguiente del ciclo. 2. Se debe a que la transformación de una célula normal en cancerosa requiere de más de una mutación. La formación de un tumor maligno es un proceso de varias etapas caracterizado por una progresión de alteraciones permanentes en una sola línea de células, lo que puede suceder en el transcurso de muchas divisiones celulares, es decir, que en los descendientes de una célula se van acumulando mutaciones. A medida que se acumulan estas alteraciones genéticas, las células se vuelven menos susceptibles a los procesos reguladores normales del organismo (como la apoptosis) y más capaces de invadir tejidos normales. Guía didáctica del docente 27 Información complementaria Cáncer de testículo: tumor maligno que se desarrolla en el testículo. Su incidencia es poco frecuente, aunque los hombres con antecedentes de criptorquidia tienen mayor riesgo de padecerlo. Los síntomas suelen ser hinchazón, inflamación o dolor en los testículos. La orquiectomía puede ser el tratamiento adecuado en estadios precoces de desarrollo del cáncer. Cáncer de útero: tumor maligno que se desarrolla en los tejidos que constituyen el útero. Se suele localizar en el cérvix y en el endometrio. El cáncer de endometrio tiene una incidencia más alta en mujeres que liberan una gran cantidad de estrógenos. Los primeros síntomas pueden venir indicados por abundantes menstruaciones o hemorragias. En mujeres de mayor edad, por la producción de flujo sanguinolento. El cáncer cervical es un tumor maligno que aparece en el cuello del útero. El principal síntoma son las frecuentes hemorragias. Sugerencias de cierre de lección • • • Tras concluir el análisis del contenido titulado Cáncer: descontrol de la división celular, pida a sus estudiantes que junto con un compañero realicen las actividades indicadas en la sección ¿Qué opinas? A continuación, solicite a algunos de ellos que expongan sus conclusiones ante el curso. 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. Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección ingresando al sitio web sugerido en la cápsula Recursos TIC de las páginas 37 y 38. Al finalizar la lección… (Página 31) Respuestas esperadas 1. Cuando las células de un tejido están seriamente alteradas se activa un proceso de muerte celular programada o apoptosis, el cual está dirigido por genes que limitan la proliferación celular conocidos como genes supresores de tumores, como el gen p53. Si este tipo de genes muta, la apoptosis deja de producirse y es posible el desarrollo de tumores, algunos de los cuales pueden ser cancerígenos. El cáncer también puede desarrollarse a partir de mutaciones en los protooncogenes, genes que estimulan la división celular, por lo que se transforman estos en oncogenes. 2. Podrían desarrollarse múltiples tumores y cáncer. 3. Evitando la exposición a ellos. Por ejemplo, no exponerse al sol y usar bloqueador solar son medidas de protección contra la radiación UV. Del mismo modo, evitar la inhalación del humo del tabaco ayuda a prevenir el cáncer en el sistema respiratorio, especialmente en los pulmones. 4. La apoptosis tiende a disminuir el número de células de un tejido. Sin embargo, en los tejidos de un organismo adulto hay un equilibrio entre los procesos creadores de células y el de apoptosis. 5. En diferentes momentos del ciclo celular (G1, M y G2) existen los denominados “puntos de control”, en los que participan proteínas denominadas ciclinas (cdc) y quinasas dependientes de ciclinas (cdk). En cada uno de estos puntos de control, la célula “verifica” que se cumplan normalmente determinadas condiciones antes de proseguir con el proceso. Por ejemplo, en el punto de control de G1, la célula verifica condiciones como tamaño, disponibilidad de alimento, señales de crecimiento y que el ADN no presente daños ni alteraciones. 28 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 32 a 41) 1 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 desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 32. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Qué características distinguen a los gametos de las células somáticas? • ¿Qué debiera ocurrir con la cantidad de material genético durante el proceso de reproducción celular que permite la formación de los gametos? Prerrequisitos (Debes recordar, página 32) Las células haploides (n) tienen un solo juego de cromosomas de la especie, en contraposición a las células diploides (2n), que presentan dos conjuntos o juegos de cromosomas, ordenados en pares homólogos, en el núcleo. La fecundación es un fenómeno que ocurre en la reproducción sexual y consiste en la unión de dos células reproductoras o gametos haploides (n), lo que da como resultado un cigoto diploide (2n). Trabaja con lo que sabes (Página 32) Respuestas esperadas a. Haploide. b. La recombinación, ya que permite otorgarles más variabilidad genética a las especies. c. Se denominan células primordiales germinales y generan la línea celular que dará origen a los gametos. Se ubican en las gónadas femeninas (ovarios) y masculinas (testículos). Sugerencias de desarrollo de lección A continuación, se desarrollan orientaciones para iniciar la lección, poniendo énfasis en de los errores frecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y en disponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección. Tratamiento de los errores frecuentes • Es usual que los estudiantes solo consideren como cromosomas a aquellos compuestos por un par de cromátidas (cromosomas duplicados) y no a aquellos que se producen al culminar la meiosis I, que son cromosomas formados por solo una cromátida (cromosomas simples). • Para remediar esta situación, se sugiere mostrar una imagen con los dos tipos de cromosomas, simples y duplicados, y explicar sus diferencias indicando que ámbos son cromosomas, pero en estados de replicación distintos. Guía didáctica del docente 29 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la meiosis y de su importancia como fuente de variabilidad genética. Dificultad menor 1. Completa la siguiente tabla comparativa entre meiosis y mitosis: Mitosis Meiosis La realizan células somáticas. Se producen dos divisiones consecutivas. Durante la anafase se separan las cromátidas hermanas. El resultado son cuatro células genéticamente diferentes. Las células hijas tienen la misma cantidad de material genético que la célula madre. 2. ¿En qué momento de la gametogénesis ocurre la meiosis? 3. ¿Cuál es la función biológica de la meiosis? Dificultad mayor 1. Una célula con dos pares de cromosomas experimenta una mitosis, y cada célula hija resultante sufre una meiosis: a. ¿Cuántas células se forman al final? b. ¿Qué dotación cromosómica tendrá cada una de estas células resultantes de la meiosis? c. ¿Qué células son haploides?, ¿cuáles diploides? 2. A partir de la imagen, contesta las siguientes preguntas: a. ¿Qué etapa de la meiosis representa? b. ¿Qué se indica con los números 1, 2 y 3? c. ¿Qué papel desempeñan las estructuras numeradas con 1? d. Describe los acontecimientos que tienen lugar en esta fase. e. ¿Por qué se sabe que la célula está en meiosis? f. ¿Cuántos cromosomas tiene la célula diploide de la imagen cuando comenzó su meiosis? 30 Unidad 1: Material genético y división celular 1 2 3 UNIDAD 1 Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor 1. Completa la siguiente tabla comparativa entre meiosis y mitosis: Mitosis Meiosis La realizan células somáticas. La realizan células germinales. Se produce una división. Se producen dos divisiones consecutivas. Durante la anafase se separan las cromátidas hermanas. En la anafase I se separan los cromosomas homólogos y en la anafase II, las cromátidas. Como resultado quedan dos células genéticamente iguales. El resultado son cuatro células genéticamente diferentes. Las células hijas tienen la misma cantidad de material genético que la célula madre. Las células hija tienen la mitad de la cantidad de material genético que la célula madre. 2. Se denomina gametogénesis al proceso de formación de los gametos. Se lleva a cabo tanto en las gónadas masculinas como en las femeninas. Los gametos derivan de células germinativas mediante meiosis. Los procesos de formación de gametos masculinos y femeninos son similares. La espermatogénesis se desarrolla en las paredes de los túbulos seminíferos de los testículos, mientras que la ovogénesis en los ovarios. Tras una fase de proliferación y crecimiento viene la fase de maduración. En los espermatocitos I o de primer orden comienza con la primera división meiótica, la que da como resultado los espermatocitos II (n y 2c ADN). Tras la meiosis II se originan las espermátidas, que son haploides (n y c ADN). En las hembras, al finalizar la primera división meiótica, se origina un ovocito II o de segundo orden, y un corpúsculo polar (n y 2c ADN). En la segunda división meiótica, el ovocito II bloquea la división en metafase, completándose tras la fecundación. En la mayoría de mamíferos, los ovocitos no fecundados mueren, completando la meiosis al transformarse en óvulo fecundado. 3. La importancia biológica de la meiosis radica en que gracias a esta es posible la formación de gametos o células sexuales y el aumento de la variabilidad genética de la especie. Dificultad mayor 1. a. 8 células. b. Serán haploides con n = 2. c. Las células haploides son las producidas tras la primera y segunda división meiótica. Las células diploides son las que se obtienen tras la mitosis. 2. a. Metafase I. b. 1: microtúbulos del huso meiótico; 2: par de cromosomas homólogos; 3: centriolos. c. Dirige el movimiento de cada cromosoma. d. Los pares de cromosomas homólogos se disponen alineados en el ecuador de la célula. e. Porque los cromosomas homólogos están alineados en pares. En la metafase mitótica se observa una sola línea de cromosomas duplicados en el ecuador de la célula. f. La célula al iniciar la meiosis tiene 2 pares de cromosomas diploides con dos cadenas cada uno, lo que corresponde a 2n: 4c. Guía didáctica del docente 31 Actividad 6, Explicar (Página 36) Respuestas esperadas a. Durante la profase I. b. Se producen en espermatocitos y ovocitos I. c. Si se bloqueara la capacidad de formar los quiasmas y consecuentemente el entrecruzamiento de modo que se evitara la recombinación, disminuiría la variabilidad genética en la especie y los descendientes serían más parecidos a sus padres o madres. Actividad 7, Analizar (Página 37) Respuestas esperadas 1. Aunque en ambos procesos de división se reconocen elementos característicos de una división celular eucarionte, como cromosomas y microtúbulos organizados, existen diferencias como las siguientes: - Solo hay una fase S previa a la meiosis I. - En la meiosis I ocurren los procesos que son claves para la variabilidad genética, el entrecruzamiento y la permutación cromosómica. - En la anafase I no se rompe el centrómero, lo que provoca que los cromosomas migren duplicados a los polos de la célula. - El resultado de la meiosis I son dos células haploides con cromosomas duplicados (n y 2c ADN), mientras que las células obtenidas tras la meiosis II son haploides con cromosomas simples (n y c ADN). 2. El entrecruzamiento ocurre siempre entre cromosomas homólogos; la variación podrá ser solo entre las regiones de los cromosomas implicadas. 3. Debido a que los cromosomas homólogos están ordenados en pares, habrá dos posibles resultados por cromosoma para cada célula hija, es decir, recibir el cromosoma materno o el paterno. De lo anterior se entiende que los resultados aumentarán de forma exponencial en virtud del número de pares de cromosomas. Esto se resume en la expresión 2n, donde n es la cantidad de pares de cromosomas. Por lo tanto, para una célula con 3 pares de cromosomas las combinaciones posibles son 8 (23) y para una célula con 4 pares de cromosomas las combinaciones son 16 (24). 4. Impacta altamente en la variabilidad genética, ya que al producirse recombinación, trozos de ADN se intercambian entre ambas cadenas, lo que origina que en la cadena original que procede del padre, tenga segmentos de la madre y viceversa, lo que afecta decisivamente al fenotipo final de la progenie. Actividad 8, Comparar (Página 39) Respuestas esperadas a. La figura que corresponde al epitelio intestinal es la 1 y la que representa al ovario, la 2. Esto se debe a que se observa una disminución de las cantidades de ADN, que llega al punto tres, es decir, pasa de 2n a n, típico de la meiosis. Por su parte, en el epitelio solo ocurre mitosis. b. c = 3 32 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • Pida a los estudiantes que expongan sus respuestas de las actividades sugeridas en la sección Recursos TIC de la Página 37. • A continuación, solicite a los estudiantes que desarrollen de manera individual las actividades de la sección Al finalizar la lección…, para luego exponerlas ante el curso, con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. 1 Al finalizar la lección… (Página 41) Respuestas esperadas 1. a. G1, S, G2, meiosis I, G1, meiosis II. b. En B es la duplicación del material cromosómico y tanto en D como en F ocurre la disminución del material genético. c. De C a D. 2. a. Tras la meiosis I se obtendrán espermatocitos II XY (ambos cromosomas duplicados) y 0; si la meiosis II transcurre normalmente. Las cuatro espermátidas resultantes tendrán XY (cromosomas simples), XY (cromosomas simples), 0 y 0. b. XXY y X0. c. Existe 50 % de posibilidades de que se produzca un embrión XXY (síndrome de Klinefelter) y un 50 % de que el embrión sea X0 (síndrome de Turner). d. Dentro de las numerosas mutaciones que presentan los cromosomas, las más destacadas y comunes son las anomalías numéricas (aneuploidías autosómicas y genosómicas) y alteraciones estructurales, como las deleciones o translocaciones. Anomalías numéricas: estas anomalías se denominan también mutaciones genómicas, ya que varía el número de cromosomas del genoma. Pueden ser aneuploidías o poliploidías. El caso más común es la aneuploidía, que se produce cuando un individuo presenta accidentalmente algún cromosoma de más (trisomía, 2n+1) o de menos (monosomía, 2n-1). Las poliploidías se producen cuando se tienen tres o más juegos completos de cromosomas (triploidía, 3n; tetraploidía, 4n). Alteraciones cromosómicas estructurales: estas anomalías afectan a la estructura del cromosoma en cuanto a la ordenación lineal de los genes. Se denominan “reorganizaciones”: uno o más cromosomas cambian su estructura propia por la suma o pérdida de material genético o por alteración de su forma o del patrón de bandas. Aquí se incluyen las siguientes anomalías: - Síndrome de Prader-Willi es una deleción parcial del brazo largo del cromosoma 15. - Síndrome de X frágil se debe a una duplicación parcial del extremo del brazo largo del cromosoma X. Guía didáctica del docente 33 Sugerencias y respuestas esperadas de la Evaluación intermedia (Páginas 42 y 43) Actividades 1. Mitosis Meiosis Autosómicas Germinales Idénticas Diferentes 2 4 2n n Reproductiva No ocurre Crecimiento, regeneración y reparación de estructuras Formación de gametos y esporas. 1 2 Se separan las cromátidas y migran a los polos de la célula. En la meiosis I, los cromosomas duplicados migran a los polos de la célula. En la meiosis II se separan las cromátidas y migran a los polos de la célula. Sí Solo antes de la meiosis I. No Sí 2. a. Son proteínas que están involucradas en la regulación del ciclo celular, síntesis y expresión de ARNm. Las CdK se activan cuando se unen a ciclinas, momento en que son fosforiladas y regulan la velocidad de las etapas del ciclo. Gracias a su acción se producen los denominados puntos de control del ciclo celular. b. En organismos unicelulares, la división celular permite la reproducción. En organismos pluricelulares, la reproducción celular mitótica sirve para el crecimiento, la regeneración y la reparación de estructuras, y la reproducción celular meiótica forma parte del proceso de gametogénesis. c. Porque en ambos procesos la cantidad de ADN de la célula progenitora se reparte equitativamente entre sus células hija (división ecuacional). 3. a. La variación de la cantidad de ADN de una célula durante el proceso de división. b. Meiosis. c. Porque la célula se divide sin que antes se haya producido la duplicación del ADN (período S). d. La figura 1 representa cromosomas en metafase I, por lo que cabe encontrarlos en C. La figura 2 corresponde a una célula haploide y con la mitad de la cantidad de ADN. 4. a. Aplicando la fórmula 2n, el estudiante debe dibujar 4 (22) tipos de gametos diferentes. El proceso implicado es la permutación cromosómica. b. Basta que el estudiante represente con un dibujo una de las alternativas posibles. c. Porque durante el entrecruzamiento, cromátidas del mismo par homólogo intercambian segmentos. Por su parte, la permutación cromosómica permite una distribución azarosa de los cromosomas en 223 (8 388 608) posibilidades. 34 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Orientaciones para las Páginas finales de la unidad 1 Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 44 y 45) • Antes de leer la síntesis, indíquele 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. Además, pídales que respondan las preguntas asociadas a cada una de las lecciones. Las respuestas esperadas a las preguntas son: – Lección 1: 23 % de timina, 27 % de citosina y 27 % de guanina. – Lección 2: En S. – Lección 3: Evitar exponerse a la contaminación, la exposición a rayos UV, al consumo de tabaco, la inhalación de ciertas sustancias químicas o a ciertos virus. – Lección 4: 6 células haploides, con cromosomas duplicados. Solucionario de la Evaluación final (Páginas 46 a 48) 1. a. Organismo haploide: son organismos cuyas células solo poseen un juego de cromosomas. Se identifican con la denominación n. b. Organismo diploide: se refiere a organismos cuyas células tienen dos juegos de cromosomas; se identifican con la denominación 2n. c. Células somáticas: Son las células que conforman el cuerpo de un organismo pluricelular, salvo en los gametos. d. Células germinales: son células precursoras de los gametos. e. Mitosis: proceso de división del núcleo, del cual se originan dos núcleos hijo idénticos. f. Meiosis: es un proceso de división celular en el cual una célula diploide experimenta dos divisiones sucesivas, lo que origina cuatro células hija haploides y distintas a la célula original y entre sí. 2. a. En T3 d. A T1 g. T4 b. En T2 e. A T2 h. T1, T2 y T3 c. En T3 f. A T3 3. Se verían afectadas la profase, la metafase y anafase. Primero, porque en la profase es cuando se forman el complejo de microtúbulos. luego, en la metafase se exponen al centro de la célula, donde van a ser separados en la anafase. 4. En profase hay 92 cromátidas y en telofase solo 23. 5. En metafase, el material genético está en su estado de máxima condensación, mientras que en Go el material genético está como cromatina y las células están metabólicamente activas, aunque no hay duplicación de ADN. Guía didáctica del docente 35 6. Profase I (entrecruzamiento) y metafase I (permutación cromosómica). 7. a. 4 1 3 2 2 3 y 1 4 2 3 x 4 x 2 3 1 1 x 4 b. Los cromosomas homólogos son iguales en su morfología, forma, tamaño y características, pero difieren en la información genética que contienen, pues aunque poseen genes para los mismos caracteres, esta no es necesariamente la misma información, ya que provienen de diferentes padres. Por su parte, las dos cromátidas de un cromosoma son idénticas, pues cada una de ellas contiene una molécula de ADN originada por replicación. 8. 2-4-3-5-1 9. a. Células 4 y 5. Durante la interfase, el material genético está descondensado (cromatina). Durante esta etapa, las células se preparan para la división, por lo que crecen, recuperan proteínas y organelos y se produce la replicación del ADN. b. Los cromosomas se encuentran próximos al ecuador de la célula. Esta etapa corresponde a la metafase. c. En la célula indicada como 9. En la citocinesis se produce una división relativamente equitativa del citoplasma. 10. La célula, cuyo número diploide es 4, se encuentra en la anafase de la primera división meiótica, pues se observan los cromosomas duplicados y se aprecia, en el diagrama, evidencia del entrecruzamiento. Descriptor Preguntas (puntaje asociado) 1 1a (2), 1b (2), 1c (2), 1d (2), 7 (2) 2 1e, (2), 2 (8), 4 (2), 5 (2), 8 (2), 9 (4) 3 3 (3), 14a (3), 14b (3) 4 1f (2), 6 (2), 10 (2), 11 (2), 12 (2), 13 (3), 15(6) 11. b. La importancia biológica de la meiosis radica en que gracias a esta es posible la formación de gametos o células sexuales y el aumento de la variabilidad genética de la especie. 12. a. A – K – J – C – D – H – E – F – G – I - B b. En la anafase I no se divide el centrómero, por lo que los cromosomas migran duplicados hacia los polos, mientras que en la anafase II sí se rompe el centrómero y los cromosomas, de una sola cromátida, migran a los polos. 36 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD 13. 1 ADN 4c 2c 2n 2n n G1 S G2 Profase I Metafase I Anafase I Telofase I Profase II Metafase II Anafase II Telofase II n 14. a. Generalmente en la profase, porque en esta etapa se generan los microtúbulos, pero también afectaría a la metafase y a la anafase. b. En la fase S de la interfase, ya que en ella ocurre la replicación del ADN. 15. a. Significa que la célula cuenta con dos juegos de cromosomas y que cada cromosoma está duplicado (tiene dos cromátidas). b. En la telofase, cada núcleo hijo recibe un miembro del par de cromosomas homólogos, por lo que su dotación cromosómica es haploide. Pero como cada cromosoma está duplicado, su cantidad de ADN es 2C. c. En telofase II, ya que cada célula hija contiene un solo miembro de cada par homólogo y este está formado por solo una cromátida. Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 49) 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. Actividad 1 • Nucleosoma: ADN enrollado en un conglomerado de proteínas histónicas. • Cromatina: los nucleosomas forman fibras. Se distingue la heterocromatina (no transcripcional) y la eucromatina. • Cromosoma: cromatina en su máximo estado de compactación. Se observa durante la división celular. Actividad 2 La información genética en la célula contiene las indicaciones para la síntesis de proteínas. A través de este proceso controla el metabolismo y la estructura celular. Actividad 3 La mitosis es para los organismos unicelulares eucariontes su modo de reproducción, mientras que para los organismos pluricelulares es el medio por el cual reparan o regeneran estructuras y crecen. • Profase: primera etapa de la mitosis, que comienza con la condensación del material genético. Guía didáctica del docente 37 La cromatina, ubicada en el núcleo, se compacta lo que permite observar los cromosomas, que están formados por dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. La membrana nuclear o carioteca inicia su desorganización. El nucléolo se desorganiza y desaparece. Los centriolos migran hacia los polos de la célula y en el citoplasma se organizan unas finas estructuras proteicas en forma de filamentos tubulares (microtúbulos) que formarán el huso mitótico. El aparato de Golgi y el retículo endoplasmático se fragmentan. • Metafase: la membrana nuclear ha desaparecido por completo y el huso mitótico se encuentra totalmente desarrollado. Los cromosomas alcanzan su máximo grado de condensación y son fácilmente observables al microscopio óptico. Cada centrómero interactúa con microtúbulos del huso mitótico, lo que provoca el alineamiento de los cromosomas en el plano ecuatorial de la célula. En esta zona, los cromosomas están sometidos a dos fuerzas opuestas: por un lado, la tendencia de los microtúbulos del huso mitótico, unidos al cinetocoro de cada cromosoma, a separar las cromátidas hermanas, y, por otro, la fuerza de cohesión que las mantiene unidas en el centrómero. Gracias a este fenómeno se genera la tensión necesaria para formar la placa metafásica, es decir, el alineamiento de los cromosomas en el ecuador celular. • Anafase: corresponde a la etapa más corta del proceso de división celular. Los centrómeros que unen a las cromátidas se dividen y las cromátidas se separan debido al acortamiento de los filamentos del huso mitótico. Esto permite que cada cromátida sea arrastrada hacia los polos de la célula. De esta manera, las dos cromátidas que forman cada cromosoma se separan y se dirigen cada una al polo opuesto. La separación simultánea de los pares de cromátidas hermanas en la transición metafase-anafase es un momento crucial del ciclo celular, por lo que está finamente regulado. Por ejemplo, es muy importante que la cohesión se pierda en el momento adecuado, para que cada cromátida pueda migrar a la célula hija correspondiente. • Telofase: los cromosomas, ahora formados por una sola cromátida, migran completamente hacia los polos celulares y vuelven a descondensarse, por lo que pierden el aspecto que tenían durante la metafase. El huso mitótico comienza a desaparecer y se inicia la formación de la membrana nuclear alrededor de los dos grupos de cromosomas en cada extremo de la célula. Además, en su interior empiezan a reorganizarse los nucléolos y en el citoplasma se ensamblan el aparato de Golgi y el retículo endoplasmático. Actividad 4 Una célula diploide es aquella que tiene dos juegos cromosómicos. Actividad 5 Etapa de la mitosis Dotación cromosómica Cantidad de ADN Profase 2n 4c ADN Metafase 2n 4c ADN Anafase 2n 4c ADN Telofase 2n 2c ADN 38 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD 1 Actividad 6 La función de crecimiento se observa en la mayor cantidad de mitosis que se realizan durante la infancia humana en comparación con lo que sucede una vez que la persona ha dejado de crecer. La función de regeneración se evidencia si se considera que la existencia de las células es limitada, por lo tanto a medida que estas mueren deben ser sustituidas por otras. Finalmente, la función de reparación queda demostrada con el proceso de cicatrización de una herida o reparación de una fractura. La apoptosis o suicidio celular programado es una secuencia de acontecimientos que termina con la muerte celular controlada por la propia célula. Ocurre en el período de formación de los órganos, cuando se requiere eliminar células; también cuando en un tejido hay sobrepoblación de células, o cuando el ADN de las células ha sido severamente dañado. El gen p53 es clave en este proceso. La proteína que codifica (también llamada p53) cumple funciones en: • Control del ciclo celular: lo detiene cuando el ADN está dañado y evita su replicación. • Reparación del ADN: activa enzimas que reparan el ADN dañado. • Senescencia: cuando el daño en el ADN es irreparable, induce junto a otras proteínas a que la célula entre en estado senescente. En esta condición irreversible, la célula modifica su expresión genética y su morfología y se vuelve incapaz de reproducirse. • Apoptosis: es otro proceso que se activa cuando el daño del ADN es irreparable. Como está dicho, culmina con la autodestrucción celular. Actividad 7 Mitosis Etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Dos células resultantes con el mismo número de cromosomas que la célula madre. Función: crecimiento, regeneración y reparación de estructuras en organismos pluricelulares y reproducción en organismos unicelulares. Meiosis Etapas: meiosis I y meiosis II, cada una con profase, metafase, anafase y telofase. Cuatro células resultantes con la mitad de número de cromosomas que la célula madre. Función: forma parte del proceso de gametogénesis. Es clave para disminuir a la mitad el número de cromosomas y aumentar la variabilidad genética. Actividad 8 El entrecruzamiento es posible gracias a complejos proteicos que regulan que este suceda en áreas de los cromosomas que presenten homología, de manera que no se realicen intercambios anormales de material genético, o entre cromosomas no homólogos. El desplazamiento de los cromosomas durante la meiosis y su organización, lo que forma, pares homólogos es gracias a la actividad de los microtúbulos unidos al cinetocoro que cada cromosoma contiene en su centrómero. Guía didáctica del docente 39 Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias (Páginas 50 y 51) • Aunque estas actividades pueden ser desarrolladas por cualquier estudiante, propóngalas especialmente a aquellos estudiantes que han alcanzado un desempeño sobresaliente en la Evaluación final. Actividad 1.1 Paciente Notación del cariotipo Diagnóstico A 47, XX, +21 Mujer con trisomía 21 o síndrome de Down B 47, XXY Hombre con síndrome de Klinefelter C 47, XY, +13 Hombre con síndrome de trisomía 13 Actividad 1.2 a. Debido a que las neuronas y las fibras musculares cardíacas se encuentran en G0 y han perdido la capacidad de volver a reproducirse, el daño a estructuras nerviosas o al corazón es irreparable. En el caso del cerebro, solo se ha demostrado cierta capacidad regenerativa en la región del hipocampo a partir de células madre presentes en esa región. b. Se perdería la capacidad regenerativa de las células epiteliales. Esta es fundamental, pues este tejido está sometido a un continuo desgaste. Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 52 y 53) • 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. 40 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Material fotocopiable 1 Taller de ciencias Materiales - agua - papel de filtro - azul de metileno lactofenol-safrina (si no hay incubadora) - 1 tubo de ensayo - azúcar - levadura - gradilla - agitador de vidrio - láminas portaobjetos y cubreobjetos - microscopio - incubadora - mechero - trípode - malla para trípode - termómetro de 100 °C - espátula - cuchara y cucharita - lápices de colores División de células Pregunta de investigación ¿En la reproducción asexual se obtienen células hijas idénticas a la célula madre? Hipótesis Formula una hipótesis en tu informe de laboratorio a partir de la pregunta de investigación planteada. 1. Adiciona una cucharadita de levadura de panadería al tubo de ensayo que contiene agua y azúcar. Así obtendrás un cultivo de levaduras. Incuba o calienta el tubo de ensayo a baño María (37 °C) durante 15 minutos. 2. Con el agitador de vidrio toma una gota del cultivo anterior y colócala en un portaobjetos. Deja secar el extendido al aire durante cinco minutos. 3. Adiciona dos gotas de azul de metileno y deja actuar durante tres minutos. 4. Pon un cubreobjetos y elimina el exceso de colorante con papel de filtro. 5. Observa al microscopio, primero con el objetivo de menor aumento y luego con el de mayor aumento. Resultados 1. Dentro de los círculos, realiza dibujos de tus observaciones. 2. Describe la morfología o forma de las levaduras. 3. Identifica las estructuras de la levadura que se observan. Análisis y conclusiones 1. Tomando como base tus observaciones, responde las preguntas: a. ¿Se observan levaduras en el proceso de reproducción?, ¿cómo se sabe que se están reproduciendo? b. ¿Qué tipo de reproducción celular se observa? Explica. Para tener en cuenta Si no hay incubadora o materiales para realizar el montaje del baño María en tu laboratorio, cambia el azul de metileno por una gota de lactofenol-safrina. c. ¿Por qué son diferentes los resultados obtenidos en los tubos A y B? Justifica tu respuesta. 2. Explica cómo actúan el azul de metileno y la solución de lactofenol-safrina sobre las levaduras. 3. ¿En la reproducción asexual se obtienen células hijas idénticas a la célula madre? 4. ¿Qué detalles de las levaduras te permitió observar el microscopio? Guía didáctica del docente 41 Material fotocopiable Ficha de refuerzo Mitosis y meiosis Clasifica en los recuadros las siguientes características según correspondan al proceso de mitosis o al de meiosis. • • • • • • Está relacionado con la reproducción sexual. Ocurre en la reproducción de los organismos unicelulares. Consta de dos divisiones sucesivas. Mediante esta división se originan los gametos. Es un proceso de división celular que se da en organismos pluricelulares en las fases de crecimiento. Se originan cuatro células hijas. 42 Unidad 1: Material genético y división celular • • • • • • División celular conservadora. Las células hijas poseen la mitad de cromosomas que la célula madre. Se originan dos células. Las células hijas son idénticas entre sí e idénticas a la célula madre. Se produce variabilidad genética. Se realiza solo en células diploides. Ficha de ampliación UNIDAD Material fotocopiable 1 Mutaciones 1. Une mediante flechas las siguientes palabras con sus definiciones: Mutación Agente químico o radiación que pueden provocar mutaciones. Agente mutágeno Organismo diferente a los de su especie por haber experimentado una mutación. Mutante Cambio en el ADN de una célula, que se produce espontáneamente y al azar. 2. Explica el efecto que producen las siguientes mutaciones: a. Beneficiosa: b. Letal: c. Somática: d. Indiferente: e. Gamética: f. Perjudicial: 3. Analiza la siguiente secuencia de ADN que pertenece al gen que contiene la información para fabricar una de las cadenas de la hemoglobina normal. Luego, realiza las actividades a y b. CCA GAA CAC TTT CCA CGG TTC CAG TTT GGA GTA a. Explica qué sucedería con la producción de hemoglobina si la secuencia TTT es remplazada por otra secuencia como GGG. b. ¿En qué etapa de la meiosis podría ocurrir un cambio como el indicado en el punto a? Guía didáctica del docente 43 Material fotocopiable Instrumento de evaluación Nombre: Marca con una ✖ la alternativa correcta. 1. ¿Qué moléculas orgánicas no forman parte del ADN? A. Bases nitrogenadas. B. Proteínas. C. Carbohidratos. D. Ácidos nucleicos. E. Lípidos. 2. ¿Qué diferencia a un nucleótido de otro? A. La base nitrogenada. B. La pentosa. C. El grupo fosfato. D. Los puentes de hidrógeno. E. La fuerza de cohesión. 3. ¿Cuántas cromátidas tiene un cromosoma autosomal duplicado? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 4. Si una especie tiene un 2n = 10, se puede concluir que: I. I. su diploidía es 20. II. II. su haploidía es 5. III. III. tiene dos cromosomas. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. I y III E. I, II y III 44 Unidad 1: Material genético y división celular Curso: 2º medio UNIDAD Material fotocopiable 1 5. La colchicina es una droga utilizada para detener la mitosis justo en metafase I tanto en células animales como vegetales, y así obtener “placas metafásicas”. Considerando que una “placa metafásica” es el conjunto de cromosomas en su máximo punto de compactación ubicados todos en el plano ecuatorial de la célula, la acción de esta droga es evitar: A. el inicio de la citocinesis. B. la descompactación de los cromosomas. C. la despolimerización del huso mitótico. D. la movilidad del centríolo al interior de la célula en división. E. la unión de los centrómeros de cada cromosoma al huso mitótico. 6. Identifica en qué fase del ciclo celular se observa el mayor grado de condensación del ADN y en qué fase ocurre la duplicación del material genético respectivamente. A. Fase S y fase M B. Fase G2 y fase G1 C. Fase G0 y fase S D. Fase M y fase S E. fase M y fase G2 7. ¿Qué hechos son comunes entre la mitosis y meiosis animal? I. Formación de huso. II. Duplicación de los centríolos. III. Desintegración de la membrana nuclear. IV. Separación de los cromosomas homólogos. A. Solo III B. I y II C. I, II y III D. III y IV E. I, II, III y IV 8. La mitosis es un proceso que reviste gran importancia para los organismos eucariontes, tanto unicelulares como pluricelulares. Esto se debe a que participa en los siguiente procesos biológicos: I. en el desarrollo de un organismo. II. en el crecimiento de un organismo. III. en la formación de gametos. IV. en la reparación y renovación de tejidos. A. I y II C. I y IV B. II y III D. I, II y IV E. I, II III y IV Guía didáctica del docente 45 Material fotocopiable 9. Cuál de las siguientes características del cáncer es falsa. A. Todos los tumores cancerígenos son malignos. B. Hay factores químicos o físicos que pueden ser considerados agentes carcinógenos. C. Las células cancerígenas pueden invadir otros tejidos, lo que se denomina metástasis. D. El cáncer es una proliferación celular rápida y descontrolada. A. En muchos casos, la causa del cáncer tiene un componente hereditario. 10. En la meiosis se separan los cromosomas homólogos para generar dos núcleos haploides. Esto ocurre durante: A. metafase I. B. anafase I. C. metafase II. D. anafase II. E. diacinesis. 11. Cuando se produce la fecundación entre individuos de una especie con dotación cromosómica 2n = 8, el cigoto resultante es: A. 4n = 4 B. 2n = 8 C. 2n = 16 D. 4n = 16 E. 2n = 4 12. El esquema muestra una anafase completa observada en el ovario de un insecto. ¿Cuántos cromosomas tendrán los gametos producidos por esta hembra? I. 3 II. 4 III. 7 A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. I y II E. II y III 46 Unidad 1: Material genético y división celular UNIDAD Material fotocopiable 1 Tabla de especificaciones Área: Biología Curso: 2º medio Nombre de la unidad: Material genético y división celular Objetivos de la unidad Contenidos Habilidad Ítem Clave Criterios y niveles de logro t3FDPOPDFSMPTOJWFMFTEF organización del material genético. ADN Identificar, reconocer 1 2 E A Logrado: 2 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. t$PNQSFOEFSMB ubicación de la información genética y la composición, estructura y clasificación de los cromosomas. Cromosoma Cromatina Comprender 3 D Logrado: 1 ítem correcto. Por lograr: 0 ítem correcto. t$PNQSFOEFSMB importancia de la división celular para organismos unicelulares y pluricelulares. División celular Comprender, analizar 4 5 B B Logrado: 2 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. t%FTDSJCJSDØNPWBSÓBFM grado de condensación y la cantidad de ADN durante el ciclo celular. Ciclo celular Identificar 6 D Logrado: 1 ítem correcto. Por lograr: 0 ítem correcto. t3FDPOPDFSMBJNQPSUBODJB de los mecanismos celulares para regular la mitosis. Mitosis Reconocer, relacionar 7 8 C D Logrado: 2 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. t$PNQSFOEFSRVFFM cáncer se origina como producto de una división mitótica anormal. cáncer Metástasis Comprender, reconocer 9 A Logrado: 1 ítem correctos Por lograr: 0 ítem correcto. t3FDPOPDFSMBTFUBQBT de la meiosis y la importancia de este proceso como fuente de variabilidad genética. Meiosis Variabilidad Reconocer, identificar, relacionar 10 11 12 B B D Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. Guía didáctica del docente 47 UNIDAD 2 4 Genética y herencia Orientaciones curriculares Propósito de la unidad En esta unidad se estudia la importancia de la información genética, en qué consiste, cómo se organiza y cómo se transmite a nivel celular y a nivel de organismo. En esta perspectiva se estudia la relación genotipo-fenotipo como una manifestación de un programa genético codificado en unidades llamadas genes. La expresión génica se trata de manera que se entienda qué define las características propias de la especie y que su transmisión de generación en generación asegura la herencia de estas características. Estos conceptos se articulan con el análisis de investigaciones clásicas o contemporáneas. Objetivos Fundamentales De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 276), los estudiantes serán capaces de: • Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel, reconocer el papel de las teorías y el conocimiento en el desarrollo de una investigación científica (OFV 1). • Organizar e interpretar datos, y formular explicaciones, apoyándose en las teorías y conceptos científicos en estudio (OFV 2). • Comprender que el desarrollo de las ciencias está relacionado con su contexto sociohistórico (OFV 3). • Reconocer las limitaciones y la utilidad de modelos y teorías como representaciones científicas de la realidad que permiten dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema (OFV 4). • Comprender que cada individuo presenta los caracteres comunes de la especie con variaciones individuales que son únicas y que cada persona es el resultado de la expresión de su programa genético y de la influencia de las condiciones de vida (OFV 5). 48 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Contenidos Mínimos Obligatorios 2 De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 278), el CMO es el siguientes • Aplicación de principios básicos de genética mendeliana en ejercicios de transmisión de caracteres por cruzamientos dirigidos y de herencia ligada al sexo (CMO 8). Habilidades de pensamiento científico Habilidad Identificación de teorías y marcos conceptuales, problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones en investigaciones clásicas o contemporáneas relacionadas con los temas del nivel; por ejemplo, las contribuciones de Mendel. Identificación de relaciones de influencia mutua entre el contexto sociohistórico y la investigación científica a partir de casos concretos clásicos o contemporáneos relacionados con los temas del nivel. Explicación de la importancia de teorías y modelos para comprender la realidad, en consideración de su carácter sistémico, sintético y holístico, y dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema. Identificación de las limitaciones que presentan modelos y teorías científicas que persiguen explicar diversas situaciones problema. 1 Lección 2 3 4 • • • • • • • • 5 • • • • • • Aprendizajes Esperados en relación con los OFT De acuerdo con el Programa de Estudio de Segundo año medio de Biología (página 40) son los siguientes: Respetar las diferencias individuales y sociales • Respeta las diferencias entre pares. • Demuestra aprecio por sus características distintivas. Poner en juego actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento • Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. • Registra, de acuerdo a un orden, los datos surgidos en torno al tema de trabajo. • Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. • Entrega trabajos en los tiempos acordados. Guía didáctica del docente 49 Planificación de la unidad Aprendizaje Esperado • Explicar cómo se genera la variabilidad genética entre los individuos de una especie. (CMO 7 - OF 5) Objetivo Específico • Explicar cómo los seres vivos transmiten genéticamente las características a sus descendientes. Lección 1 Herencia de caracteres Contenido • Herencia genética. • Caracteres heredados y adquiridos. • Inicios de la genética. • Tipos de cruzamiento. • Describir investigaciones científicas clásicas y contemporáneas en genética y reconocer el papel de la teoría en ellas (ejemplo, Gregorio Mendel). (CMO 8 - OF 1) • Resolver problemas de genética relacionados con la herencia de un solo carácter aplicando la primera ley de Mendel. 2 Monohibridismo: herencia de un carácter • Monohibridismo. • Rasgos dominantes y recesivos. • Primera ley de Mendel. • Tablero de Punnett. • Cruzamiento de pruebas. • Resolver problemas de genética simples (mono y • Resolver problemas de dihibridismo). genética relacionados (CMO 8 - OF 1) con la herencia de dos caracteres aplicando la segunda ley de Mendel. • Explicar cómo se genera • Explicar y describir los la variabilidad genética mecanismos de herencia entre los individuos de que presentan variaciones a una especie. las leyes de Mendel. (CMO 7 - OF 4) 3 Dihibridismo: herencia de dos caracteres 4 Teoría cromosómica de la herencia • Dihibridismo. • Segunda ley de Mendel. • Cromosomas y genes. • Herencia ligada al cromosoma X. • Experimento de Morgan. • Dominancia incompleta. • Codominancia. • Alelos múltiples. • Explicar la presencia de un carácter hereditario en un individuo del cual se conoce su ascendencia. • Investigar la transmisión de enfermedades hereditarias en árboles genealógicos. 50 Unidad 2: Genética y herencia 5 Herencia en la especie humana • Herencia autosómica dominante. • Herencia autosómica recesiva. • Herencia dominante ligada al sexo. • Herencia recesiva ligada al sexo. UNIDAD Instrumentos de evaluación Indicador de Evaluación 2 Tiempo estimado (horas pedagógicas) • Trabaja con lo que sabes (Página 56). • Identifican y distinguen los caracteres heredados y adquiridos. • Al finalizar la lección (Página 61). • Explican los primeros estudios realizados por Gregorio Mendel. 3 • Trabaja con lo que sabes (Página 62). • Definen y ejemplifican conceptos clave en la genética mendeliana, como gen alelo, • Al finalizar la lección (Página 69). dominante y recesivo; homocigoto puro; heterocigoto; generación parental filial; tablero de Punnett. 3 • A partir de ejemplos explican la primera ley de Mendel. • Al finalizar la lección (Página 75). • Evaluación intermedia (Páginas 76 y 77). • Resuelven problemas de genética mendeliana simples (monohibridismo). • Reconocen la importancia de la regulación de la mitosis en el desarrollo del cáncer. 3 • Describen el cáncer como una división celular anormal. • Trabaja con lo que sabes (Página 78) • Al finalizar la lección (Página 85). • Distinguen hipótesis, procedimientos, inferencias y conclusiones en los trabajos realizados por Gregorio Mendel. 3 • Explican las teorías que inspiran o sustentan las investigaciones de Mendel. • A partir de ejemplos explican la primera ley de Mendel. • • • • • Resuelven problemas de genética mendeliana simples (dihibridismo). Trabaja con lo que sabes (Página 86). • Explican el experimento realizado por Thomas Morgan. Al finalizar la lección (Página 91). • Describen las variaciones de las leyes de Evaluación intermedia (Página 94). Mendel. Evaluación final (Páginas 98 a 101). 4 Guía didáctica del docente 51 Prerrequisitos y bibliografía de la unidad A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para la unidad, como también algunos textos de consulta. Prerrequisitos Lección 1 Herencia de caracteres Lección 2 Monohibridismo: herencia de un carácter t/ÞDMFPDFMVMBSt.BUFSJBMHFOÏUJDP t$BSBDUFSFTt1PMJOJ[BDJØO t)ÓCSJEPTt(FOPUJQPZGFOPUJQP t"MFMPTt$SV[BNJFOUPHFOÏUJDP Lección 3 Dihibridismo: herencia de dos caracteres Lección 4 Teoría cromosómica de la herencia t%PNJOBODJB t3FDFTJWJEBE t%JTUSJCVDJØOJOEFQFOEJFOUF t$SPNPTPNBT t(FOFT t$SPNPTPNBT9F: Lección 5 Herencia en la especie humana t"MFMPT t"OUJDVFSQPT t"OUÓHFOPT t(FOFBMPHÓB t)FSFODJB Bibliografía de referencia Lección 1 Herencia de caracteres • Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. • Karp, G. (2008). Biología celular y molecular. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. Lección 2 Monohibridismo: herencia de un carácterw • Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. • Griffiths, A. y otros. (2008). Genética. Madrid: Editorial McGraw-Hill. Lección 3 Dihibridismo: herencia de dos caracteres • Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología: conceptos y relaciones. Ciudad de México: Pearson Educación. • Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. Lección 4 Teoría cromosómica de la herencia • 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. Lección 5 Herencia en la especie humana • Prenafeta Jenkin, S. (2005). Ciencia y biología al alcance de todos: diccionario científico. Santiago de Chile: Radio Universidad de Chile. • Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. 52 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 54 y 55) 2 Objetivos de la unidad • Invite a los estudiantes a leer y analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección en la página 54 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 • Pregunte a sus estudiantes qué saben acerca de la genética y de la herencia, especialmente si recuerdan haber escuchado estos conceptos en programas de televisión o películas y en qué contextos. Escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas. • Explique a sus estudiantes que la genética es una rama que responde a inquietudes cotidianas, como ¿por qué existen diversos colores de ojos?, ¿por qué hay personas más altas que otras? • Solicite a sus estudiantes que respondan las preguntas que se plantean en la página 54. • Pida a sus estudiantes que observen la imagen de estas páginas, que la describan y que luego identifiquen aquellas características físicas que son comunes entre las aves y aquellas que las diferencia. Luego, que deduzcan aquellos rasgos que son heredables. Para comenzar Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos. • Pídales a sus estudiantes que lean las preguntas de la sección Para comenzar de la página 55, que las contesten en sus cuadernos y que las discutan con sus compañeros. • Se sugiere complementar esta sección con las siguientes preguntas: a. Una pareja de novios cuyo color de ojos es verde, ¿pueden tener hijos con color de ojos café? b. Un perro macho de pelaje blanco se cruza una hembra de pelaje negro. ¿Pueden tener crias de color gris? Guía didáctica del docente 53 Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 56 a 61) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 56. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • ¿Qué entiendes por material genético?, ¿dónde se resguarda la información genética? • ¿Puedes mencionar caracteres que sean heredables? Prerrequisitos (Debes recordar, página 56) La información genética corresponde a un conjunto de mensajes codificados en los ácidos nucleicos agrupados en un cúmulo llamado genoma, el cual es la totalidad de esta información que da origen a la expresión de los caracteres hereditarios propios de los seres vivos mediante reacciones bioquímicas. El genotipo se refiere a la información genética que posee un organismo en particular, en forma de ADN. Por su parte, el fenotipo es la expresión del genotipo en función de un determinado ambiente. Los rasgos fenotípicos pueden ser tanto físicos como conductuales. Trabaja con lo que sabes (Página 56) Respuestas esperadas a. Las características físicas, como el color de pelo, la altura, la forma de las orejas y la nariz, entre otras, se transmiten de padres a hijos. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Es común en los estudiantes creer que solo las características físicas son heredables. También son heredables muchas características conductuales, como la conducta de cortejo de las aves. • Para remediar esta situación, realice junto a los alumnos un listado de características conductuales heredables. Incluir en esa lista los siguientes ejemplos: hay ciertos elementos de personalidad que tienen una base genética. Algunas reacciones emocionales o estados de ánimo, el nivel de inteligencia y la naturaleza social de una persona son rasgos que se transmiten genéticamente. 54 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Actividades complementarias 2 Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la herencia de caracteres. Dificultad menor Relaciona cada concepto con el ejemplo o los ejemplos correspondientes. Para ello, escribe el número de cada concepto frente a la oración respectiva. 1. Genotipo 2. Dominante 3. Fenotipo 4. Recesivo 5. Alelo 6. Heterocigoto 7. Homocigotos a. Formas del gen para color de cabello: negro, café, rubio, rojo. b. Juan es Aa para el color de sus ojos y BB para el color de su cabello. c. El carácter color de piel morena se expresa frente al carácter color de piel blanca. d. María es rubia, con ojos cafés y piel blanca. e. Genotipos CC, pp y hh. f. Genotipos Cc, Pp y Hh. g. Para expresar ojos azules el genotipo debe ser aa. Dificultad mayor Elige a cinco miembros de tu familia (abuelos, padres, hermanos) para evaluar una de las siguientes características hereditarias: - Cabello liso o crespo. - Color de ojos café o verde. - Cabello rubio u oscuro. A partir de tu investigación, responde las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es la característica más frecuente en tu familia? 2. ¿Puedes determinar la dominancia o la recesividad de un carácter en tu familia con estas observaciones? 3. Con tus compañeros de grupo, elabora una tabla que resuma las características que cada uno evaluó en su respectiva familia y establezcan comparaciones. ¿Qué semejanzas y diferencias encuentran en los caracteres dominantes y recesivos que se evidenciaron? 4. ¿Los caracteres que son más frecuentes en tu familia lo son también en las familias de tus amigos? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor a. 5; b. 1; c. 2; d. 3; e. 7; f. 6; g. 4 Dificultad mayor Las respuestas dependerán de cada estudiante. Lo importante es motivar a los alumnos a realizar la actividad junto con sus familias, con el fin de integrarlas a la actividad y hacerla más interesante para ellos. Guía didáctica del docente 55 Información complementaria Mendel y la apicultura Un aspecto no muy conocido sobre Mendel fue su dedicación durante los últimos 10 años de su vida a la apicultura. Mendel reconoce que las abejas resultaron un modelo de investigación frustrante. Es probable que el experimento realizado con abejas tuviera como objetivo confirmar la teoría de la herencia. En 1854, Mendel discute en Silesia con los apicultores la hipótesis de Jan Dzierzon que enuncia que las reinas infértiles o los huevos que no son fecundados por esperma de los machos generan zánganos, de modo que se produce reproducción sexual en las hembras y reproducción asexual en los machos o zánganos. A este proceso Jan Dzierzon lo denominó partenogénesis. La teoría de Dzierzon fue confirmada por hibridación, si bien el cruce de abejas es difícil, pues durante el vuelo nupcial de la reina no debe haber zánganos extraños. Por ello, Mendel construyó una jaula de tejido de cuatro metros de largo y cuatro de alto, situando la colmena en el exterior de ella, para lograr el objetivo deseado, que era realizar los cruces necesarios para conseguir los híbridos de diferentes razas de abejas. Pero la teoría de Dzierzon no se confirmó en vida de Mendel. Seguramente lo que Mendel pretendía era probar la segregación de caracteres genéticos. Fuente: Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel#Honores Actividad 1, Síntesis (Página 60) Respuestas esperadas 1. En ambas, la polinización cruzada y la autopolinización, se transfiere el polen desde las anteras macho al estigma femenino. La diferencia es que en la polinización cruzada este proceso ocurre entre flores distintas de la misma especie, mientras que en la autopolinización sucede dentro de la misma flor. 2. El cruzamiento con polinización cruzada tiene la ventaja de que aumenta la variabilidad genética de los descendientes. Con la autopolinización se puede obtener una línea pura, es decir, se asegura la herencia de un carácter, útil para el tipo de experimentos como el que realizó Mendel. 3. Polinización cruzada Se requiere de dos plantas de la misma especie para polinizar las flores. La planta no se fertilizará sin la existencia de otra planta de la misma especie en las cercanías. Las ventajas de la polinización cruzada radican en la producción de nuevas combinaciones genéticas en la población, que aseguran la variabilidad de la especie y, en consecuencia, la posibilidad de sobrevivir a los cambios del medioambiente. 56 Unidad 2: Genética y herencia Autopolinización La planta tiene la capacidad para polinizarse y fertilizarse a sí misma. El polen se mueve desde la antera masculina de la planta al estigma hembra en la misma planta. La planta no necesita otra planta de la misma especie para la polinización. Está muy difundida entre las malezas, las plantas pioneras y las especies insulares, que necesitan la fructificación de individuos aislados. UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • • 2 Tras concluir el análisis del contenido titulado Etapas de la germinación de una semilla, pida a sus alumnos que lean la cápsula Conexión con… de la página 59. Solicite a sus estudiantes que noten cómo ciertos temas que parecen aislados, como la acción de una enzima, tienen directa relación con el estudio genético. Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 61) Respuestas esperadas 1. Características heredables: color de ojos, forma de la nariz y color de la piel. Caracteres no heredables: los valores, la personalidad, la velocidad para correr. Estos últimos no son heredables ya que son caracteres adquiridos durante la vida de la persona, y no en los genes. 2. Para obtener una línea pura, productora de semillas amarillas, habría que autopolinizar una planta de semillas amarillas por unas dos generaciones, puesto que así nos aseguramos de que las plantas descendientes sean de línea pura. 3. Porque es fácil de cultivar, existen muchas variedades, su ciclo de vida es corto, presenta caracteres definidos y fácilmente diferenciables y se poliniza con facilidad. 4. Controló siete variables de la planta Pisum sativum. 5. Un mamífero de gran tamaño no sería adecuado, ya que tiene un ciclo de vida largo, produce pocos descendientes en cada reproducción y necesita mucho espacio para ser mantenido, lo que dificulta su estudio en experimentos de laboratorio. 6. Los resultados más confiables son los del estudiante que analizó la muestra mayor, porque entre más grande la muestra, más probabilidad de que sus análisis estadísticos se acerquen a los parámetros de la población. Guía didáctica del docente 57 Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 62 a 69) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos que son desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 62. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿El concepto híbrido se aplica al individuo u organismo que tiene dos genes diferentes para un determinado carácter? • ¿Qué es un alelo? • Explica qué es un cruzamiento genético mediante un ejemplo. Prerrequisitos (Debes recordar, página 62) Se denomina línea pura a un individuo o al grupo de individuos, que descienden de él, que es homocigótico para todos sus caracteres por autofecundación. En otras palabras, es un linaje que mantiene constantes sus caracteres a través de las generaciones. La autofecundación es la fusión de las células sexuales o gametos masculino y femenino procedentes de un mismo individuo. La polinización cruzada es el transporte del polen de una planta a otra. Es necesaria cuando los sexos masculino y femenino no se encuentran en la misma planta o cuando estos aparecen en diferentes períodos del florecimiento de una misma planta. Trabaja con lo que sabes (Página 62) Respuestas esperadas a. Son aquellos individuos que para una carácter son genotípicamente homocigóticos. b. Serán de color de la línea pura, es decir, del color de las plantas 1 y 2. c. Autofecundar varias generaciones de plantas con flores blancas. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • En cruzamientos de monohibridismo los alumnos cometen errores al establecer los gametos de los individuos que se cruzan. • Una vez establecidos los gametos, y utilizando la tabla de Punnett, los estudiantes suelen equivocarse al generar las combinaciones respectivas. 58 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD • Como consecuencia de lo anterior, los alumnos no obtienen las proporciones fenotípicas y genotípicas correctas, lo que los confunde. • Para remediar las situaciones anteriores, se sugiere resolver junto con los estudiantes varios ejercicios de cruzamientos mohohibridos, analizando paso a paso cada etapa de la resolución de dichos ejercicios. 2 Nota: En el texto del estudiante, en la página 63, hay una tabla que en su segunda fila y tercera columna dice: 2001 rugosas, y debe decir: 2001 verdes. Actividad 2, Análisis (Página 63) Respuestas esperadas 1. 14 fenotipos. 2. Los resultados de la primera generación se deben a que el carácter que se manifiesta en el fenotipo es el dominante. 3. La proporción en la segunda generación se aproxima al 3:1, es decir, de cuatro descendientes, tres manifestarán el fenotipo dominante y solo uno manifestará el fenotipo recesivo. 4. Sí, en la primera generación todos los descendientes presentan el carácter estudiado en su forma dominante. En la segunda generación se presenta el carácter recesivo en cerca de un cuarto de los descendientes. 5. De la tabla podemos concluir que en las plantas de la primera generación el rasgo de uno de los padres, aunque no se manifiesta, no desaparece, sino que se queda en estado recesivo, es decir, reaparece de nuevo en la generación F2. Además, al contar el número de plantas, de acuerdo a sus características, vemos que hay tres veces más plantas con uno de los rasgos (3:1). 6. 120 semillas amarillas y 40 semillas verdes. Actividad 3, Experimentar (Página 64) Respuestas esperadas Los resultados obtenidos deben dar una proporción de 1:1. Siguiendo la analogía de “cara rasgo dominante” y “sello rasgo recesivo”, el resultado obtenido se explica como un cruzamiento entre un heterocigoto dominante y un homocigoto recesivo. Actividad 4, Aplicación (Página 66) Respuestas esperadas 1. El genotipo de la planta heterocigota es Pp, y los fenotipos para plantas púrpuras PP y para blancas Pp. 2. Para que en la descendencia haya un tercio con el rasgo recesivo y dos tercios con el rasgo dominante, ambos padres deberían ser heterocigóticos. 3. La probabilidad es uno de cuatro. Guía didáctica del docente 59 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre monohibridismo. Dificultad menor Si se cruza un ratón de pelo largo (L, carácter dominante) con otro de pelo corto (l, carácter recesivo), ¿existe la posibilidad de que la camada de ratones resultantes sea 100 % de ratones de pelo corto? Dificultad mayor Lee el problema y, a partir de él, responde las preguntas. El pelaje de los perros labradores puede ser de dos colores: negro (N), que es el color dominante, y dorado (n). Un criador de perros asegura que cruzó dos labradores de líneas puras, un macho negro con una hembra dorada. 1. Según lo anterior, completa el cuadro de Punnett del cruce entre los dos labradores. 2. ¿Cuál es el genotipo de los progenitores? 3. ¿Cuáles son los posibles genotipos de la descendencia? 4. ¿Cuáles serían los posibles fenotipos de la descendencia? 5. ¿Se cumple la ley de Mendel en este caso? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor No es posible que nazcan solamente ratones de pelo corto. La probabilidad indica que se puede obtener solo un 50 % de ratones de pelo corto si el progenitor de pelo largo es heterocigoto para ese carácter. P1: Ll x ll F1: Ll Ll ll ll 50 % pelo largo 50 % pelo corto Dificultad mayor 1. 60 Unidad 2: Genética y herencia n n N Nn Nn N Nn Nn 2. Los genotipos de los progenitores son NN y nn. 3. El genotipo de la descendencia es Nn 4. La descendencia sería 100 % de pelaje negro. 5. Se cumple la ley de segregación de Mendel. UNIDAD 2 Información complementaria Reginald Crundal Punnett Punnett nació en Tonbridge, Kent, el 20 de junio de 1874. Estudió en Gonville and Caius College, de la Universidad de Cambridge. Con Willian Bateson, Punnett ayudó al establecimiento de la genética como una nueva ciencia en Cambridge. Juntos descubrieron el fenómeno de ligamiento, una auténtica excepción a las leyes de Mendel. A Punnett se le debe el honor de haber creado el cuadro de Punnett, una herramienta genética aun empleada hoy en día para predecir las proporciones de los genotipos y fenotipos, de la descendencia. Se trata de una tabla de doble entrada que representa cómo se realizan las combinaciones aleatorias de los alelos parentales en su descendencia. En 1908, incapaz de entender por qué un alelo dominante no hacía desaparecer a un recesivo en una población, lo consultó con el matemático G. H. Hardy mientras jugaban al cricket. Hardy desarrolló el modelo de la ley de Hardy-Weinberg de forma independiente. Fuente: Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Reginald_Punnett Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado ¿Cómo resolver problemas de monohibridismo?, pida a sus alumnos que lean la cápsula Conexión con... de la página 68. Con la información de esta cápsula, los estudiantes podrán establecer una relación directa entre los estudios genéticos y la matemática. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 69) Respuestas esperadas 1. a. Proporción fenotípica: 3:1. Proporción genotípica: 1:2:1. (Nota: esta respuesta debe reemplazar a la descrita en el solucionario del texto del estudiante, página 230). 2. N n N NN Nn n Nn nn 3. El gen que codifica para el color negro es el dominante. Se puede inferir que los progenitores son heterocigóticos. 4. a. El gen que codifica para el color negro es el dominante. b. Primer cruzamiento: NN x nn. Segundo cruzamiento: Nn x nn. 5. Individuo 1: gametos, N; genotipo, NN; fenotipo, color negro. Individuo 2: gametos, N y n; genotipo, Nn; fenotipo, color negro. Guía didáctica del docente 61 Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 70 a 75) Sugerencias de inicio de lección Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • ¿Cómo se manifiesta la dominancia de un carácter? • ¿Qué significa que un carácter sea recesivo? • ¿Qué entiendes por distribución independiente? Prerrequisitos (Debes recordar, página 70) El tablero de Punnett o cuadro de Punnett es un diagrama diseñado por Reginald Punnett y usado por los biólogos para determinar la probabilidad de que un producto tenga un genotipo particular. El cuadro de Punnett permite observar cada combinación posible para expresar los alelos dominantes (representados con letra mayúscula) y los recesivos (letra minúscula). La primera ley de Mendel establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí fenotípica y genotípicamente, e iguales fenotípicamente a uno de los progenitores (de genotipo dominante), independientemente de la dirección del cruzamiento. Trabaja con lo que sabes (Página 70) A continuación, se propone una actividad para determinar conocimientos previos. En parejas, analicen el siguiente tablero de Punnett que representa el cruzamientos entre dos individuos heterocigotos para el color de la semilla. El color amarillo (A) es dominante sobre el color verde (a). a. ¿Cuáles son los genotipos de los gametos producidos por cada progenitor? A a A AA Aa a Aa aa b. Escriban el fenotipo que corresponde a cada una de las combinaciones de los gametos. c. ¿En qué proporción se encuentra cada fenotipo? Respuestas esperadas a. Los gametos son A y a. b. AA: semilla color amarilla. Aa: semilla color amarilla. aa: semilla color verde. c. En proporción 3 a 1. 62 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Sugerencias de desarrollo de lección 2 Tratamiento de los errores frecuentes • En cruzamientos de dihibridismo los alumnos cometen errores al establecer los gametos de los individuos que se cruzan. • Una vez establecidos los gametos, y utilizando la tabla de Punnett, los estudiantes suelen equivocarse al generar las combinaciones respectivas. • Es muy importante que los estudiantes escriban bien la nomenclatura de los genotipos, de forma que quede claro qué letras representan a la dominancia y cuáles los recesivos. • Para remediar las situaciones anteriores, se sugiere resolver junto con los estudiantes varios ejercicios de cruzamientos dihibridos, analizando paso a paso cada etapa de la resolución de dichos ejercicios. Actividad 5, Análisis (Página 72) Respuestas esperadas 1. TtGG (TG, tG) 2. 5U(H5(U(5H:H 3. TTGg (TG, Tg) 4. AABBCc (ABC, ABc) 5. AaBbCc (ABC, Abc, ABc, aBC, AbC, abC, abc, AbC, aBc) 6. aaBBCcDd (aBCD, aBcd, aBCd) Actividad 6, Análisis (Página 74) Respuestas esperadas 1. Pa, pA, pa 2. Pa: flor púrpura y semilla verde. pA: flor blanca y semilla amarilla. pa: flor blanca y semilla verde. 3. 9:3:3:1 4. Los alelos de diferentes genes se heredan de forma independiente. Mendel concluyó que los genes se encontraban de a pares (alelos), se segregaban en la formación de gametos y, posteriormente, se formaban nuevas parejas de genes al efectuarse la reproducción. 5. a. El 100 % de la descendencia es heterocigótica, con flores púrpuras y semillas amarillas. b. El 100 % de la descendencia es heterocigótica, con plantas altas y semillas lisas. Guía didáctica del docente 63 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre dihibridismo. Dificultad menor Completa el siguiente tablero de Punnett en tu cuaderno. Dl DDll DdLL Dl dl dl DDll ddLL DdLl DdLl Ddll Ddll ddLL ddLl Dificultad mayor La característica del color del pelaje en los ratones está determinada por un gen cuyo alelo dominante es el negro (B) y cuyo alelo recesivo es el café (b). Por su parte, la característica del tamaño del pelaje en los ratones está determinada por un gen cuyo alelo dominante es largo (L) y cuyo alelo recesivo es el corto (b). Un investigador cruzó dos ratones negros de pelo largo y en la primera generación obtuvo ratones negros y cafés con pelajes cortos y largos. Responde las siguientes preguntas de acuerdo con la información anterior: 1. ¿Cuáles son los genotipos de los padres? 2. ¿Cuál es la proporción del fenotipo de los ratones de la primera generación? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor DL Dl dL dl DL DDLL DDLl DdLL Ddll Dl DDLl DDll DdLl Ddll dL ddLL DdLl ddLL ddLl dl DdLl Ddll ddLl ddll Dificultad mayor 1. El genotipo de ambos padres es BbLl 2. La proporción es 9 ratones negros de pelo largo, 3 ratones negros de pelo corto, 3 ratones café de pelo largo, 1 ratón café de pelo corto. 64 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado ¿Cómo resolver problemas de dihibridismo?, pida a sus alumnos que lean la cápsula Recursos TIC de la página 73. La idea es que resuelvan las actividades que la página web propone y afiancen así la comprensión lograda. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. 2 Al finalizar la lección… (Página 75) Respuestas esperadas 1. Generación P: AALL x aall Gametos: AL y al Generación F1: 100 % AaLl Generación F2: AL Al aL al AL AALL AALl AaLL AaLl Al AALl AAll AaLl Aall aL AaLL AaLl aaLL aaLl al AaLl Aall aaLl aall 1. El principio de distribución independiente. 2. Cuatro pares de genes (AL, Al, aL, al). 3. Las características dominantes son el color amarillo y la semilla lisa. Las recesivas son el color verde y la semilla rugosa. Las características recesivas se hacen evidentes en la F2. 4. La proporción es 9:3:3:1. Respuestas esperadas de la Evaluación intermedia (Páginas 76 y 77) Organiza lo que sabes 1. Herencia. 2. Alelos. 3. Genotipo. 4. Leyes de Mendel. 5. Ley de la segregación. 6. Ley de la distribución independiente. Guía didáctica del docente 65 Actividades 1. a. B B b b Bb púrpura Bb púrpura Bb púrpura Bb púrpura b. y c. B b B b BB púrpura Bb púrpura Bb púrpura bb blanca 2. El cruzamiento de prueba de RrCc x rrcc produce la siguiente descendencia genotípica y fenotípica: Genotípica: 4 RrCc, 4 Rrcc, 4 rrCc, 4rrcc Fenotípica: 4 aves de plumas negras con cresta, 4 aves de plumas negras sin cresta, 4 aves de plumas rojas con cresta, 4 aves de plumas rojas sin cresta. 3. a. Genotipo del padre: Aa y genotipo de la madre: Aa. b. A a A a AA normal Aa normal Aa normal aa albino c. La probabilidad de que los hijos siguientes sean albinos es de un 25 % (uno en cuatro). d. La probabilidad de que nazcan sucesivamente otros dos hijos normales es de un 75 % (tres en cuatro) 4. En el fenotipo. 5. No, porque el fenotipo depende directamente del genotipo. Por lo tanto, dos individuos con distinto fenotipo no pueden mostrar el mismo genotipo. 6. Sí, porque un alelo dominante puede enmascarar al recesivo, por lo tanto, un individuo heterocigoto puede mostrar el mismo fenotipo que uno homocigótico. 7. El ratón A es homocigótico y el ratón B es heterocigótico, porque permite que el carácter recesivo se manifieste en la descendencia. 8. a. 66 Unidad 2: Genética y herencia NL Nl nL nl NL NNLL NNLl NnLL NnLl Nl NNLl NNll NnLl Nnll nL NnLL NnLl nnLL nnLl nl nnLl Nnll nnLl nnll UNIDAD b. Se obtuvieron cuatro clases fenotípicas en una proporción 9:3:3:1. 2 c. El genotipo de los padres es NNLL y nnll, respectivamente. El genotipo de la F1 es NnLl. d. Las proporciones fenotípicas obtenidas las explica la segunda ley de Mendel, que establece que los genes se encuentran de a pares (alelos), se segregan en la formación de gametos y, posteriormente, se forman nuevas parejas de genes al efectuarse la reproducción. e. nl NL Nl nL nl NnLl Negro liso Nnll Negro rizado nnLl blanco liso nnll blanco rizado nl nl nl NnLl NnLl NnLl Nnll Nnll Nnll nnLl nnLl nnLl nnll nnll nnll La proporción de la descendencia es 1:1:1:1 Genotipo de los padres: NnLl x nnll Gametos: NL, Nl, nL, nl. Genotipos de los descendientes en tablero de Punnet. Fenotipos de la descendencia: Negro liso, Negro rizado, blanco liso, blanco rizado. Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 78 a 85) Sugerencias de inicio de lección A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la 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 78. Experiencias previas Basados en los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • ¿Cómo y dónde se observan los cromosomas? • ¿Qué es un gen? • {$VÈMFTMBEJGFSFODJBFOUSFMPTDSPNPTPNBT9F: Guía didáctica del docente 67 Prerrequisitos Los mapas cromosómicos consisten en la localización exacta de un gen en un cromosoma del cariotipo mediante diversas técnicas. Un locus es una posición fija en un cromosoma, como la posición de un gen o de un marcador. Por su parte, un loci es la suma de varios locus. Trabaja con lo que sabes (Página 78) Respuestas esperadas a. .BZPSDBOUJEBEEFHFOFTDSPNPTPNBTZ.FOPSDBOUJEBEEFHFOFTDSPNPTPNBTF: b. Los cromosomas más grandes presentan mayor cantidad de ADN, por lo tanto, poseen más genes. c. &MDSPNPTPNB9QPTFFNBZPSDBOUJEBEEFHFOFTRVFFMDSPNPTPNB:EFCJEPBRVFFTUFÞMUJNP es más pequeño. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Los estudiantes no logran comprender la diferencia entre dominancia incompleta y codominancia. Es importante recalcar que en dominancia incompleta el fenotipo del individuo heterocigoto es un intermedio del fenotipo de los individuos homocigotos. En cambio, en la codominancia el fenotipo no es intermedio, sino que expresa simultáneamente dos fenotipos. • Para remediar esta situación y recalcar la explicación anterior, se sugiere resolver un ejercicio de dominancia incompleta y otro de codominancia, pero en forma paralela, formando dos grupos de trabajo en la sala de clases. Finalizado el ejercicio, un representante de cada grupo explica los resultados obtenidos haciendo énfasis en las diferencias de ellos. Actividad 6 (Página 81) Respuestas esperadas 1. Determinar cómo se hereda el carácter color de ojos en cuanto a si existe relación con el sexo del individuo. 2. Las probabilidades son 25 % mujer normal, 25 % mujer portadora, 25 % hombre normal y 25 % hombre daltónico. X Y X XX 9: Xd XXd 9:d Actividad 7 (Página 83) Respuestas esperadas En 1 es flor rosada; en 2 es flor blanca; en 3 es flor roja. 68 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Actividad 8 (Página 84) 2 Respuestas esperadas 1. El fenotipo F1 es 100 % agutí. 2. Porque existe codominancia en los alelos que codifican para el color. Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre variaciones a las leyes de Mendel. Dificultad menor En una especie de ganado vacuno, los alelos del color del pelaje son codominantes. Un veterinario cruza una vaca de color café (MM) con un toro de color gris (GG). ¿Cuál será el color del pelaje de su descendencia? Elabora un cuadro de Punnett para establecer los posibles genotipos y fenotipos. Dificultad mayor La tabla muestra los resultados de un cruce heterocigoto entre plantas cuyas caracteres observados son el color de la flor y la forma de los granos. Según las leyes de Mendel, la proporción esperada debería ser 9:3:3:1. Sin embargo, los resultados arrojaron una proporción distinta. Número de descendientes Fenotipo (y genotipo) Observados Esperados (9:3:3:1) Púrpura, alargado (P_L_) 284 215 Púrpura, redondo (P_ll) 21 71 Rojo, alargado (ppL_) 21 71 Rojo, redondo (ppll) 55 24 Total individuos 381 381 1. Explica por qué los resultados observados no se ajustan a la proporción esperada. 2. ¿De qué depende la herencia de este tipo de alelos? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor El color del pelaje tendrá manchones café y manchones grises. El tablero de Punnett sería así: G G M MG MG M MG MG Guía didáctica del docente 69 Dificultad mayor 1. Los genes para el color de la flor y la forma de los granos de polen en la arveja están ligados. 2. Depende de la forma como se recombinen los cromosomas en el proceso de meiosis y de la distancia a la que se encuentren (distancia génica). Información complementaria Thomas Hunt Morgan (1866-1945) Fue un genetista estadounidense cuyas contribuciones científicas más importantes fueron en el campo de la genética. Fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1933 por la demostración de que los cromosomas son portadores de los genes, lo que se conoce como la teoría de Sutton y Boveri. Gracias a su trabajo, Drosophila melanogaster se convirtió en uno de los principales organismos modelo en genética. Thomas Hunt Morgan reconoció la presencia de los cromosomas sexuales y de lo que se conoce en genética como “herencia ligada al sexo”. Demostró que los factores mendelianos (los genes) se disponían de forma lineal sobre los cromosomas. Los experimentos realizados por Morgan y colaboradores revelaron también la base genética de la determinación del sexo. Morgan continuó sus experimentos y demostró que los genes se encuentran unidos en diferentes grupos de encadenamiento y que los alelos (pares de genes que afectan al mismo carácter) se intercambian o entrecruzan dentro del mismo grupo. Fuente: Adaptado de : http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Hunt_Morgan Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Codominancia, pida a sus alumnos que juntos lean la cápsula Para saber + de la página 82, con el fin de ejemplificar cómo se expresa fenotípicamente la dominancia incompleta. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 85) Respuestas esperadas 1. Genotipo de los padres: AO y BO. Genotipo Hijo: OO. Otros genotipos esperables en los hijos: AB, AO, BO. 70 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Orientaciones de trabajo Lección 5 (Páginas 86 a 91) 2 Sugerencias de inicio de lección Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • ¿Cuántos alelos posee un individuo heterocigoto para el color de la flor? • ¿Qué estudia la genealogía? • Realiza un listado de rasgos fenotípicos que consideras herencia genética de tus padres. Prerrequisitos (Debes recordar, página 86) La teoría cromosómica de la herencia enuncia que los alelos mendelianos están localizados en los cromosomas. Esta teoría fue desarrollada independientemente en 1902 por Theodor Boveri y Walter Sutton y permaneció controvertida hasta 1915, cuando Thomas Hunt Morgan consiguió que fuera universalmente aceptada después de sus estudios realizados en Drosophila melanogaster. Un organismo es homocigótico respecto a un gen cuando los dos alelos codifican la misma información para un carácter. Para nombrarlos se utilizan letras mayúsculas y minúsculas. Un heterocigoto es un individuo diploide que para un gen dado tiene en cada uno de los cromosomas homólogos un alelo en el mismo locus, que posee dos formas diferentes de un gen en particular, cada una heredada de cada uno de los progenitores. Trabaja con lo que sabes (Página 86) Solicite a los estudiantes que dibujen su propio árbol genealógico familiar. Considere, antes de plantear esta actividad, la presencia en el curso de hijos adoptivos o que por alguna razón no conozcan a sus padres. En estos casos, es preferible trabajar con ejemplos hipotéticos, en lugar de con su propio árbol genealógico, pues se pueden desencadenar reacciones emocionales difíciles de predecir y manejar. Si no hay inconvenientes como los descritos, oriente a los niños para que utilicen los símbolos que se explican en la página del texto del estudiante en la construcción de su árbol genealógico. Pídales que incluyan al menos tres generaciones: abuelos, padres y tíos, hermanos y primos. Guía didáctica del docente 71 Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Algunos alumnos pueden tener problemas para asociar la terminología XX para mujer y XY para hombres, letras que representan a los cromosomas X e Y. Es importante que los estudiantes tengan claridad de esta simbología para no tener dificultades al analizar la herencia ligada al sexo. • Para remediar la situación anterior, se sugiere solicitar a los alumnos que dibujen en sus cuadernos una silueta de mujer y otra de hombre. Dentro de las siluetas los alumnos deberán escribir XX y XY según corresponda. Actividad 9, Aplicación (Página 86) Respuestas esperadas a. Siete hombres y cinco mujeres. b. Dos hombres, los individuos II3 y IV1. c. De acuerdo a la genealogía, la mayor probabilidad es de los hombres. Pensamiento científico (Página 87) La actividad planteada en esta sección se complementa con la de la página anterior, presentada en Trabaja con lo que sabes. La idea es que los estudiantes demuestren la comprensión lograda sobre la creación de un árbol genealógico y den cuenta de sus importancia como herramienta de estudio. Actividad 10, Aplicación (Página 88) Respuestas esperadas Todos los hijos presentarán la enfermedad porque el padre es homocigótico y por tanto la hereda a toda la descendencia. Actividad 11, Análisis (Página 90) Respuestas esperadas Caso 72 Unidad 2: Genética y herencia Las hijas Los hijos A Normales Normales B Portadoras 50 % normales 50 % albinos UNIDAD 2 Información complementaria Grupo sanguíneo Un grupo sanguíneo es una clasificación de la sangre de acuerdo con las características presentes o ausentes en la superficie de los glóbulos rojos y en el suero de la sangre. Las dos clasificaciones más importantes para describir grupos sanguíneos en humanos son los antígenos (el sistema ABO) y el factor Rh. El sistema ABO fue descubierto por Karl Landsteiner en 1901, y se convirtió en el primer grupo sanguíneo conocido. Su nombre proviene de los tres tipos de grupos que se identifican: los de antígeno A, los de antígeno B, y “O”. Las transfusiones de sangre entre grupos incompatibles provocan reacciones inmunológicas que puedes desembocar en hemólisis, anemia, fallo renal, shock y muerte. Fuente: Adaptado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_sangu%C3%ADneo Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre variaciones a las leyes de Mendel. Dificultad menor Algunos caracteres, como la enfermedad de la hemofilia, están determinados por un gen recesivo ligado al cromosoma X. ¿Cómo podrán ser los descendientes de un hombre normal (XH: ZVOBNVKFSQPSUBEPSB9HXh)? Dificultad mayor Observa el siguiente esquema que representa la genealogía de la familia de María. Ella tiene sangre tipo O, pero ninguno de sus familiares tiene ese tipo de sangre. I B II III A B A A AB A Completa en tu cuaderno la siguiente tabla. Ten en cuenta la información del esquema de la actividad anterior: Genotipo de María Genotipo del padre Genotipo de la madre Genotipos posibles del abuelo materno Genotipos posibles de la abuela materna Genotipos posibles de la abuela paterna Genotipos posibles del abuelo paterno Guía didáctica del docente 73 Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor P1: XHY x XHXh H H F1: X X XHXh XHY XhY Existe un 25 % de probabilidad de tener como descendiente a un hombre hemofílico. Dificultad mayor María: I0I0. Padre y madre: IAI0. Abuelo materno: IAI0. Abuela materna: IAIB. Abuelo paterno: IBI0. Abuela paterna: IAIA. Información complementaria Árbol genealógico El árbol genealógico es uno de los primeros pasos que se deben llevar a cabo en el diagnóstico de enfermedades. Consiste en la representación gráfica de la historia clínica familiar. Dicha representación facilita la identificación de síndromes genéticos y el establecimiento de diagnósticos presintomáticos. A su vez, permite un mejor cálculo del riesgo (recurrencia u ocurrencia) y los patrones de herencia de una enfermedad, es decir, posibilita conocer la probabilidad de tener una enfermedad o de heredarla. Un aspecto importante por considerar es el dinamismo de los árboles genealógicos debido a los nuevos eventos que puedan producirse en la historia familiar de los individuos estudiados. Por ello, estos diagramas deben actualizarse con frecuencia y, en la medida de lo posible, constatarse los hechos relevantes, relativos a fenotipos de enfermedad, con informes clínicos. Alelos múltiples En los inicios de la genética, un gen solo representaba dos formas diferentes de expresión; pero puede ocurrir que un mismo gen tenga múltiples formas de presentarse o manifestarse, caso en que decimos que tenemos una serie de alelos múltiples. En este tipo de alelos normalmente se establece una jerarquía de dominancia, es decir, se señala qué tipo de alelos son más dominantes, cuáles están en estado intermedio y cuáles son más recesivos. Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Herencia recesiva ligada al sexo, pida a sus alumnos que lleven a cabo la actividad del Minitaller, con la que podrán reforzar la comprensión alcanzada sobre los árboles genealógicos. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. 74 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Al finalizar la lección… (Página 91) 2 Respuestas esperadas 1. El modelo de herencia que se puede proponer para este árbol es la autosómica recesiva. La patología se ha saltado generaciones, es decir, no se ha transmitido en forma continua. Los individuos afectados de la generación II provienen de un padre que no presenta dicho fenotipo, pero que, sin embargo, debe ser heterocigótico. Ambos sexos se encuentran afectados. 2. a. Siete hombres y siete mujeres. b. Dos hombres. c. Es más probable que los hombres sean los más afectados. 3. Situación A: herencia dominante ligada al sexo. La mujer porta el gen, las hijas son portadoras y los hombres padecen la enfermedad. Situación B: herencia autosómica dominante. El rasgo afectado se transmite de forma continua y ambos sexos se ven afectados. Sugerencias y respuestas esperadas Taller de ciencias y Evaluación intermedia (Páginas 92 a 95) Taller de ciencias (Páginas 92 y 93) Análisis e interpretación de evidencias El objetivo de la actividad es lograr que los estudiantes trabajen con los conceptos de fenotipos, genotipos, carácter dominante y carácter recesivo en forma práctica utilizando herramientas como tablas y gráficos. Sus resultados deberán ser contrastados con las leyes de Mendel. Evaluación intermedia (Páginas 94 y 95) Organiza lo que sabes 1. Genealogías. 2. Ligado al sexo. 3. Homocigotos. 4. Heterocigotos. 5. Fenotipo recesivo. Evaluación de proceso 1. La dominancia incompleta es una situación en la que el fenotipo de los individuos heterocigotos es un intermedio entre los fenotipos de dos homocigotos. Un ejemplo de ello es la planta dondiego de la noche. Por su parte, la codominancia ocurre cuando ambos alelos se expresan por igual en el heterocigoto, como sucede por ejemplo con los potrillos de pelaje roano. 2. Grupos A y B. 3. a. Siendo N ojos de color negro y n ojos de color azul, el genotipo del padre es Nn y el de la madre es nn. El genotipo de los hijos de ojos color negro es Nn y el de los de ojos color azul es nn. b. La probabilidad de que el hijo tenga ojos azules es de un 50 % (una en dos). Guía didáctica del docente 75 4. a. Hombre ojos pardos Hombre ojos azules Mujer ojos azules b. Corresponde a la herencia autosómica dominante. c. El del padre es Pp y el de la madre es pp. Hijas con ojos de color azul, pp. Hijo con ojos de color pardo, Pp. Hijo con ojos de color azul, pp. 5. a. b. Corresponde a herencia ligada al sexo. c. Genotipo de los padres: Xd:99d. Genotipo de las hijas: XdX. Genotipo de los hijos: Xd: d. Sí, podría si hereda el cromosoma afectado del padre y además el cromosoma afectado de la madre. e. Sí, sería posible siempre que herede de la madre el cromosoma X no afectado. 6. a. Corresponde a fenotipo dominante. La madre es probablemente heterocigótica, ya que no todos los descendientes manifiestan el rasgo. b. Es una enfermedad autosómica, ya que se presenta en ambos sexos la misma proporción. c. III.2 homocigótica dominante. III.6: homocigótico normal. IV.6: heterocigótico dominante. Orientaciones para las páginas finales de la unidad Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 96 y 97) • Antes de leer la síntesis, indíqueles a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las lecciones de la unidad. Pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno y que luego comparen su resultado con la síntesis propuesta en el texto. • 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. Además, pídales que respondan las preguntas asociadas a cada una de las lecciones. 76 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Las respuestas esperadas a las preguntas son: 2 – Lección 1: Este fue un acierto, ya que le permitió simplificar y cuantificar los resultados de sus investigaciones. – Lección 2: El 100 % de las plantas serán azules y heterocigóticas. – Lección 3: La progenie resultante del cruce de las plantas es: 50 % con flores rojas y semillas lisas, y 25 % de flores rojas y semillas rugosas. – Lección 4: La proporción es 50 % portadores y 50 % no portadores. – Lección 5: AA AA AA Aa Aa AA Aa Solucionario de la Evaluación final (Páginas 98 a 100) 1. a. Genotipo: es la información genética que posee un organismo en el ADN. b. Fenotipo: es la expresión del genotipo en función de un determinado ambiente. c. Alelo dominante: se refiere al miembro de un par alélico que se manifiesta en un fenotipo tanto, si se encuentra en dosis doble, habiendo recibido una copia de cada padre, como si lo hace en dosis simple, caso en que solo uno de los padres aportó el alelo dominante en su gameto. d. Alelo recesivo: aquel que queda oculto en el fenotipo del individuo heterocigoto para un carácter determinado y que solo aparece en el individuo homocigoto. e. Homocigoto: es cuando un gen con dos alelos codifican la misma información para un carácter. f. Heterocigoto: es cuando un gen con dos alelos codifican distinta información para un carácter. 2. a. Progenie: 100 % posición axial. b. Progenie: 100 % posición axial. c. Progenie: 50 % posición axial y 50 % posición terminal. d. Progenie: 75 % posición axial y 25 % posición terminal. 3. a. 100 % de flores color púrpura. b. 75 % de flores color púrpura y 25 % de flores color blanco. 4. Los alumnos podrían responder, por ejemplo, genes: color del cabello; factores ambientales: personalidad; genes y factores ambientales: talla y peso. 5. a. 100 % lisas y de tallo alto. b. TL Tl tL Tl TL TTLL Alta/lisa TTLl Alta/lisa TtLL Alta/lisa TtLl Alta/lisa Tl TTLl Alta/lisa TTll Alta/rugosa TtLl Alta/lisa Ttll Alta/rugosa tL TtLL Alta/lisa TtLl Alta/lisa ttLL enana/lisa ttLl enana/lisa tl TtLl Alta/lisa Ttll Alta/rugosa ttLl enana/lisa ttll enana/rugosa Guía didáctica del docente 77 c. tL tl TL TtLL Alta/lisa TtLl Alta/lisa Tl TtLl Alta/lisa Ttll Alta/rugosa tL ttLL enana/lisa ttLl enana/lisa tl ttLl enana/lisa ttll enana/rugosa 6. a. 50 % de flores rojas y 50 % de flores rosadas. b. 25 % de flores rojas, 50 % de flores rosadas y 25 % de flores blancas. 7. a. El genotipo de la hembra es heterocigótica Bb, ya que en el cruce de prueba, que es con un homocigótico recesivo, vuelve a aparecer el rasgo recesivo. b. La probabilidad de que en un segundo cruzamiento de prueba los descendientes tengan pelaje blanco es de un 50 % (dos de cuatro). 8. a. El individuo I.1 y el II.2 son padre e hijo. b. Son tía y sobrino. c. Sus tíos son II.3, II.4, II.5 y su prima es III.4. 9. a. 50 % grupo A y 50 % grupo O. b. 25 % AB, 25 % A, 25 % B y 25 % O. 10. a. Proporción fenotípica: alas largas y ojos rojos: 8; ojos blancos y alas largas: 8 b. Proporción genotípica: 4:4:4:4 XRvg+ XRvg Yvg+ Yvg Xrvg+ XrXRvg+ XrXRvg+ XrYvg+ XrYvg+ Xrvg+ XrXRvg+ XrXRvg+ XrYvg+ XrYvg+ Xrvg+ XrXRvg+ XrXRvg+ XrYvg+ XrYvg+ Xrvg+ XrXRvg+ XrXRvg+ XrYvg+ XrYvg+ 11. a. El individuo II.4. b. En ambas generaciones el genotipo de los varones hemofílicos es XhY. c. Padre: XhY y madre: XhX. 12. a. La probabilidad de que un hijo varón sea hemofílico es de un 50 % (una de dos). b. La probabilidad de que una hija sea hemofílica es 0. Una hija no sería hemofílica pero sí portadora. c. 78 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD 13. a. bA 2 ba BA BbAA Tallo largo/amarilla bbAa Tallo corto/amarilla Ba Bbaa Tallo largo/verde BbAa Tallo largo/amarilla bA bbAA Tallo corto/amarilla BbAa Tallo largo/amarilla ba bbaa Tallo corto/verde bbAa Tallo corto/amarilla b. Sí, estos genes tienen distribución independiente. Los genes se encuentran de a pares (alelos), y se segregan en la formación de gametos y, posteriormente, se forman nuevas parejas de genes al efectuarse la reproducción. 14. a. Genotipo de María: 00 b. Genotipo de los padres de María: II.1 y II.2: A0 c. Genotipo de los abuelos maternos de María: I.3: A0 y I.4: AB d. Genotipo de los abuelos paternos de María I.1: B0 y I.2: A0 15. Hijo 1: OO. Hijo 2: BO. Hijo 3: AB. Hijo 4: AO. Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 101) Descriptor Preguntas (puntaje asociado) 1 1a (1), 1b (1), 4 (4) 2 1c (1), 1d (1), 1e (1), 1f (1), 2 (2), 3 (4), 5 (5), 13 (3) 3 6 (2), 7 (2), 10 (2), 15 (5) 4 8 (3), 9 (2), 11 (3), 12 (3), 14 (5) Actividad 1 • Un alelo es cada una de las formas alternativas que puede tener un gen, que se diferencian en su secuencia. El alelo se puede manifestar en modificaciones concretas de la función de ese gen. Los cromosomas homólogos comparten el mismo alelo. • Un cruzamiento monohíbrido es cuando se estudia la herencia de una sola característica, en cambio en el dihibridismo se estudian al menos dos características. • El genotipo se refiere a la información genética que posee un organismo en particular, en forma de ADN. Se denomina fenotipo a la expresión del genotipo en función de un determinado ambiente. Actividad 2 Características heredables: color de ojo, color de piel, forma de la nariz. Características no heredables: habilidad para el deporte, habilidad para la música, aprender a jugar ajedrez. Guía didáctica del docente 79 Actividad 3 Son plantas con semillas amarillas. Actividad 4 La proporción genotípica es de 9:3:3:1. AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb Actividad 5 Estudios hechos en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster, permitieron demostrar que algunos caracteres están determinados por genes que se encuentran en los cromosomas sexuales (X e Y). El tipo de herencia de estos caracteres se dice que es herencia ligada al sexo. Este estudio permitió afirmar que los alelos mendelianos están localizados en los cromosomas. Actividad 6 Los posibles genotipos del padre son: IB IB o IB I0 Actividad 7 El genotipo del padre es XdY . El genotipo de la madre es XXd. El genotipo de la hija es XdXd. Actividad 8 Actividad personal del estudiante. Se espera que el estudiante utilice la siguiente nomenclatura para los genotipos de los grupos sanguíneos. Grupo A: IA IA o IA I0 Grupo B: IB IB o IB I0 Grupo AB: IA IB Grupo O: I0 I0 80 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias 2 (Páginas 102 y 103) Respuestas esperadas Actividad 2.1 a. La leyes mendelianas permiten rechazar de plano la idea de la “herencia mezcladora”, sobre todo aquellas que señalan la segregación de los factores de la herencia en la formación de gametos y la distribución independiente de los alelos de diferentes genes. b. La explicación se basaría en la idea moderna de que las características de todos los seres vivos, incluido el ser humano, se transmiten por los genes, y que son estos en interacción con otros los que dan como resultado los rasgos que observamos en los seres humanos. Actividad 2.2 a. El hombre debe ser homocigoto recesivo (ojos de color azul) u heterocigoto (ojos de color pardo). Los probables genotipos si el hombre tiene ojos de color pardo y heterocigoto serían: p p P Pp Pp p pp pp La probable proporción fenotípica sería dos hijos con ojos de color pardo y dos hijos con ojos de color azul. b. Para que Lucía tenga hijos de pelo rubio con ojos color azul, debería tener hijos con un hombre rubio de ojos color azul, y ella ser heterocigota para el carácter color de pelo rubio. Actividad 2.3 a. El genetista quiere decir que el color de las vacas es un carácter ligado al sexo. b. El genotipo del padre puede ser XA:a (color caoba) o bien XA:A. Actividad 2.4 a. Princesa Alicia Duque de Hesse Leopoldo (Duque de Albany) Princesa Beatriz Enrique Mauricio (Duque de Battemberg) Alfonso XIII Princesa Irene Enrique (Principe de Prusia) Federico de Hesse Alejandra Nicolás II de Rusia Alicia Alejandro (Duque de Atholone) Victoria Eugenia Leopoldo Mauricio Guía didáctica del docente 81 b. En las siguientes páginas web podrá encontrar información sobre la hemofilia. tIUUQSFETBMVEVDDMMJOLDHJWJEBTBMVEBCMFHMPTBSJP)IFNPGJMJBBDU tXXXIFNPGJMJBFODIJMFDMRVFFTMBIFNPGJMJB tXXXTVQFSTBMVEHPCDMXQSPQFSUZWBMVFIUNM Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 104 y 105) • Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones y contenidos estudiados durante la unidad. Haga hincapié en las probables consecuencias que la ingeniería genética puede tener para la humanidad. • 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 estudiantes. 82 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Material fotocopiable 2 Taller de ciencias Probabilidades y el sexo de los bebés Materiales Antecedentes - un marcador permanente - 2 vasos de papel - 3 bolitas verdes - una bolita roja Los hombres tienen espermatozoides y las mujeres tienen ovocitos. Cuando un espermatozoide y un ovocito se unen, se obtiene un cigoto: una célula que es una combinación de esas dos células. Este es el comienzo de una nueva vida humana, y el momento en que esto ocurre se llama fecundación. Todos los ovocitos tienen un cromosoma X, en cambio, la mitad de los FTQFSNBUP[PJEFTUJFOFOVODSPNPTPNB:ZMBPUSBNJUBEUJFOFVODSPNPTPNB X. Las mujeres tienen dos cromosomas X en cada una de sus células somáticas, NJFOUSBTRVFMPTWBSPOFTQSFTFOUBOVODSPNPTPNB9ZPUSP:4JVOFTQFSNBUP[PJEF con un cromosoma X fertiliza al ovocito, el feto será femenino; en cambio, si un FTQFSNBUP[PJEFDPOVODSPNPTPNB:GFSUJMJ[BBMPWPDJUPFMGFUPTFSÈWBSØO Pregunta de investigación ¿Cuál es la probabilidad de que un bebé nazca de sexo femenino o masculino? Hipótesis Formula una hipótesis en tu informe a partir de la pregunta de investigación planteada. Procedimiento 1. Marca uno de los vasos escribiendo la palabra “óvulo” y pon en él dos bolitas verdes. 2. Marca el otro vaso escribiendo “espermatozoide” y pon una bolita verde y la roja en el vaso. 3. Haz una tabla de datos con las dos opciones: dos bolitas verdes (NIÑA), una roja y una verde (NIÑO). 4. Sin mirar, elige una bolita de cada vaso. Haz que un compañero vaya contabilizando los resultados en la tabla. A continuación, coloca las bolitas de vuelta en los vasos. 5. Repite el procedimiento 30 veces. ¿Cuántos niños se obtienen?, ¿cuántas niñas? Resultados A medida que el número de pruebas aumenta, ¿a qué proporción te vas acercando?, ¿qué pasa si haces 50 pruebas? Análisis y conclusiones Sobre la base de tus observaciones responde. a. {"RVÏDSPNPTPNB9P:DPSSFTQPOEFSÓBMBCPMJUBSPKB {ZMBWFSEF b. ¿Por qué al realizar un mayor número de pruebas nos acercamos a una proporción determinada? c. Haz el tablero de Punnett correspondiente a la herencia del sexo. d. Si una pareja ha tenido solamente hijos hombres, la probabilidad de que el siguiente hijo sea mujer, ¿es la misma o cambia? Fundamenta Guía didáctica del docente 83 Material fotocopiable Ficha de refuerzo Principios de genética 1. Enuncia con tus propias palabras, los dos leyes de Mendel. a. b. 2. Completa la siguiente tabla con las definiciones que correspondan. Establece similitudes y diferencias entre los conceptos. Gen Alelo Dominante Recesivo Homocigótico Heterocigótico Genotipo Fenotipo F1 F2 3. ¿Por qué en un cruce de prueba siempre se usa un recesivo homocigótico? 4. Explica con tus propias palabras cuál fue la importancia de los experimentos de Mendel. 84 Unidad 2: Genética y herencia Ficha de ampliación UNIDAD Material fotocopiable 2 Expresión de los genes 1. Una mutación es un cambio que experimentan los genes, de una forma alélica a otra, que es heredable a la descendencia. a. Investiga tres agentes mutágenos, es decir, agentes físicos o químicos que aumentan la tasa de mutación en el ADN de los cromosomas. Anótalos a continuación. • • • b. ¿Puedes inferir qué consecuencias tiene una mutación para la evolución? 2. La expresión de los genes siempre es consecuencia de la interacción del potencial genético con el ambiente. Una plántula puede poseer capacidad genética para ser verde, producir flores y dar frutos. Pero, ¿qué pasaría si no satisfacemos con exactitud ciertos requisitos ambientales, como la disponibilidad de luz, agua y nutrientes? Reflexiona en torno a esto con la especie humana: ¿qué pasa con un bebé que tiene el potencial genético de ser muy inteligente, pero que vive en un ambiente que no le da ni los recursos ni la estimulación apropiados para desarrollar su inteligencia? 3. Completa el esquema a partir de lo que reflexionaste en la pregunta anterior. Genotipo + = Fenotipo 4. Algunas veces, un solo gen afecta a más de un carácter. Este fenómeno se denomina pleiotropía. Investiga sobre este fenómeno. ¿Se da en la especie humana?, ¿qué pasaría con un individuo que tiene una mutación en un gen que codifica para varios caracteres? Busca al menos dos ejemplos de pleiotropía y explícalos a continuación. Guía didáctica del docente 85 Material fotocopiable Instrumento de evaluación Nombre: Marca con una 1. Curso: 2º medio la alternativa correcta. ¿Por qué Mendel eligió la arveja común para realizar sus experimentos? A. Porque son plantas fáciles de cultivar y de crecimiento rápido. B. Porque es la única planta inocua para el ser humano que pudo conseguir. C. Porque estaba prohibido hacer experimentos con animales en su monasterio. D. A, B y C son correctas. E. Ninguna de las anteriores. 2. ¿Cuál fue la mayor contribución de Mendel? A. El impulso que dio a la estadística, gracias a la comprobación de sus supuestos teóricos que obtuvo experimentando con la planta de arveja. B. Demostrar que los rasgos hereditarios se transmiten como unidades individuales que se reparten de diferentes maneras. C. El descubrimiento de que los genes y los cromosomas se ubican en el interior del núcleo. D. Explicar cómo se reproducen las plantas de arvejas y por qué sus semillas son de colores. E. Lograr separar la religión de la ciencia y de esa forma dar inicio a la era de los descubrimentos. 3. En una planta el carácter tallo alto (T) es dominante sobre el tallo enano (t). Si se cruza una planta pura de tallo largo con una heterocigótica de tallo largo, ¿cuál es la proporción genotípica de la descendencia? A. 9:3:3:1 B. 3:1 C. 1:3:1 D. 2:2 E. 1:2:1 4. En una planta, el carácter flor azul (A) es dominante sobre la flor blanca (t). Si se cruza una planta pura de flores azules con una heterocigótica de flores blancas, ¿cuál es la proporción fenotípica de la descendencia? A. 2:2 B. 3:1 C. 4:4 D. 1:2:1 E. 1:3:1 86 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Material fotocopiable 2 5. La fenilcetonuria es una enfermedad debida a la presencia de dos alelos recesivos en un determinado gen. Si los dos progenitores no presentan la enfermedad, pero sí uno de sus hijos, ¿qué podemos decir de los genotipos de los padres? A. Que los padres eran portadores. B. Que los padres eran homocigóticos. C. Que los padres eran heterocigóticos. D. No es posible conocer los genotipos de los progenitores. E. Alternativas A y C son correctas. 6. Al cruzar líneas puras que diferían en dos caracteres, Mendel obtuvo una descendencia (F1) que presentó solo dos fenotipos dominantes. Luego, Mendel cruzó individuos de F1 y comprobó que en la F2 aparecían fenotipos recesivos que no se observaron en la generación anterior. ¿Qué concluyó de esta observación? A. El principio de distribución independiente. B. El principio de la segregación. C. Que existen caracteres dominantes y caracteres recesivos. D. Concluyó la existencia de lo que él denominó “genes”. E. Ninguna de las alternativas es correcta. 7. ¿Cuál es la proporción fenotípica resultante de una autopolinización de un individuo heterocigótico para dos caracteres? A. 16:16 B. 8:16 C. 1:2:2:2:1:2:2:2:2:1 D. 3:1 E. 9:3:3:1 8. En sus experimentos acerca de la herencia del color de ojos de la mosca Drosophila melanogaster, Morgan observó que en una de sus cruzas las moscas de ojos blancos (carácter recesivo) eran todas de sexo masculino, y que el número de hembras de ojos rojos (carácter dominante) superaba en dos veces al de los machos de ojos rojos. ¿Qué pudo concluir de sus observaciones? A. El color de ojos de los machos está determinado por el único cromosoma X que poseen. B. El color de ojos es un carácter que se hereda ligado al sexo. C. El color de ojos es un carácter que se hereda ligado al cromosoma X. D. &MDPMPSEFPKPTFTVODBSÈDUFSRVFTFIFSFEBMJHBEPBMDSPNPTPNB: E. A, B y C son correctas. Guía didáctica del docente 87 Material fotocopiable 9. Cuando se cruza una planta homocigótica de flores blancas con una homocigótica de flores rojas, se obtienen plantas de flores rosadas. ¿A qué fenómeno corresponde lo descrito? A. A la herencia ligada al sexo. B. A la herencia tipo recesiva. C. A la codominancia. D. A la dominancia incompleta. E. A la herencia fenotipo dominante. 10. ¿Cuál es el fenómeno que ocurre cuando el heterocigoto expresa ambos fenotipos simultáneamente? A. Codominancia. B. Dominancia incompleta. C. Fenotipo dominante. D. Alelos múltiples. E. Este fenómeno no es posible en la naturaleza. 11. Observa el siguiente árbol genealógico. Si la madre es heterocigótica para el carácter en estudio, ¿cuál es el genotipo de los hijos? A. aa, AA, aa, AA B. aa, Aa, aa, Aa C. AA, Aa, aa, Aa D. Aa, aa, Aa, aa E. aa, Aa, Aa, Aa 12. Respecto a la herencia autosómica recesiva, ¿qué afirmaciones son correctas? I. El sexo masculino es el que se encuentra más afectado. II. El rasgo en estudio usualmente se salta generaciones. III. Dos progenitores que presenten el rasgo dan una descendencia 100 % afectada. A. Solo I B. Solo II C. I y III D. II y III E. Todas son correctas. 88 Unidad 2: Genética y herencia UNIDAD Material fotocopiable 2 Tabla de especificaciones Área: Biología Curso: 2º medio Nombre de la unidad: Genética y herencia Objetivos de la Contenidos Habilidades Ítems Claves Criterios y niveles de logro unidad Explicar cómo los seres vivos transmiten Experimentos de 1 A Logrado: 2 ítems correctos. genéticamente las Comprender Mendel 2 B Por lograr: 0 a 1 ítems correctos. características a sus descendientes. Resolver problemas de genética relacionados 3 D con la herencia de un Entender, Logrado: 3 ítems correctos. Monohidridismo 4 C solo carácter, aplicando Aplicar Por lograr: 0 a 2 ítems correctos 5 C la primera ley de Mendel. Resolver problemas de genética relacionados con la herencia de dos Entender, 6 A Logrado: 2 ítems correctos. Dihibridismo caracteres, aplicando Aplicar 7 E Por lograr: 0 a 1 ítems correctos la segunda ley de Mendel. Explicar y describir Determinación mecanismos de del sexo en la 8 E Comprender, Logrado: 3 ítems correctos. herencia que presentan especie humana 9 D Analizar Por lograr: 0 a 2 ítems correctos variaciones a las leyes Variaciones a las 10 A de Mendel. leyes de Mendel Explicar la presencia de un carácter hereditario en un individuo del cual se Tipos de herencia conoce su ascendencia Aplicar, 11 B Logrado: 2 ítems correctos. Genealogías e investigar la Analizar 12 D Por lograr: 0 a 1 ítems correctos genéticas transmisión de enfermedades hereditarias en árboles genealógicos. Guía didáctica del docente 89 UNIDAD 3 Hormonas, reproducción y desarrollo Orientaciones curriculares Propósito de la unidad Esta unidad trata los principios de la regulación hormonal aplicados especialmente a la comprensión de la reproducción y el desarrollo. Se trata de dar un concepto general de las hormonas, su naturaleza química, su origen en un tipo especial de células llamadas endocrinas y su función en la coordinación de procesos fisiológicos que requieren la acción conjunta de diversos órganos y sistemas. La unidad es formativa respecto de los diversos aspectos fisiológicos y valóricos que rodean el proceso de reproducción humana, y por ello resulta la función hormonal en la regulación de las diversas etapas. Estos procesos deben ser analizados principalmente desde la perspectiva del control hormonal y de las condiciones propicias para la fecundación. Dichos conceptos se articulan con el análisis de investigaciones clásicas o contemporáneas. Objetivos Fundamentales De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 276), los estudiantes serán capaces de: • Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel y reconocer el papel de las teorías y el conocimiento en el desarrollo de una investigación científica (OFV 1). • Organizar e interpretar datos y formular explicaciones con el apoyo de las teorías y los conceptos científicos en estudio (OFV 2). • Comprender que el desarrollo de las ciencias está relacionado con su contexto sociohistórico (OFV 3). • Reconocer las limitaciones y la utilidad de modelos y teorías como representaciones científicas de la realidad que permiten dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema (OFV 4). • Analizar el papel biológico de las hormonas en la regulación y coordinación del funcionamiento de todos los sistemas del organismo, entre ellos el sistema reproductor humano, y cómo sus alteraciones afectan significativamente al estado de salud (OFV 6). • Comprender la sexualidad y la reproducción como una de las dimensiones más relevantes de la vida humana y la responsabilidad individual que involucra (OFV 7). 90 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Contenidos Mínimos Obligatorios 3 De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 278), los CMO son los siguientes: • Descripción del mecanismo general de acción hormonal en el funcionamiento de los sistemas del organismo y análisis del caso particular de la regulación hormonal del ciclo sexual femenino (CMO 9). • Reconocimiento de que la sexualidad humana y la reproducción son aspectos fundamentales de la vida y que cada persona tiene responsabilidad individual frente a estos (CMO 10). • Descripción de la regulación hormonal de la glicemia en la sangre, explicando prácticas médicas relacionadas con la alteración de este parámetro en el caso de la diabetes (CMO 11). Habilidades de pensamiento científico Habilidad 1 Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones con el apoyo de los conceptos y modelos teóricos del nivel. Identificación de relaciones de influencia mutua entre el contexto sociohistórico y la investigación científica a partir de casos concretos clásicos o contemporáneos relacionados con los temas del nivel. Explicación de la importancia de teorías y modelos para comprender la realidad, considerando su carácter sistémico, sintético y holístico, dando respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema. • Lección 2 3 • • • • Identificación de las limitaciones que presentan modelos y teorías científicas que persiguen explicar diversas situaciones problema. • 4 • • • • Aprendizajes Esperados en relación con los OFT De acuerdo con el Programa de Estudio de Segundo año medio de Biología (página 52) son los siguientes: Valora la importancia de las dimensiones afectivas, espiritual, ética y social, para un sano desarrollo sexual en las personas • Tiene opinión sobre las diferencias y semejanzas psicobiológicas entre hombres y mujeres. • Reconoce factores de protección y de riesgo con relación a sí mismo. Poner en juego actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento • Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. • Registra, de acuerdo a un orden, los datos producidos en torno al tema de trabajo. • Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. • Entrega trabajos en los tiempos acordados. Guía didáctica del docente 91 Planificación de la unidad Aprendizaje Esperado Objetivo Específico • Describir el mecanismo • Reconocer y explicar de acción de las cómo está organizado el hormonas en la sistema endocrino y los regulación y coordinación diferentes mecanismos del funcionamiento del de acción hormonal en organismo ejemplificando el funcionamiento de los con la insulina y el sistemas del organismo. glucagón. (CMO 11 - OF 1) • Reconocer cómo la • Describir investigaciones alteración de algunas científicas clásicas y hormonas puede producir contemporáneas sobre problemas que afectan a la hormonas y reconocer salud. el papel de las teorías en • Interpretar datos sobre las ellas. variaciones de los niveles de glucosa en la sangre y (CMO 9 - OF 2) explicar cómo estas afectan al funcionamiento de tu cuerpo. Lección Contenido 1 Organización y función del sistema endocrino • • • • • • • • Glándulas. Hormonas. Sistema endocrino. Eje hipotálamo. Hipófisis. Glándulas endocrinas. Regulación humoral. Regulación nerviosa. 2 Trastornos hormonales • • • • • • • • Hormona del crecimiento. Glándula tiroides. Glándulas suprarrenales. Páncreas. Glicemia. Insulina. Glucagón. Diabetes mellitus. • • • • Sexualidad. Pubertad. Adolescencia. Características sexuales. secundarias. Sistema reproductor femenino. Sistema reproductor masculino. Gametogénesis. Hormonas sexuales. Desarrollo folicular. Ciclo reproductor femenino. Gametos. • Explicar el rol de • Explicar el rol de 3 las hormonas en el las hormonas en el Sexualidad funcionamiento del funcionamiento del sistema humana y control sistema reproductor reproductor humano y hormonal humano y las alteraciones reconocer la sexualidad que afectan al estado de humana y la reproducción salud. como aspectos fundamentales de la vida. (CMO 9 - OF 6) • Comprender que la sexualidad y la reproducción constituyen una de las dimensiones más relevantes de la vida humana. (CMO 10 - OF 7) • • • • • • • • Comprender la importancia 4 de la reproducción humana Planificación y el funcionamiento de los familiar principales mecanismos de control de la natalidad. 92 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo • Maternidad y paternidad responsables. • Control de la natalidad. • Infertilidad. • Reproducción asistida. UNIDAD Instrumentos de evaluación • Trabaja con lo que sabes (Página 108). • Al finalizar la lección (Página 119). • Trabaja con lo que sabes (Página 120). • Al finalizar la lección (Página 127). • Evaluación intermedia (Páginas 130 y 131). • Trabaja con lo que sabes (Página 132). • Al finalizar la lección (Página 145). • Trabaja con lo que sabes (Página 146). • Al finalizar la lección (Página 151). • Evaluación intermedia (Páginas 152 y 153). • Evaluación final (Páginas 156 y 159). Indicador de Evaluación 3 Tiempo estimado (horas pedagógicas) • Ubican las principales glándulas endocrinas en el organismo y describen la función biológica que regulan. • Representan en un esquema la comunicación hormonal entre los órganos. • Comparan el mecanismo de acción de las hormonas proteicas y lipídicas. • Describen el papel que juegan la insulina y el glucagón en la regulación de la glicemia. • Interpretan datos sobre niveles de glucosa e insulina en la sangre. • Formulan explicaciones de variaciones de los niveles de glucosa e insulina en la sangre en casos concretos. • Explican, a partir de las investigaciones, el papel de las teorías en la ciencia y su permanencia en el tiempo. 6 • Describen la acción hormonal responsable de los cambios puberales. • Explican a través de esquemas el funcionamiento, regulado por hormonas, de los sistemas reproductores masculino y femenino. • Describen la secuencia de eventos del ciclo ovárico. • Describen la secuencia de eventos en el ciclo uterino en relación con la menstruación, la fase proliferativa y la secretora. • Describen el control ovárico y del ciclo uterino por hormonas. • Interpretan experimentos que permiten explicar la relación y sincronía entre ovario y útero. • Dan ejemplos sobre cómo la alteración hormonal produce problemas que afectan a la salud. • Describen la importancia de la sexualidad en el desarrollo humano, considerando de sus dimensiones afectiva, social y biológica. • Explican la responsabilidad individual tanto femenina como masculina que involucra la sexualidad como expresión de afectividad. • Evalúan el impacto del control de la natalidad en la sociedad. 7 4 3 Guía didáctica del docente 93 Prerrequisitos y bibliografía de la unidad A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para la unidad, como también algunos textos de consulta. Prerrequisitos Lección 1 Organización y función del sistema endocrino Lección 2 Trastornos hormonales • Moléculas orgánicas de las células, tejidos y órganos. • Células especializadas. • Metabolismo celular. • Fenómenos fisiológicos. • Mecanismos de intercambio celular. Lección 3 Sexualidad humana y control hormonal Lección 4 Planificación familiar • • • • • Pubertad. Sistema reproductor masculino y femenino. Meiosis. Hormona. Gametos. • • • • • • Sexualidad. Reproducción. Responsabilidad. Maternidad y paternidad. Natalidad. Población. Bibliografía de referencia Lección 1 Organización y función del sistema endocrino • Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. • Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. Lección 2 Trastornos hormonales • Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. • Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología: conceptos y relaciones. Ciudad de México: Pearson Educación. • Johnson, G. Raven, P. (2006). Biología. Holt, Rinehart and Winston. Lección 3 Sexualidad humana y control hormonal • Mader, S. (2007). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. • Karp, G. (2008). Biología celular y molecular. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill. • Griffiths, A. y otros. (2008). Genética. Madrid: Editorial McGraw-Hill. Lección 4 Planificación familiar • Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. • Prenafeta Jenkin, S. (2005). Ciencia y biología al alcance de todos: diccionario científico. Santiago de Chile: Radio Universidad de Chile. 94 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 106 y 107) 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 106 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 • Pídales a sus estudiantes que recuerden y luego describan cómo eran hace 4 años y cómo se ven ahora. Pregúnteles a qué se deben los cambios que describieron. Escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas. • Solicite a sus estudiantes que realicen la actividad que se plantea en esta sección. • Pida a sus estudiantes que observen la imagen de estas páginas, que la describan y que luego identifiquen las etapas por las cuales atraviesa la mariposa. Para comenzar Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos. • Pídales a sus estudiantes que lean las preguntas de la sección Para comenzar de la página 107, que las contesten en sus cuadernos y que las discutan con sus compañeros. • Anote en la pizarra las principales conclusiones obtenidas a partir de las respuestas a las preguntas y que las discutan. • Invítelos a que escriban en sus cuadernos lo que saben sobre estas mariposas: ¿cómo se reproducen?, ¿cómo logran una metamorfosis tan profunda? • Se sugiere complementar esta sección con las siguientes preguntas: a. Durante tu pubertad y adolescencia has podido experimentar importantes cambios en tu cuerpo. ¿Qué rol juegan las hormonas en dichos cambios? b. Si consumes mucha azúcar, ¿cómo logra tu organismo equilibrar su concentración en la sangre? Guía didáctica del docente 95 Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 108 a 119) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 108. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • Menciona las moléculas orgánicas que conforman la estructura de las células. • ¿Cuál es la diferencia entre tejidos y órganos? • Nombra al menos cuatro tipos de células especializadas. Prerrequisitos (Debes recordar, página 108) Los caracteres sexuales secundarios son aquellos signos físicos y fisiológicos de madurez sexual que distinguen a los dos sexos de una especie, pero no son directamente parte del sistema reproductor, por lo que no incluyen a los órganos sexuales. Los caracteres sexuales secundarios permiten distinguir a los diferentes sexos, y sus diversas etapas de desarrollo varían según las especies. Estos tienen relación con múltiples aspectos anatómicos, funcionales o biológicos de los órganos genitales internos. Trabaja con lo que sabes (Página 108) Respuestas esperadas a. Pregunta de investigación: ¿Por qué la castración provoca cambios fisiológicos y conductuales en quienes se practica? b. Variable dependiente: cambios fisiológicos y conductuales. Variable independiente: castración de los testículos. c. Hipótesis: si la castración provoca cambios fisiológicos y conductuales, entonces la reimplantación de los testículos permitirá recuperar las características normales del organismo castrado. d. La castración provocó conductas femeninas. e. Se explicaría si afirmamos que los testículos presentan alguna sustancia cuya función es mantener las características sexuales masculinas. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Los estudiantes creen que la neurohipófisis sintetiza hormonas, en circunstancias que su función es de almacenamiento y no de síntesis mediante un ejemplo. 96 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Los alumnos definen a los testículos y ovarios solo como glándulas endocrinas, cuando en realidad ambas son anficrinas. Explique que en ambos casos, existen, respectivamente, conductos por donde se liberan los espermios y los ovocitos. • 3 Actividad 1, Síntesis (Página 110) Respuestas esperadas 1. Estructura Glándula exocrina Presentan conductos. Vía de Por conductos, la sustancias que liberan transmisión pueden ir a la superficie del cuerpo o al interior de él. Ejemplos Sudoríparas. Glándula endocrina Muy vascularizadas, con paredes delgadas y porososas. Vierten las hormonas directamente al torrente sanguíneo. Tiroides. 2. Además del páncreas, son ejemplos los testículos y los ovarios. Actividad 2, Síntesis (Página 111) Respuestas esperadas 1. Las hormonas liposolubles, ya que atraviesan por difusión la membrana plasmática de las células diana. 2. Dicha hormona no podría desencadenar la cascada de señales en el citoplasma de la célula. Actividad 3, Análisis (Página 117) Respuestas esperadas 1. La diferencia está en la respuesta de la célula blanco. En la retroalimentación positiva, la respuesta de la célula blanco a la señal hormonal incrementa la secreción de la hormona por parte de la glándula endocrina. En cambio, en la retroalimentación negativa, si la glándula endocrina detecta que la respuesta de la célula blanco es baja, se estimula la secreción por parte de la glándula o viceversa. 2. En la retroalimentación negativa. 3. SI la célula blanco no reconociera a su hormona específica, no habría respuesta por parte de esta y, por tanto, la función de dicha hormona no se llevaría a cabo. Actividad 4, Aplicación (Página 118) Respuestas esperadas 1. Sin señales a la neurohipófisis, no abría almacenamiento de oxitocina y ADH en esta estructura. 2. La importancia del eje hipotálamo-hipófisis radica en el control que el hipotálamo ejerce, a través de neurohormonas, en la liberación de hormonas por parte de la hipófisis. Guía didáctica del docente 97 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre las glándulas endocrinas. Dificultad menor Relaciona cada glándula endocrina con su función más representativa escribiendo las letras correspondientes luego de cada número. Glándula endocrina Función a. Glándula suprarrenal 1. Regulación de la glicemia. b. Páncreas 2. Regulación del crecimiento corporal. c. Tiroides 3. Regulación del metabolismo energético. 4. Estimulación de las contracciones uterinas durante el parto. Modificación del funcionamiento del organismo frente a situaciones de emergencia. Desarrollo de los caracteres sexuales secundarios en el varón. d. Neurohipófisis e. Adenohipófisis f. Testosterona 5. 6. Dificultad mayor Observa el gráfico y responde las preguntas en tu cuaderno. Secreción hormonal en el tiempo. Variable controlada Aumenta secreción de hormona A Rango máximo Rango mínimo Disminuye secreción de hormona A Tiempo 1. Explica la relación que representa el gráfico de acuerdo con una de las funciones generales del sistema endocrino. 2. ¿Cuál es la función de la hormona A en relación con la variable controlada? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor 1. b; 2. e; 3. c; 4. d; 5. a; 6. f Dificultad mayor 1. El gráfico muestra la acción de una hormona cuya concentración fluye entre rangos mínimos y máximos debido a un control por retroalimentación negativa. 2. Mantener la variable controlada dentro de un rango mínimo y máximo. 98 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD 3 Información complementaria Función endocrina del tejido adiposo Tradicionalmente, el tejido adiposo fue visto como el sitio de almacenamiento de energía en forma de triacilglicéridos. Sin embargo, hoy es evidente que tiene funciones fisiológicas importantes, puesto que secreta numerosas proteínas, la cuales participan en la regulación autocrina y paracrina dentro del propio tejido y además tienen efectos en la función de órganos distantes, tales como el músculo, el páncreas, el hígado y el cerebro. Estas proteínas secretadas fueron denominadas bajo el término común de adipocitoquinas o adipocinas. Por lo tanto, se reconoce que el tejido adiposo, especialmente el visceral, funciona como un órgano mayor endocrino. Estos nuevos conocimientos tienen implicancias importantes para entender la relación fisiopatológica entre el exceso de grasa del cuerpo y los estados patológicos, tales como la resistencia a la insulina y la diabetes mellitus, solo por nombrar algunas. Fuente: http://med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/pdf/adipocrino.pdf Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Regulación nerviosa, pida a sus alumnos que analicen la imagen de la página 118. Solicite a sus estudiantes que noten cómo temas que parecen aislados, como el sistema endocrino y el nervioso, están íntimamente ligados. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 119) Respuestas esperadas 1. A modo de ejemplo, se presenta la siguiente tabla. Glándula endocrina Hormona Función Tiroides Tiroxina y triyodotironina Regulan el metabolismo celular. Pineal Melatonina Regulación de lo ritmos biológicos y del sueño. Regeneración celular. 2. Las células blanco son capaces de reaccionar con las hormonas porque contienen receptores específicos con los que estas pueden unirse. Las hormonas viajan en el torrente sanguíneo hasta encontrar una célula blanco apropiada. Cuando esto sucede, la hormona encaja en la célula como una llave en su cerradura, y la célula es impulsada a realizar una acción específica. 3. a. Glándulas. b. Impulso nervioso. c. Mediante el sistema circulatorio. d. Células de todo el cuerpo. e. Inmediata. f. Lenta. 4. a. Receptores sensoriales activados por la succión. b. Células contráctiles de la glándula mamaria. c. La retroalimentación positiva regula la secreción de oxitocina y prolactina, esto se debe a que a mayor producción de estas hormonas mayor estimulación para su generación. Guía didáctica del docente 99 Orientaciones de trabajo Lección 2 (Páginas 120 a 127) 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 desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes, de la página 120. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente • ¿Qué es el metabolismo celular? • Describe dos fenómenos fisiológicos del cuerpo humano. • Explica un mecanismo de intercambio a nivel de membrana celular. Prerrequisitos (Debes recordar, página 120) Las glándulas endocrinas son un conjunto de glándulas que producen sustancias mensajeras llamadas hormonas, vertiéndolas sin conducto excretor, directamente a los capilares sanguíneos, para que realicen su función en órganos distantes del cuerpo (órganos blancos). Las hormonas son sustancias secretadas por células especializadas, localizadas en glándulas endocrinas, cuyo fin es controlar la función de otras células. Trabaja con lo que sabes (Página 120) Respuestas esperadas 1. La curva roja corresponde al grupo normal, mientras que la curva azul corresponde al grupo diabético. 2. En el grupo normal. 3. El grupo diabético presenta una alteración en la función de la insulina. 4. En el grupo diabético la glicemia se mantiene por sobre los valores normales, debido a la alteración de la acción enzimática de la insulina. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Los estudiantes suelen confundir la acción de la insulina con el glucagón y viceversa. • Para remediar la situación anterior, solicite a los estudiantes que desarrollen una tabla comparativa, para establecer diferencias y semejanzas y definir bien sus funciones. 100 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD 3 Actividad 5, Análisis (Página 122) Respuestas esperadas 1. En la ovejas inyectadas con adrenalina, la concentración de glucosa se elevó drásticamente en las primeras dos horas. 2. La glucosa es la principal fuente de energía del organismo, y frente a situaciones de estrés biológico, se requiere una mayor concentración de ella en las células para afrontar las necesidades extras que el estrés biológico provoca. 3. La disminución se explica por los mecanismos de retroalimentación negativa que se activan para mantener la homeostasis del organismo. MInitaller (Página 124) Respuestas esperadas La diabetes mellitus tipo 1 (DM1) se caracteriza por la destrucción de las células beta pancreáticas, la que se traduce en un déficit absoluto de insulina y dependencia vital a la insulina exógena. Se presenta a cualquier edad, pero su mayor incidencia se observa en menores de 15 años, con mayor frecuencia en edad preescolar y especialmente prepuberal. Su etiología en el 90 % de los casos es autoinmune y en un 10 % de los casos es idiopática. Estudios recientes señalan que un porcentaje importante de las DM1 se inicia en niños menores de 5 años. Este grupo presenta un cuadro más grave, con mayor acidosis y período previo de síntomas, por lo que debe existir alerta para el diagnóstico en este grupo etario. Para mayor información, dirigirse a las siguientes páginas web: http://web.minsal.cl/portal/url/item/b554e8e580878b63e04001011e017f1e.pdf http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0370-41062006000400006&script=sci_arttext Actividad 6, Reflexión (Página 126) Respuestas esperadas 1. En ocasión del Mundial de fútbol 2006, se publicó en el diario Clarín de la Argentina el artículo La biotecnología también juega en el mundial, escrito por el doctor Alberto D’Andrea, referido al tratamiento que recibiera Messi con hormona de crecimiento humana, que le habría permitido alcanzar su talla y destreza actual. A partir de este hecho, muchos conocieron las posibilidades y beneficios que ofrece la biotecnología para la salud, al producir hormonas humanas, como la hormona de crecimiento y la insulina. (Fuente: http://tecnocienciaysalud. com/hormona-de-crecimiento). 2. La hormona de crecimiento humana es una proteína compuesta por 191 aminoácidos y es producida por la hipófisis. Su uso se limitó por muchos años a niños con déficit de dicha hormona y retraso de su crecimiento, pero en la actualidad, se aplica indiscriminadamente a personas sanas. Inyectar esta hormona a personas sanas sin haberle diagnosticado un déficit es exponerse a la retención de líquido, a una diabetes, a un trastorno de la tiroides, a un aumento de la presión intracraneal y a favorecer el desarrollo de tumores. Guía didáctica del docente 101 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre los trastornos de las glándulas endocrinas. Dificultad menor Relaciona la hormona con el trastorno hormonal escribiendo las letras correspondientes. a. Hormona del crecimiento. 1. Diabetes b. Hormona estimulante de la tiroides (TSH). 2. Enfermedad de Addison c. 3. Acromegalia 4. Bocio Aldosterona. d. Insulina. Dificultad mayor Lee el siguiente texto y analiza la tabla. A partir de esta información, responde las preguntas. El hipotiroidismo es una enfermedad en la que la glándula tiroides disminuye la producción de sus hormonas y, en consecuencia, se genera un aumento en la concentración de TSH en la sangre, lo que permite identificar la enfermedad por medio de un examen diagnóstico en el que también se analiza la concentración de la hormona T4. La siguiente tabla indica la concentración de estas hormonas cuando la tiroides funciona normalmente y cuando se presenta hipotiroidismo subclínico y avanzado. Funcionamiento de la glándula tiroides Hormona T4 Hormona TSH Tiroides normal Normal Menor de 2,5-3,0 mUI/mL Hipotiroidismo subclínico Normal Mayor de 2,5-3,0 mUI/mL Hipotiroidismo avanzado Baja Mayor de 2,5-3,0 mUI/mL A Javiera se le realizó un examen de sangre que arrojó los siguientes resultados: TSH: 4,5 mcUI/mL T4: Normal 1. ¿Qué clase de hipotiroidismo tiene Javiera? 2. ¿Cómo lograste diagnosticar el tipo de hipotiroidismo que tiene Javiera? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor 1. d; 2. c; 3. a; 4. b Dificultad mayor 1. Posee hipotiroidismo subclínico. 2. Al comparar los resultados de Javiera con los valores de la tabla. 102 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Glándulas suprarrenales, pida a sus alumnos que a partir de las tablas de las páginas 125 y 126 construyan un cuadro sinóptico con los diferentes trastornos hormonales, relacionándolos con la glándula endocrina correspondiente. • Solicite 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. 3 Al finalizar la lección… (Página 127) Respuestas esperadas Glándulas endocrinas Ovarios Estrógeno Proliferación celular del endometrio. Neurohipófisis Oxitocina Páncreas Insulina y glucagón Paratiroides Paratohormona La oxitocina estimula las contracciones durante el parto y facilita la salida de leche en las glándulas mamarias. Ambas hormonas controlan los niveles de glucosa en la sangre. Regula la concentración de calcio y fósforo. Tiroide Tiroxina Regulan el metabolismo celular. Glándula suprarrenal Aldosterona, cortisol, Intervienen en el metabolismo de los glúcidos y adrenalina, noradrenalina y de los iones sodio y potasio. Incrementan el ritmo andrógenos. cardiaco y la frecuencia respiratoria. Hormona antidiurética La ADH estimula la reabsorción de agua en el riñón. Hipotálamo Adenohipófisis Testículos Hormonas ACTH, TSH, GH, Prolactina, FSH, LH Testosterona Función Estimula la secreción de otras glándulas endocrinas, o bien actúa directamente sobre las células blanco. Determina los caracteres sexuales secundarios en el hombre. 2. a. Variable dependiente: nivel de glicemia. Variable independiente: el tiempo. b. La forma de la curva se explica porque en las primeras 5 horas la glicemia se mantuvo constante, y a partir de ahí comenzó a elevarse como consecuencia de la extracción del páncreas. c. La extracción del páncreas tuvo como consecuencia un aumento de la glicemia. d. Es posible corregir la glicemia del animal inyectando insulina endovenosa. 3. a. Los corticoides están implicados en una variedad de mecanismos fisiológicos, incluidos aquellos que regulan la inflamación, el sistema inmunitario, el metabolismo de hidratos de carbono, el catabolismo de proteínas, los niveles electrolitos en plasma y, por último, los que caracterizan la respuesta frente al estrés. Estas sustancias pueden sintetizarse artificialmente y Guía didáctica del docente 103 tienen aplicaciones terapéuticas, utilizándose principalmente debido a sus propiedades antiinflamatorias e inmunosupresoras y a sus efectos sobre el metabolismo. b. La aldosterona es una hormona esteroidea producida por la sección externa de la zona glomerular de la corteza adrenal en la glándula suprarrenal y actúa en la conservación del sodio, secretando potasio e incrementando la presión sanguínea. c. Para mayor información, dirigirse a las siguientes páginas web: http://redsalud.uc.cl/link.cgi/vidasaludable/glosario/S/sindrome_de_cushing.act www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000378.htm Sugerencias y respuestas esperadas Taller de ciencias y Evaluación intermedia (Páginas 128 a 131) Taller de ciencias (Páginas 128 a 129) Análisis e interpretación de evidencias 1. Es una respuesta incondicionada del organismo frente a un estímulo como la comida. 2. Situación problema: ¿Por qué los perros salivan sin ver la comida y solo al oír los pasos de su dueño? 3. Hipótesis: se puede convertir una respuesta incondicionada (como la salivación del perro ante la comida) en una respuesta condicionada. 4. Variable dependiente: salivación. Variables independientes: comida y sonido de la campana. 5. La salivación del perro ante la comida es una respuesta incondicionada; la salivación tras oír la campana es una respuesta condicionada. El estímulo neutro que supone inicialmente la campana se convierte finalmente en un estímulo condicionado. Este estímulo condicionado (sonido) es como una señal que avisa que el estímulo incondicionado (comida) está a punto de aparecer. Finalmente, existe el refuerzo, que es el fortalecimiento de la asociación entre un estímulo incondicionado con el condicionado. 6. El jugo pancreático está integrado por un componente acuoso vertido por la acción de la secretina y un componente enzimático que es vertido en forma inactiva, gracias a la acción de la colecistoquinina, en respuesta a la presencia de acidez y presencia del quimo duodenal. 7. Por la acción endocrina descrita en la respuesta anterior. 8. El de los ingleses Bayliss y Starling. Debido a que ellos investigaron el mecanismo de estimulación pancreática durante el proceso digestivo. 9. Su mayor aporte fue descubrir, para este caso de estudio, que existen otros mecanismos, diferentes al sistema nervioso, que explican el funcionamiento del páncreas y sus relación con el sistema digestivo. 104 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Respuestas esperadas de la Evaluación intermedia (Páginas 130 y 131) 3 Actividades 1. a. Las células beta sintetizan insulina, por lo que se vería afectada la absorción de glucosa. b. Las hormonas son la insulina y el glucagón. c. Debido a que cada cuerpo humano es diferente, es necesario un conjunto de valores en ayunas para determinar cuáles son los niveles de glucosa que son poco saludables. Cuando ayunas, los niveles en la sangre se normalizan. Comer o beber algo que contenga azúcar antes de una prueba de glucosa puede aumentar los niveles de glucosa en la sangre y proporcionar una lectura inexacta. d. Los niveles de glucosa aumentan en la sangre, lo que estimula al páncreas a liberar insulina. Así, la glucosa ingresa a las células. Esto da inicio a un control por retroalimentación negativa de los niveles de insulina con la participación del glucagón. 2. Una probable explicación para las mayores concentraciones de glucosa en el paciente B es que tenga una alteración en los niveles de insulina, lo que se traduce en una dificultad para controlar los niveles de azúcar en la sangre. 3. Los valores de glicemia fluctúan entre 1 y 2 g/L. Las variaciones de la glicemia están sujetas a los momentos en que los individuos comen debido al ingreso de carbohidratos a la sangre y a que que se traducen en un aumento de la glicemia. Estas variaciones son controladas por la acción de las hormonas del páncreas, la insulina y el glucagón. 4. a. La insulina tiene una importante función reguladora del metabolismo, sobre el que tiene los siguientes efectos: estimula la glucogenogénesis, inhibe la glucogenolisis, disminuye la glucosecreción hepática y promueve la glucólisis. b. A partir del gráfico se puede inferir que la insulina estimula el almacenamiento de glucosa en el hígado, el músculo y el tejido adiposo. La glucogenogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado y, en menor medida, en el músculo, y es activado por insulina en respuesta a los altos niveles de glucosa, que pueden ser posteriores a la ingesta de alimentos con carbohidratos. Guía didáctica del docente 105 Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 132 a 145) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes, de la página 132. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • • • ¿Cuáles son las características de la pubertad? Menciona las estructuras de los sistemas reproductores masculino y femenino. ¿Cuál es la relación entre la meiosis y la producción de gametos? Prerrequisitos (Debes recordar, página 132) La hormona folículo estimulante (FSH) es una hormona del tipo gonadotropina que se encuentra en los seres humanos y otros animales. Es sintetizada y secretada por el lóbulo anterior de la hipófisis. La FSH regula el desarrollo, el crecimiento, la maduración puberal y los procesos reproductivos del cuerpo. Produce la maduración de ovocitos en la mujer, mientras que en los hombres la producción de espermatozoides. La hormona luteinizante (LH) es una hormona gonadotrópica de naturaleza glicoproteica que, al igual que la FSH, es producida por el lóbulo anterior de la hipófisis. En el hombre es la hormona que regula la secreción de testosterona, de modo que actúa sobre las células de Leydig en los testículos. En la mujer, controla la maduración de los folículos, la ovulación, la iniciación del cuerpo lúteo y la secreción de progesterona. La LH estimula la ovulación femenina y la producción de testosterona masculina. Trabaja con lo que sabes (Página 132) Respuestas esperadas a. b. c. d. Los niveles de gonadotrofinas son muy bajos. Un aumento de los niveles de gonadotrofinas desencadena la maduración sexual. Durante la noche. En la edad reproductiva, los niveles de gonadotrofinas se mantienen estables en el tiempo. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • Muchos estudiantes afirman que la testosterona solo está presente en el hombre y que el estrógeno solo está presente en la mujer. Ambas hormonas están tanto en hombres como en mujeres, pero en bajísimas cantidades. Para remediar las situaciones anteriores, se sugiere solicitar a los estudiantes una investigación bibliográfica o por Internet, donde deban definir las funciones de la testosterona y los estrógenos tanto en hombres como en mujeres; y la función de la próstata en el hombre. 106 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD 3 Actividad 7, Analizar (Página 135) Respuestas esperadas 1. a. Tanto en hombres como en mujeres la concentración de gonadotrofinas sexuales, a sí como la de testosterona y estrógeno, aumenta considerablemente en la etapa pospuberal. El caso de la testosteronaesparticularmentenotabledebidoalexplosivoaumentoquemuestradeunaetapaaotra. En los hombres, la testosterona juega un papel clave tanto en el desarrollo de los tejidos reproductivos masculinos como de los testículos y próstata. También en la promoción de los caracteres sexuales secundarios, tales como el incremento de la masa muscular y ósea y el crecimiento del pelo corporal. b. Los estrógenos inducen fenómenos de proliferación celular sobre los órganos, principalmente endometrio, mama y el mismo ovario. Los estrógenos presentan su mayor concentración en los primeros 7 días del ciclo menstrual. Al regular el ciclo menstrual, los estrógenos afectan el tracto reproductivo, el urinario, los vasos sanguíneos y el corazón, los huesos, las mamas, la piel, el cabello, las membranas mucosas, los músculos pélvicos y el cerebro. Los caracteres sexuales secundarios, como el vello púbico y el axilar, también comienzan a crecer cuando los niveles de estrógeno aumentan 2. Por lo general, la pubertad comienza entre los ocho y trece años de edad en las niñas, y entre los nueve y quince años de edad en los niños. Algunos comienzan antes o después de esas edades, y los adolescentes pueden comenzar a ver cambios relacionados con la pubertad en cualquier momento durante esos años. Actividad 8, Síntesis (Página 139) Respuestas esperadas Primero, los espermatozoides viajan por un pequeño conducto llamado epidídimo, localizado detrás de cada testículo. Desde este lugar el esperma progresa por otro tubo de mayor calibre llamado conducto deferente. El conducto deferente se extiende desde el epidídimo hasta el conducto eyaculador, el cual recorre una porción de la glándula prostática. Las células espermáticas y secreciones de glándulas vecinas se combinan para formar el semen, el cual entra en la uretra, un tubo que permite el paso tanto de orina como de semen. Durante la eyaculación, el semen es expulsado a través de la uretra hasta el exterior del cuerpo. Guía didáctica del docente 107 Actividad 9, Análisis (Página 142) Respuestas esperadas 1. El proceso reproductivo está regulado por las glándulas que producen las hormonas: Glándulas Hipotálamo Hipófisis Testículos Ovarios Hormonas GnRH FSH y LH Testosterona Estrógenos 2. Si no hay secreción de LH, en el hombre no habría regulación de la secreción de testosterona al no poder actuar sobre las células de Leydig de los testículos, mientras que en la mujer no habría control en la maduración de los folículos, en la ovulación, en la iniciación del cuerpo lúteo y en la secreción de progesterona. 3. Si la producción de estrógenos es continua, los niveles de FSH, LH y GnRH se mantendrían bajos, lo que se traduciría en una alteración en el desarrollo de los folículos, en la ovulación y en la secreción de hormonas como la progesterona. 4. Algunos signos de que la ovulación es inminente son los siguientes: Cambios en el flujo vaginal. A medida que el ciclo avanza, aumenta el volumen y cambia la textura del flujo vaginal. Se es más fértil cuando el flujo se vuelve claro, resbaladizo y elástico. Aumento de la temperatura corporal. Después de la ovulación, la temperatura del cuerpo puede aumentar entre 0,4 y 1,0 grados Celsius y es detectado utilizando un termómetro. Malestar en el bajo vientre. Alrededor de una quinta parte de las mujeres sienten un leve malestar en un costado o hasta un dolor punzante, que puede durar desde algunos minutos hasta algunas horas. Actividad 10, Análisis (Página 143) Respuestas esperadas 1. La menopausia se define como el cese permanente de la menstruación y tiene correlaciones fisiológicas con la declinación de la secreción de estrógenos por pérdida de la función folicular. 2. La edad promedio de una mujer que está teniendo su último periodo, la menopausia, es 51,4 años. 3. Cualquier mujer en edad menopáusica puede recibir un tratamiento hormonal sustitutivo. Información complementaria Hormonas sexuales y función vascular Estudios epidemiológicos han puesto de manifiesto que la incidencia de enfermedades cardiovasculares es menor en mujeres premenopáusicas que en hombres de la misma edad, y que tras la menopausia el riesgo de sufrir dichas enfermedades se aproxima al de los hombres. La explicación que subyace a este fenómeno es el efecto que las hormonas sexuales ejercen sobre la función vascular. Tradicionalmente, se han descrito efectos beneficiosos de los estrógenos y deletéreos de los andrógenos sobre el sistema cardiovascular. Sin embargo, estos conceptos se están cuestionando actualmente, ya que existen estudios que muestran que las terapias sustitutivas con estrógenos no solo no producen ningún beneficio, sino que inducen riesgos sobre la función cardiovascular. Por otra parte, se ha puesto de manifiesto una correlación entre hipotestosteronemia e incidencia de enfermedades cardiovasculares, lo que sugiere un posible papel protector de los andrógenos sobre la función vascular en hombres. 108 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Actividades complementarias 3 Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre algunas características de la reproducción humana. Dificultad menor Completa la siguiente tabla, estableciendo diferencias y semejanzas entre la ovogénesis y la espermatogénesis. Espermatogénesis Ovogénesis Diferencias Semejanzas Dificultad mayor Niveles hormonales Observa la siguiente imagen del ciclo ovárico y responde las preguntas. Ciclo uterino A B Ovulación Progesterona Estrógeno 1. El indicador A muestra lo que ocurre durante este proceso con los estrógenos. ¿A qué se debe el aumento en la concentración de esta hormona? 2. El indicador B muestra el descenso en los niveles de progesterona. ¿Aproximadamente en qué días del ciclo ocurre este fenómeno? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor Diferencias Ovogénesis Espermatogénesis - Se desarrolla en los ovarios. - Presenta una etapa de crecimiento y maduración. - Por cada ovogonia se obtiene una célula haploide madura. - Se desarrolla en los testículos. - Presenta una etapa de diferenciación celular. - Por cada espermatogonia se obtienen cuatro células haploides. Semejanzas En ambas ocurre el proceso de meiosis. Dificultad mayor 1. Durante la primera mitad del ciclo o fase preovulatoria, la hormona gonadotropina (GnRH), procedente del hipotálamo, estimula la producción, por parte de la hipófisis, de la hormona folículo estimulante (FSH). Esta hormona, que se libera a la sangre, va a provocar la maduración de los folículos ováricos. Estos folículos, a la vez que van madurando, sintetizan otras hormonas: los estrógenos. 2. En un ciclo de 28 días, aproximadamente en el día 20. Guía didáctica del docente 109 Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Características de los gametos, pida a sus alumnos que se reúnan en grupos de tres integrantes y vuelvan a analizar la ilustración que resume el ciclo reproductor femenino. La idea es que comenten cada etapa y manifiesten la dudas que puedan tener con el resto de los grupos con el fin de aclararlas. • Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 145) Respuestas esperadas 1. a. FSH, LH, progesterona y estrógeno. b. La hormona luteinizante. c. El endometrio crece por acción de la progesterona. d. Etapa preovulatoria: la FSH se mantiene alta hasta alcanzar un peak poco antes de la ovulación. La LH se mantiene baja, pero aumenta explosivamente un poco antes de la ovulación. El estrógeno aumenta progresivamente hasta alcanzar un peak poco antes de la ovulación. Por su parte, la progesterona se mantiene en niveles bajos. Etapa posovulatoria: la FSH y la LH bajan progresivamente su concentración. Por su parte, el estrógeno baja abruptamente para comenzar a subir progresivamente y volver a bajar al final del ciclo. La progesterona aumenta progresivamente para bajar al final del ciclo. e. En aquellos días más próximos a la ovulación. En un ciclo de 28 días el rango aproximado está entre los días 12 al 16. 2. Lugar de formación Morfología Movilidad Tiempo de vida Espermatozoides Testículos Alargada con un flagelo Alta 3 días aproximadamente Ovocitos Ovarios Circular Baja 1 a 2 días 3. a. Falso. La LH estimula a las células de Leydig a producir testosterona. Por su parte, la FSH estimula la producción de espermatozoides. b. Falso. Para el momento de la menstruación, la FSH inicia el crecimiento folicular en el ovario, en lo que afecta, específicamente, a las células granulosas. Con la elevación de los estrógenos se comienza la expresión de receptores para la LH sobre los folículos en desarrollo, los cuales empiezan a sintetizar una creciente cantidad de estradiol. c. Falso. Son las espermatogonias y ovogonias, respectivamente. 110 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Orientaciones de trabajo Lección 4 (Páginas 146 a 151) 3 Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 146. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en la lección anterior, pida a sus alumnos que respondan las siguientes preguntas: • ¿Qué piensas de la sexualidad? • ¿Qué significado tienen para ti la maternidad y la paternidad? • ¿Qué pasaría si aumentara las tasa de natalidad en una población? Prerrequisitos (Debes recordar, página 146) La sexualidad humana, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, se define como un aspecto central del ser humano a lo largo de su vida. Abarca al sexo, las identidades y los papeles de género, el erotismo, el placer, la intimidad, la reproducción y la orientación sexual. Se vive y se expresa a través de pensamientos, fantasías, deseos, creencias, actitudes, valores, conductas, prácticas, papeles y relaciones interpersonales. La sexualidad puede incluir todas estas dimensiones; no obstante, no todas ellas se vivencian o se expresan siempre. La sexualidad está influida por la interacción de factores biológicos, psicológicos, sociales, económicos, políticos, culturales, éticos, legales, históricos, religiosos y espirituales. (Fuente: Defining sexual health Report of a technical consultation on sexual health. 28–31 January 2002, Geneva). Trabaja con lo que sabes (Página 146) Respuestas esperadas 1. Asumir que una vida sexual activa puede generar un embarazo no deseado. 2. El número de nacimientos por madres menores de 20 años y aquellas que comprenden el rango entre los 20 y 34 años ha disminuido levemente. Por su parte, el número de nacimientos por madres mayores de 34 años se mantenido estable en el tiempo. 3. En el tramo de madres menores de 20 años es donde se produce el mayor número de nacimientos. 4. Para una madre menor de 20 años las consecuencias están ligadas a la falta de madurez sicológica para mantener un bebé. Por sobre los 40 años aumentan las probabilidades de pérdida o de tener hijos con alguna enfermedad de carácter genético principalmente. 5. El inicio precoz de la actividad sexual se relaciona con el embarazo adolescente, considerado una problemática social, que tiene como consecuencia falta de oportunidades y disminución de las perspectivas futuras de vida de la adolescente embarazada, su hijo(a) y su familia. El embarazo adolescente se ha vinculado a múltiples determinantes sociales, entre las que se encuentran bajo nivel socioeconómico, bajo nivel de escolaridad, ausencia de proyecto de vida, así como también se le ha relacionado con inequidades en el acceso a servicios de salud sexual y reproductiva (Fuente: http://web.minsal.cl/portal). Guía didáctica del docente 111 Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • En temas como la Planificación familiar y Métodos de control de la natalidad, más que errores conceptuales lo que existe son algunos mitos o ideas erradas sobre esta materia. A continuación, un listado de ideas falsas. Cualquier anticonceptivo sirve para cualquier mujer. Las pastillas no tienen ningún efecto adverso. Los anticonceptivos engordan. Los parches, dispositivos e implantes no son métodos efectivos. El uso de anticonceptivos favorece la aparición de acné, puntos negros, vellos y reseca el cabello. Hay que dejar de utilizar las pastillas para que el cuerpo descanse. El uso prolongado de la píldora puede producir infertilidad. El DIU (Dispositivo Intrauterino) es abortivo. El coito interrumpido evita el embarazo. Si se tienen relaciones sexuales de pie, es imposible embarazarse. En la primera relación no hay riesgo de embarazo. La píldora aumenta el riesgo de sufrir un cáncer. Los métodos quirúrgicos afectan la orientación sexual y las relaciones íntimas. • Para remediar esta situación, se sugiere formar con los estudiantes grupos de trabajo y asignarles tres ideas falsas para que las investiguen y expliquen con argumentos científicos por qué lo son. Luego, reunir a los grupos en un plenario para discutir y analizar sus resultados. Actividad 11, Reflexión (Página 147) Respuestas esperadas Las respuestas a estas preguntas son variables, pues dependen de la información que manejen los estudiantes y de sus reflexiones personales. Sin embargo, puede orientar las respuestas considerando la siguiente información. 1. El matrimonio es una institución social que crea un vínculo conyugal entre sus miembros. Este lazo es reconocido socialmente, ya sea por medio de disposiciones jurídicas o por la vía de los usos y costumbres. El matrimonio establece entre los cónyuges una serie de obligaciones y derechos que son fijados por el ley y que varían de acuerdo a cada sociedad. Por otra parte tenemos que el Acuerdo de Unión Civil es una ley que mejora las condiciones jurídicas y sociales de dos personas de igual o distinto sexo que, con o sin hijos, se aman, viven bajo un mismo techo y conforman una familia, permitiéndoles regular su régimen patrimonial, de salud, previsional y de herencias. 2. Si bien a la comunidad adolescente sexualmente activa le preocupa la prevención del embarazo, no evidencia en sus conductas el mismo cuidado por evitar el contagio de Enfermedades de Transmisión Sexual (ETS). De hecho, muchos adolescentes están desinformados del tema y actúan de manera impulsiva, sin medir consecuencias, ni inmediatas, ni futuras. El inicio sexual antes de tiempo- antes de una madurez mental y afectiva completas -tiene como riesgos, además del embarazo y de las ETS, la aparición de disfunciones sexuales debido a las circunstancias en que se viven las relaciones sexuales y la separación entre genitalidad y afectividad, por lo que se enfrentan la mayoría de las veces a una sexualidad incompleta. (Fuente: http://maternidad.uc.cl/link.cgi/ noticias/ginecologia_infanto_juvenil/consecuencias_inmediatas_y_futuras_del_inicio_sexual_ precoz.act) 3. En la actualidad, son muchas las mujeres y los hombres que posponen la maternidad y la paternidad a edades más avanzadas. Estudiar y especializarse, consolidarse laboralmente, encontrar al compañero o compañera ideal y tener cierto nivel de independencia económica son algunas de las razones por las que cada vez son más las mujeres y los hombres que retrasan el proyecto de ser madres y padres. 112 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Actividades complementarias 3 Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la planificación familiar. Dificultad menor Escribe frente a cada método anticonceptivo: (N) si es natural, (H) si es hormonal, (F) si es físico o de barrera o (Q) si es quirúrgico. a. Vasectomía c. Diafragma e. Método de Ogino-Knauss b. Método de Billings d. Píldoras f. Ligadura de trompas Dificultad mayor Haz una lectura reflexiva de las siguientes ideas que expresó recientemente un conferencista a los adolescentes de una institución escolar. “El autoconocimiento hace parte de la expresión de la inteligencia de una persona, porque con él se tienen más herramientas para enfrentar la mayoría de las situaciones de la vida cotidiana. Esto implica descubrir permanentemente los pensamientos y emociones que orientan toda decisión. Por esto es importante que los jóvenes desarrollen esta habilidad desde muy jóvenes. Sin embargo, he visto que muchos dejan pasar su pubertad y adolescencia de manera un tanto inconsciente, desconociendo los efectos de toda esa explosión de cambios hormonales que afectan tanto la parte física, como la afectiva y la emocional. Esta situación es similar a cruzar una calle evitando el puente peatonal que ofrece mayor seguridad”. Responde: a. ¿Qué ideas expresadas por el conferencista consideras que aportan a tu vida personal? b. ¿Qué relaciones encuentras entre las ideas del conferencista y los temas del inicio de la actividad sexual, los embarazos no planeados y las enfermedades de transmisión sexual? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor a. Q; b. N; c. F; d. H; e. N; f. Q. Dificultad mayor Esta es una actividad que apunta a que los estudiantes opinen sobre temas que involucran aspectos valóricos relacionados con su vida personal y con la relación que establecen con otros y con la sociedad en su conjunto. Se invita al profesor a crear un ambiente de respeto entre los alumnos, para que ellos se sientan con la libertad de expresar sus ideas con argumentos. Sugerencias de cierre de lección • Tras concluir el análisis del contenido titulado Impacto del control de la natalidad en la población, pida a sus alumnos que se reúnan en grupos de cuatro integrantes y que a partir de las tablas de las páginas 148 y 149 construyan un cuadro sinóptico con los métodos de control de la natalidad. Guía didáctica del docente 113 • Solicite a los estudiantes que respondan en parejas las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar las respuestas de los estudiantes. Al finalizar la lección… (Página 151) Respuestas esperadas Las respuestas a estas preguntas son variables, pues dependen de la información que manejen los estudiantes y de sus reflexiones personales. Sin embargo, puede orientar las respuestas en consideración de la siguiente información. 1. En Chile, la inserción de las mujeres al mercado del trabajo es relativamente tardía y una de las más bajas de América Latina. Las mujeres se han incorporado al mundo del trabajo sin abandonar los roles tradicionalmente asumidos. Por tanto, junto con el trabajo siguen siendo las principales responsables de la mantención de la casa y el cuidado de los hijos (Fuente: Dirección del trabajo. La mujer y el trabajo. (2013). dt.gob.cl). En consecuencia, se puede deducir que la incidencia que tiene en la tasa de natalidad la inserción de la mujer en el mundo laboral es marginal y lo que se observa es una maternidad más bien tardía. 2. Con 1,9 hijos por mujer, la sociedad chilena no alcanza a tener el mínimo de hijos necesarios (2,1) para mantener en el tiempo su población activa, lo que empeorará la calidad de vida de las generaciones futuras. (Fuente: Universidad de los Andes. (2013). Baja tasa de natalidad en Chile. uandes.cl). Desde esta perspectiva, es conveniente fomentar el aumento de la natalidad mediante la aplicación de medidas como las siguientes: - diseñar políticas públicas para contrarrestar la tendencia a la baja natalidad. - aumentar el número de tratamientos de fertilidad. - crear beneficios en el ámbito de la protección de la maternidad 3. Desde un punto de vista económico, el primer efecto de la baja de natalidad es la caída en la fuerza de trabajo de las futuras generaciones, las que no pueden mantener el nivel de productividad y, con una población ya envejecida, comienzan a consumir más recursos de los que se producen, por lo que baja la calidad de vida. (Fuente: Universidad de los Andes. (2013). Baja tasa de natalidad en Chile. uandes.cl). Sugerencias y respuestas esperadas de la Evaluación intermedia (Páginas 152 y 153) Evaluación de proceso 1. a. La hormona luteinizante. b. En la etapa secretora del ciclo, específicamente en los cuatro días posteriores a la ovulación. c. La acción de la progesterona mantiene el engrosamiento del endometrio. d. No habría secreción de progesterona y, por lo tanto, no habría desarrollo ni engrosamiento del endometrio. 114 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD 2. 3 a. Es un ejemplo de retroalimentación positiva. 3. Conclusión Los ovarios son los órganos responsables de sintetizar estrógenos y progesterona. La hipófisis sintetiza hormonas que estimulan el desarrollo ovárico. El hipotálamo estimula la síntesis de hormonas FSH y LH que actúan en la ovulación. La FSH y LH participan en el desarrollo de los ovarios y controlan el ciclo ovárico. 4. a. Para ambas mujeres el día de ovulación es el 25 de enero. b. La mujer con el ciclo de 26 días ovulará aproximadamente el 20 de febrero. La mujer con el ciclo de 32 días ovulará aproximadamente el 26 de febrero. Guía didáctica del docente 115 Orientaciones para las páginas finales de la unidad Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 154 y 155) • Antes de leer la síntesis, solicite a los estudiantes que anoten los conceptos más relevantes de cada lección en su cuaderno y subrayen aquellos que están en la síntesis del texto. • A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección, para que la complementen y que respondan las preguntas asociadas a cada una de las lecciones. Las respuestas esperadas a las preguntas son: – Lección 1: Detención del crecimiento; atrofia de las glándulas suprarrenales, de los testículos y ovarios y de la tiroides; y trastornos del metabolismo de lípidos, glúcidos y proteínas. – Lección 2: La falta de insulina ocasiona un exceso de azúcar en la sangre, que no es reconocida por las células ni los tejidos y no puede ser aprovechada por el organismo, lo que produce distintos síntomas, entre ellos, debilidad cerebral y fatiga muscular. – Lección 3: La liberación de FSH y LH está regulada por el factor liberador de gonadotrofinas (GnRH) y la acción hormonal es distinta en cada género. – Lección 4: Se espera que elijan alguno de los métodos de control de natalidad según su forma de pensar y estilo de vida. Solucionario de la Evaluación final (Páginas 156 a 158) 1. a. Hipotálamo: es una región del cerebro que regula laliberación de hormonas de la hipófisis. b. Hipófisis: es una glándula endocrina que segrega hormonas encargadas de regular la homeostasis. Se sitúa en la base del cráneo. c. Gonadotrofinas: son una serie de hormonas secretadas por la hipófisis que regulan la reproducción en los vertebrados. d. Diabetes (mellitus): es un conjunto de trastornos metabólicos que afectan a diferentes órganos y tejidos siendo el principal la baja producción de la hormona insulina. e. Hipofunción: función que desarrolla una glándula a un nivel inferior al que se considera normal. f. Hiperfunción: función que desarrolla una glándula a un nivel superior al que se considera normal. 2. a. Es un método anticonceptivo que incluye la combinación de un estrógeno y una progestina. Cuando se toman por vía oral todos los días, estas pastillas inhiben la fertilidad femenina. b. Este método anticonceptivo, quirúrgico y parcialmente reversible, consiste en cerrar el oviducto, para así detener el paso de los espermatozoides hasta el óvulo y evitar su fecundación. c. Este método anticonceptivo es una funda fina y elástica para cubrir el pene durante el coito, a fin de evitar la fecundación y el posible contagio de enfermedades de transmisión sexual. d. Método de control natal que consiste en la sección y ligadura de los conductos deferentes. e. Ligadura de oviductos y vasectomía. f. Debe adoptar un método de control de natalidad que sea reversible en el futuro. g. Regulan la tasa de natalidad en la medida que evitan nuevos nacimientos. 116 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD 4. 3 a. El nivel de glucosa a la primera hora aumenta en ambos individuos como consecuencia de la ingesta de alimento. b. El individuo 1 debido a su alta glicemia. c. La curva sería similar a la del individuo 2. d. La curva se estabilizaría a niveles normales de glicemia, como es el caso del individuo 2. 5. a. Diferencias: en ovogénesis hay células que degeneran. En espermatogénesis, por cada célula primordial se obtienen cuatro gametos, mientras que en ovogénesis se obtiene un gameto. El gameto femenino, ovocito, es más grande que el gameto masculino, espermatozoide. Semejanzas: ambos procesos son meióticos. Ambos procesos se inician con células primordiales. En ambos procesos se obtienen gametos. b. Durante la gametogénesis el número de cromosomas disminuye de 2n;4c a n;c, debido a las dos divisiones meióticas consecutivas con una replicación de ADN. c. Las hormonas que controlan la producción de espermatozoides es la testosterona y la inhibina, ambas producidas a nivel testicular, mientras que la ovogénesis está regulada por la participación de directa hormona folículo estimulante (FSH). Por su parte, la hormona luteinizante (LH) controla la maduración de los folículos y estimula la ovulación femenina. d. El número de cromosomas se reduce a la mitad como consecuencia del proceso de meiosis. 6. a. El eje hipotálamo hipofisiario juega un rol central en el sistema endocrino. Organiza las respuestas hormonales apropiadas a estímulos provenientes de centros neurológicos superiores. Desde el punto de vista fisiológico, el hipotálamo tiene parte del control de la secreción de las hormonas de la adenohipófisis y es el responsable de la producción de hormona neurohipofisiarias como oxitocina y vasopresina. b. El sistema circulatorio es el responsable de transportar las hormonas a los diferentes órganos del cuerpo para que entren en contacto con su célula blanco. c. El exceso prolongado de la hormona del crecimiento (GH) engruesa los huesos de la mandíbula y los dedos de pies y manos, lo que deriva en una pesadez mandibular y un aumento en el tamaño de los dedos (acromegalia). Problemas acompañantes pueden incluir sudoración, presión sobre nervios, debilidad muscular, exceso de globulina fijadora de hormonas sexuales, resistencia a la insulina o incluso una extraña forma de diabetes mellitus tipo 2 y reducción de la función sexual. Los efectos de la deficiencia de la hormona del crecimiento varían de acuerdo a la edad en la que se producen. En niños, las manifestaciones principales de la deficiencia de GH son la falta de crecimiento y la baja estatura, con causas comunes que incluyen condiciones genéticas y malformaciones congénitas. También puede causar demoras en la maduración sexual. d. GH: promueve el crecimiento esquelético y muscular. PRL: estimula a las glándulas mamarias para que se desarrollen y produzcan leche. FSH: regula el desarrollo, el crecimiento, la maduración puberal y los procesos reproductivos del cuerpo. TSH: estimula a la tiroides a producir tiroxina y triiodotironina. ACTH: estimula a las glándulas suprarrenales para producir glucocorticoides y andrógenos. LH: en el hombre es la hormona que regula la secreción de testosterona actuando sobre las células de Leydig en los testículos; mientras que en la mujer controla la maduración de los folículos, la ovulación, la iniciación del cuerpo lúteo y la secreción de progesterona. Guía didáctica del docente 117 Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 159) Descriptor Preguntas (puntaje asociado) 1 1a (1), 1b (1), 1c (1), 6a (1), 6b (2), 6c (2) 2 1d (1), 1e (1), 1f (1), 3a (1), 3b (1), 3c (2), 4a (1), 4b (1), 4c (2), 4d (2), 5c (2) 3 5a (2), 5b (2), 5c (2) 4 2a (1), 2b (1), 2c (1), 2d (1), 2e (1), 2f (1), 2g (1) Actividad 1 Características Sistema nervioso Sistema endocrino Recibir información y generar una respuesta que determina la reacción de algunos procesos. A través de neuronas mediante un impulso nervioso. Recibir información y generar una respuesta que determina la reacción de algunos procesos. A través de hormonas mediante el sistema circulatorio. Velocidad de la comunicación Rápida Lenta Velocidad de la respuesta Rápida Lenta Centro de control Centralizado y coordinado en el encéfalo. Centralizado y coordinado en el hipotálamo. Función general Comunicación Actividad 2 La hormona liberadora de la hormona del crecimiento (somatocrinina) y la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento (somatostatina), liberadas por el hipotálamo, son los principales controladores de la secreción de la hormona del crecimiento (GH). Actividad 5 En la página 144 del Texto del estudiante los alumnos tienen acceso a un gráfico que muestra las variaciones hormonales producidas durante la gametogénesis y a otro que muestra los cambios endometriales. Con ambos, el alumno podrá desarrollar la comparación solicitada. Actividad 6 La página 142 del Texto del estudiante presenta un esquema que relaciona la regulación hormonal entre el hipotálamo y los testículos y el hipotálamo y los ovarios. Este esquema sirve de base para elaborar la actividad solicitada. 118 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Actividad 7 Naturales Diferencias Semejanzas - No evitan enfermedades de transmisión sexual. - No hay uso de un agente físico ni químico externo. - Es reversible. Químicos - No evitan enfermedades de transmisión sexual. - Uso de un agente químico externo. - Es reversible. De barrera 3 Irreversibles - El condón evita enfermedades de transmisión sexual. - Uso de un agente físico externo. - Es reversible. - No evitan enfermedades de transmisión sexual. - No hay uso de un agente físico ni químico externo. - Es irreversible o parcialmente reversible. Ayudan a planificar la frecuencia de los embarazos y a evitar aquellos no deseados. Actividad 8 Para mayor información sobre la “pastilla del día después”, diríjase a las siguientes página web: • http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%ADldora_del_d%C3%ADa_después • www.bcn.cl/leyfacil/recurso/pildora-del-dia-despues • www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-34372008000300009 Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias (Páginas 160 y 161) Respuestas esperadas Actividad 3.1 Las respuestas a estas preguntas son variables, pues dependen de la información que manejen los estudiantes. Sin embargo, puede orientar las respuestas considerando la siguiente información. El estrés es una reacción fisiológica del organismo en el que entran en juego diversos mecanismos de defensa para afrontar una situación que se percibe como amenazante o de demanda incrementada. Algunos de los síntomas pueden ser el nerviosismo (temblar) o estar inquieto. También lo son la aceleración del corazón, las pupilas dilatadas, la sudoración y ruborosidad de la piel. El estrés es una respuesta natural y necesaria para la supervivencia, a pesar de lo que hoy en día se confunde con una patología. Esta confusión se debe a que este mecanismo de defensa puede acabar, bajo determinadas circunstancias, frecuentes en ciertos modos de vida, desencadenando problemas graves de salud. El efecto que tiene la respuesta estrés en el organismo es profundo y el organismo lo desarrolla para aumentar las probabilidades de supervivencia frente a una amenaza a corto plazo. A mediano plazo, este estado de alerta sostenido desgasta las reservas del organismo y puede producir diversas patologías. Las consecuencias, por ende, terminan siendo fisiológicas, psicológicas y conductuales. Guía didáctica del docente 119 Actividad 3.2 Para mayor información sobre la diabetes, diríjase a la siguientes páginas web. • www.diabeteschile.cl/nuevo/index.php • www.adich.cl/ • http://escuela.med.puc.cl/paginas/departamentos/obstetricia/altoriesgo/diabetes.html Actividad 3.3 a. El problema de investigación es el siguiente: ¿cuáles son los factores que intervienen en la función ovárica y uterina de la mujeres? b. Si los ovarios producen hormonas que controlan el desarrollo del ciclo ovárico, entonces su extirpación tendrá consecuencias en este ciclo. c. Las ratas no tendrían un desarrollo normal de su ciclo ovárico. Actividad 3.4 a. Si las condiciones que dieron como resultado la información del gráfico se mantienen iguales, entonces la tasa de natalidad continuará disminuyendo. b. Para mayor información sobre la tasa de natalidad, dirigirse a la siguientes páginas web: • www.uandes.cl/noticias/claudia-tarud-estudios-demuestran-el-fuerte-impacto-de-la-bajanatalidad-en-el-desarrollo-de-los-paises.html • http://contacto.med.puc.cl/destacados/natalidad/natalidad.html • http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-75262007000200001 Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 162 y 163) • Pida a sus estudiantes que lean los tres textos y que los relacionen con alguna de las lecciones y contenidos estudiados durante la unidad. • El primer texto trata un tema de salud pública mundial, como es el embarazo adolescente. Invite a los estudiantes a leer con atención la información y ayúdelos a interpretar correctamente la tablas que acompañan el texto central. • El segundo y tercer texto desarrollan temas específicos de la disciplina científica, como son la diabetes y el test de embarazo. Invite a los estudiantes a que señalen qué experiencias han tenido con la diabetes, por ejemplo, si conocen algún pariente o amigo que la padezca y que la describan. • 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 estudiantes. 120 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Material fotocopiable 3 Taller de ciencias Infecciones de transmisión sexual Pregunta de investigación ¿Son las ITS un problema personal o de salud pública? Hipótesis El comportamiento individual de cada una de las personas que pertenecen a una sociedad incide en el aumento o disminución del contagio de las ITS de la población. Procedimiento Analiza la realidad actual de las ITS a nivel mundial y en Chile utilizando fuentes confiables de información en la web y en revistas y bibliografía especializadas. A continuación, un extracto de dicha información que te permitirá guiar tu investigación. Infecciones de transmisión sexual (ITS) Las ITS son enfermedades que se han mantenido en el tiempo, y existen registros de estas enfermedades desde antes de la época de Cristo. Estas infecciones son causadas por diferentes agentes patológicos, entre los cuales están las bacterias, los parásitos, los virus, los protozoos, etc. El mecanismo de contagio de estas enfermedades es el contacto sexual con una persona infectada y se relaciona directamente con el comportamiento sexual del ser humano y, por lo tanto, con un acto de decisión personal. Constituyen aún un importante problema de salud pública en todo el mundo a pesar de los esfuerzos por controlarlas y eventualmente erradicarlas, como ha sucedido con otras enfermedades infectocontagiosas. A pesar de todo ese esfuerzo, las ITS continúan vigentes y algunas en aumento, como lo revelan estimaciones de la Organización Mundial de la Salud, que indican que cada año se producen en todo el mundo 330 millones de nuevos casos de ITS. Entre las ITS más comunes en Chile encontramos la sífilis, la gonorrea, el herpes genital y la infección por virus papiloma humano. Fuente: www.clinicalascondes.cl Análisis y conclusiones 1. ¿Cuáles son las ITS de mayor incidencia en el mundo y en Chile? ¿Son las mismas en ambos casos? 4. ¿Cuá sería el comportamiento correcto de un individuo que sospecha que tiene una ITS? 2. ¿Cuáles son los agentes patológicos que causan las ITS más comunes en el mundo y en Chile? ¿Son los mismos en ambos casos? 5. ¿Cómo resolverías este problema? 6. A partir de la investigación que realizaste, ¿podrías afirmar que la hipótesis inicial es correcta? 3. ¿Cuál es la resposabilidad de cada individuo para evitar la propagación de las ITS? Guía didáctica del docente 121 Material fotocopiable Ficha de refuerzo Gametogénesis 1. Realiza una tabla comparativa entre la gametogénesis femenina y la masculina. Ovogénesis Espermatogénesis 2. ¿Cuáles son los procesos que permiten la variabilidad genética en la reproducción sexual y en qué etapa de la gametogénesis se producen? 3. ¿Cuándo el ovocito II termina su proceso de ovogénesis? Explica detalladamente el proceso de finalización del ovocito II. 4. Verdadero o falso. Justifica las respuestas falsas. a. En la etapa de proliferación es cuando se forma el ovocito II. b. El polocito II se transforma en el folículo, el cual permite la salida del ovocito II en la ovulación. c. El espermatocito I posee una carga genética de 2n. d. El crossing over se produce en la etapa de profase II de la meiosis II. 122 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo Ficha de ampliación UNIDAD Material fotocopiable 3 Origen del término diabetes La diabetes era diagnosticada en la Antigüedad mediante el gusto dulce de la orina, el cual había sido notado y registrado en la literatura de los griegos, chinos persas e indios. Hoy en día sabemos que la diabetes se relaciona con la cantidad excesiva del azúcar que tenemos en nuestra sangre y la regulación de esta a través de determinadas hormonas producidas en nuestro organismo. Tratamientos de antaño Los médicos griegos Sushruta, Arataeus y Thomas Willis fueron los primeros en tratar esta enfermedad prescribiendo a los pacientes una rutina de ejercicios como andar a caballo para poder aliviar la excesiva producción de orina. Otros tratamientos incluían dietas de hambre, ingesta de vino y sobrealimentación para compensar la baja de fluidos corporales. Entre los años 980 y 1037, se realizó una descripción detallada de la enfermedad: se relacionó el apetito anormal, la orina dulce, la disfunción sexual y la gangrena diabética como aspectos sintomatológicos de la enfermedad. En el año 1776, el médico Matthew Dobson determinó que el gusto dulce de la orina se debía a la presencia de una determinada azúcar presente en la orina y también en la sangre de los pacientes diagnosticados con diabetes. En 1889, Joseph von Mering y Oskar Minkowski fueron los primeros científicos que experimentaron con animales, específicamente perros, a los que les extirparon el páncreas para observar después el comportamiento de sus organismos. Determinaron así que es efectivamente este órgano el que se encarga de regular la concentración de azúcar en los perros, ya que terminaron desarrollando la enfermedad y posteriormente murieron. El científico, Sir Edward Albert Sharpey-Schafer en 1910 determinó que la sustancia específica que regula los niveles de azúcar era la insulina. El nombre deriva del lugar de producción de esta hormona, que son los Islotes de Langerhans, ubicados en el páncreas. Fuente: www.news-medical.net/health/History-of-Diabetes-(Spanish).aspx <http://www.news-medical.net/health/ History-of-Diabetes-(Spanish).aspx> Actividad A partir del texto anterior, resuelve las siguientes actividades. 1. Realiza una línea de tiempo de los acontecimientos que permitieron conocer la diabetes como enfermedad endocrina. 2. Investiga cuáles son los tratamientos actuales que se aplican para esta enfermedad. 3. ¿De dónde se obtiene la insulina que los pacientes con diabetes se deben administrar? Guía didáctica del docente 123 Material fotocopiable Instrumento de evaluación Nombre: Curso: 2º medio Marca con una ✘ la alternativa correcta. 1. La liberación y síntesis de una hormona está regulada principalmente por un mecanismo de: A. retroalimentación. B. corregulación. C. no hay mecanismo regulador. D. saturación. E. segundos mensajeros. 2. ¿Qué característica es propia de las glándulas endocrinas? I. Su secreción actúa sobre las células blanco. II. Secretan hormonas. III. Secretan hormonas al medio extracelular. IV. La tiroides es un ejemplo de glándula endocrina. A. I y II B. I, II y III C. II, III, IV D. I, II, IV E. I, III, IV 3. El sistema nervioso y el sistema endocrino tienen similitudes como las siguientes: I. la producción de sustancias específicas. II. el control de los procesos biológicos del organismo. III. la liberación de las sustancias específicas al sistema circulatorio. IV. que las sustancias que liberan se conocen como neurotransmisores. A. Solo I B. Solo II C. I y II D. I y III E. III y IV 124 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Material fotocopiable 3 4. Luego de una abundante comida se observa un aumento considerable de la insulina plasmática. Este se produce por la presencia de: A. glucosa intestinal. B. calcitonina. C. glucosa sanguínea. D. la temperatura corporal. E. adrenalina. 5. Si una persona presenta una serie de temblores corporales (como una contracción muscular persistente) y se realiza un examen sanguíneo, el cual manifiesta una hipocalcemia (disminución de Ca+2), la situación sería explicada por una: A. hiposecreción de calcitonina. B. hiperfunción adenohipofisiaria. C. falta de hormona tiroestimulante. D. déficit de paratohormona. E. hiperfunción de glándula paratiroides. 6. La diabetes mellitus se caracteriza por el o los siguientes síntomas: A. tener mucha hambre. B. orinar frecuentemente. C. intensa sed. D. pérdida importante de peso. E. 7. Todas las anteriores. La hormona encargada de formar los espermatozoides y los cambios sexuales secundarios en el varón es: A. la folículo estimulante. B. la testosterona. C. la luteinizante. D. el estrógeno. E. la progesterona. 8. Las hormonas sexuales tienen un origen químico a partir del cual se clasifican como hormonas: A. derivadas de aminoácidos. B. esteroidales. C. peptídicas. D. proteicas. E. prostaglandinas. Guía didáctica del docente 125 Material fotocopiable 9. Entre los aspectos fundamentales de la reproducción humana, podemos mencionar: A. el desarrollo físico. B. el desarrollo psicológico. C. la búsqueda de la identidad. D. la adquisición de responsabilidades. E. Todas las anteriores. 10. Entre los métodos de anticoncepción, el que además actúa como una barrera para evitar el SIDA es: A. el método de Billings. B. la cauterización o ligadura de trompas. C. el preservativo. D. la pastilla anticonceptiva. E. la vasectomía. 11. Entre los métodos utilizados para la anticoncepción desarrollados sobre la base de la liberación de hormonas, podemos mencionar: A. los preservativos. B. la vasectomía. C. el método de Billings. D. el coito interruptus. E. la píldora anticonceptiva. 12. La finalidad de los métodos de control de la natalidad es: I. mantener una sexualidad responsable. II. facilitar la planificación familiar. III. estimular el embarazo precoz. IV. evitar embarazos no deseados. A. I y II B. I y III C. I, II y IV D. I, III y IV E. I, II, III, IV 126 Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo UNIDAD Material fotocopiable 3 Tabla de especificaciones Área: Biología Curso: 2º medio Nombre de la unidad: Hormonas, reproducción y desarrollo Objetivos de la unidad Reconocer y explicar cómo está organizado el sistema endocrino y los diferentes mecanismos de acción hormonal en el funcionamiento de los sistemas del organismo. Reconocer cómo la alteración de algunas hormonas puede producir problemas que afectan la salud. Interpretar datos sobre las variaciones de los niveles de glucosa en la sangre y explicar cómo estas afectan el funcionamiento del cuerpo. Explicar el rol de las hormonas en el funcionamiento del sistema reproductor humano y reconocer la sexualidad humana y la reproducción como aspectos fundamentales de la vida. Comprender la importancia de la reproducción humana y el funcionamiento de los principales mecanismos de control de la natalidad. Contenidos Habilidad Ítem Clave Criterios y niveles de logro Organización Conocer, y función relacionar, del sistema comprender. endocrino 1 2 3 A D C Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correctos. Transtornos hormonales Analizar, conocer. 4 5 6 C D E Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. Sexualidad humana y control hormonal Reconocer, comprender. 7 8 9 B B E Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. Planificación familiar Reconocer, compender. 10 11 12 C E C Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítem correcto. Guía didáctica del docente 127 UNIDAD 4 1 Dinámica de poblaciones y comunidades Orientaciones curriculares Propósito de la unidad Esta unidad profundiza en el estudio de las poblaciones y las comunidades y determina los factores que condicionan su distribución, tamaño y crecimiento. Los estudiantes comprenden que estos factores son de diversa índole, aunque todos se refieren a interacciones entre organismos y a interacciones con el ambiente o procesos ambientales (por ejemplo, perturbaciones y catástrofes). Se analizan los cambios que sufren las comunidades a lo largo del tiempo (sucesiones ecológicas) y los efectos de la actividad humana sobre la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas. Estos conceptos se articulan con el análisis de investigaciones científicas clásicas. Objetivos Fundamentales De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 276), los estudiantes serán capaces de: • Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conocimientos del nivel y reconocer el papel de las teorías y el conocimiento en el desarrollo de una investigación científica (OFV 1). • Organizar e interpretar datos y formular explicaciones, con apoyo de las teorías y conceptos científicos en estudio (OFV 2). • Comprender que el desarrollo de las ciencias está relacionado con su contexto sociohistórico (OFV 3). • Reconocer las limitaciones y la utilidad de modelos y teorías como representaciones científicas de la realidad que permiten dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problema (OFV 4). • Reconocer la interdependencia organismo-ambiente como un factor determinante de las propiedades de poblaciones y comunidades biológicas (OFV 8). • Comprender el efecto de la actividad humana sobre la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas (OFV 9). 128 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Contenidos Mínimos Obligatorios 4 De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 278), los CMO son los siguientes: • Descripción de los atributos básicos de las poblaciones y las comunidades, determinando los factores que condicionan su distribución, tamaño y crecimiento; por ejemplo, depredación, competencia, características geográficas, dominancia, diversidad (CMO 12). • Descripción de los efectos específicos de la actividad humana en la biodiversidad y en el equilibrio de los ecosistemas; por ejemplo, en la dinámica de poblaciones y comunidades de Chile (CMO 13). Habilidades de pensamiento científico Habilidad Identificación de relaciones de influencia mutua entre el contexto sociohistórico y la investigación científica a partir de casos concretos clásicos o contemporáneos relacionados con los temas del nivel. Explicación de la importancia de teorías y modelos para comprender la realidad, con la consideración de su carácter sistémico, sintético y holístico, y dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problemas. Identificación de las limitaciones que presentan modelos y teorías científicas que persiguen explicar diversas situaciones problemas. Lección 1 2 3 • • • • • Aprendizajes Esperados en relación con los OFT De acuerdo con el Programa de Estudio de Segundo año medio de Biología (página 64) son los siguientes: Valora la protección del entorno natural y sus recursos como contexto de desarrollo humano • Toma la iniciativa en acciones concretas de cuidado del entorno natural en los distintos ámbitos en que se desenvuelve. • Propone ideas y las lleva a cabo para sensibilizar o promover el cuidado y buen uso de los recursos naturales como parte del desarrollo humano. Pone en juego actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento • Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos. • Registra, de acuerdo a un orden, los datos producidos en relación con el tema de trabajo. • Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad. • Entrega trabajos en los tiempos acordados. Guía didáctica del docente 129 Planificación de la unidad Aprendizaje Esperado Objetivo Específico Lección Contenido • Describir las características • Describir las características propias de una población propias de una población, y los factores que la como la densidad y regulan. abundancia, tipos de crecimiento, tasas, curvas (CMO 12 - OF 2) de sobrevivencia y factores que regulan el crecimiento. 1 ¿Cuáles son las características de una población? • • • • • Ecosistema. Abundancia. Crecimiento poblacional. Curvas de sobrevivencia. Tasas de crecimiento. • Explicar que las • Explicar las características comunidades tienen propias de una comunidad características que les son y aquellas que emergen propias y que emergen de la interacción con su de la interacción de las ambiente. poblaciones que las constituyen y de estas con su ambiente. (CMO 12 - OF 8) 2 ¿Cuáles son las características de una comunidad? • • • • • • • • Nicho ecológico. Biomas. Competencia. Depredación. Mutualismo. Comensalismo. Sucesión. Especies claves. 3 ¿Cómo afectan los humanos a la biodiversidad y a los ecosistemas? • • • • • • • Población humana. Huella ecológica. Estructura etaria. Efectos en el ecosistema. Intervención humana. Biodiversidad. Especies y conservación. • Describir investigaciones clásicas sobre dinámica de poblaciones y comunidades, reconociendo el papel de las teorías en ellas. (CMO 12 - OF 1) • Describir el efecto de la actividad humana sobre la biodiversidad y el equilibrio del ecosistema. (CMO 13 - OF 8 ) • Conocer algunas características de la población humana y su impacto sobre el medio ambiente. 130 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Instrumentos de evaluación • Trabaja con lo que sabes (Página 166). • Al finalizar la lección (Página 183). • Trabaja con lo que sabes (Página 184). • Al finalizar la lección (Página 196). • Evaluación intermedia (Página 200). • Trabaja con lo que sabes (Página 202). • Al finalizar la lección (Página 213). • Evaluación intermedia (Página 214). • Evaluación final (Página 218). Indicador de Evaluación • Identifican la diferencia entre los conceptos de abundancia poblacional y densidad poblacional. • Definen la población como un grupo de organismos de una misma especie que ocupan un espacio particular en un tiempo dado. • Calculan densidades poblacionales, utilizando mapas u observaciones en terreno. • Caracterizan distintos tipos de crecimiento poblacional –exponencial y sigmoideo– a partir de ejemplos y gráficos. • Calculan tasas de crecimiento poblacional, interpretan los resultados y formulan explicaciones. • Ilustran con ejemplos cómo el crecimiento poblacional se ve afectado por la capacidad de carga del ambiente. • Comparan e interpretan curvas de sobrevivencia de distintas especies, como, por ejemplo, de la especie humana. • Caracterizan los distintos tipos de biomas presentes en Chile. • Explican, utilizando un ejemplo, el concepto de diversidad como una de las propiedades básicas que permite caracterizar a la estructura de las comunidades. • Dan ejemplos de casos donde la competencia puede moldear la estructura de las comunidades. • Explican cómo la depredación favorece el mantenimiento de la diversidad al interior de las comunidades. • Dan ejemplos de especies claves en una comunidad dada. • Interpretan datos y formulan explicaciones sobre sucesiones ecológicas. • Investigan modelos que han permitido explicar mecanismos presentes en las comunidades biológicas. • Discuten el concepto de equilibrio ecológico. • Describen, en casos reales, efectos positivos y negativos de la actividad humana sobre la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas. 4 Tiempo estimado (horas pedagógicas) 8 6 5 Guía didáctica del docente 131 Prerrequisitos y bibliografía de la unidad A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para la unidad, como también algunos textos de consulta. Prerrequisitos Atención En las sección Trabaja con lo que sabes (página 184) se propone una actividad que requiere anticipar su preparación, por lo que se le sugiere que revise el procedimiento propuesto. Lección 1 ¿ Cuáles son las características de una población? • • • • Hábitat. Población. Ecosistema. Diversidad. Lección 2 Cuáles son las características de una comunidad? • • • • Poblaciones. Comunidad. Cadenas alimentarias. Interacciones ecológicas. Lección 3 ¿Cómo afectan los humanos a la biodiversidad y a los ecosistemas? • • • • • Sustancias contaminantes. Bioacumulación. Estrategias de prevención y remediación. Flujos de materia y energía. Cadenas y tramas alimentarias. Bibliografía de referencia Lección 1 ¿Cuáles son las características de una población? • 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. • Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana. Lección 2 ¿Cuáles son las características de una comunidad? • Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología, conceptos y relaciones. Ciudad de México: Pearson Educación. • Prenafeta Jenkin, S. (2005). Ciencia y biología al alcance de todos: diccionario científico. Santiago de Chile: Radio Universidad de Chile. Lección 3 ¿Cómo afectan los humanos a la biodiversidad y a los ecosistemas? • Erickson, J. (1992). El efecto invernadero. El desastre de mañana, hoy. Madrid: Mc Graw Hill/ Interamericana. • Gore, A. (2007). Una verdad incómoda. La crisis planetaria del calentamiento global y cómo afrontarla. Barcelona: Editorial Gedisa. • Hoffmann A., Armesto, J. (2008). Ecología, conocer la casa de todos. Santiago de Chile: Biblioteca Americana. 132 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 164 y 165) 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 164 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 • Pregunte a sus estudiantes qué saben acerca de la dinámica de poblaciones y comunidades, especialmente si recuerdan qué es una población y una comunidad, y pídales que mencionen ejemplos de su entorno. Motive a los estudiantes mostrando imágenes de diferentes ecosistemas. Escriba en la pizarra las principales ideas mencionadas. • Explique a sus estudiantes que todos los seres vivos se desarrollan en un ambiente cuyas características definen muchos de sus comportamientos. • Solicite a sus estudiantes que enuncien y anoten en sus cuadernos ejemplos de comunidades biológicas que hayan conocido o visitado. • Pida a sus estudiantes que observen la imagen de estas páginas, que la describan y que luego identifiquen los elementos vivos y los inertes que encuentren en el ecosistema de la imagen. Luego, pídales que deduzcan las relaciones que se pueden establecer entre los seres vivos identificados. Para comenzar Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos. • Pídales a sus estudiantes que lean las preguntas de la sección Para comenzar de la página 165, que las contesten en sus cuadernos y que las discutan con sus compañeros. • Anote en la pizarra las principales conclusiones obtenidas a partir de las respuestas a las preguntas y pídales que las discutan. • Invítelos a escribir en la pizarra lo que saben sobre el desierto florido. ¿Dónde ocurre ese fenómeno?, ¿cuándo se produce y por qué? • Se sugiere complementar esta sección con las siguientes preguntas: a. Es común observar una gran variedad de aves en plazas y parques, pero, ¿de qué manera logran las aves mantener un cierto equilibrio en el número total de individuos? b. Javiera observó un día un par de abejas en el árbol de su jardín. A la semana siguiente, en el mismo árbol, habían como 30 abejas, y al finalizar el mes, pudo ver como las abejas construían un gran panal en una de las ramas del árbol. ¿Qué factores ambientales facilitaron el crecimiento de las abejas de este panal? Guía didáctica del docente 133 Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 166 a 183) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 166. Experiencias previas Basados en los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Cómo describirías el hábitat en que vives? • ¿Qué es una población biológica? Explica con ejemplos. • ¿Qué es un ecosistema y cuáles conoces? Prerrequisitos (Debes recordar, página 166) Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos y el medio físico donde se relacionan. La cadena alimentaria describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del que le sigue. Trabaja con los que sabes (Página 166) Respuestas esperadas a. En la Zona Norte de Chile. b. Ecosistema del desierto y ecosistema semidesértico costero. c. En el ecosistema semidesértico costero, debido a la presencia de una mayor humedad. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • La lectura y creación de tablas y gráficos siempre representa una dificultad para los alumnos, y en esta lección se trabaja mucho con este tipo de recursos. • La comprensión de los factores denso-independientes y denso-dependientes genera dificultad en los estudiantes, que confunden sus definiciones con aquellos factores que limitan el crecimiento. • Para remediar esta situación, se sugiere, mediante un ejemplo en que se utilice un gráfico sobre factores que limitan e crecimiento, explicar la estructura de un gráfico y la información que posee. 134 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Actividad 1, Análisis (Página 167) 4 Respuestas esperadas 1. a. Factores abióticos: aire, luz, suelo, agua. b. Factores bióticos: gaviotas, estrella de mar, algas. c. La estrella de mar provee de energía a la gaviota. 2. Si las gaviotas no interactuaran con los organismos de los cuales se alimentan, la población iría mermando en cantidad de individuos, nacerían cada vez menos crías y con el tiempo la población se extinguiría. Actividad 3, Análisis (Página 169) Respuestas esperadas 1. a. Porque la densidad se mide en número de individuos en un área de estudio determinada. 2. La abundancia es el número total de individuos, mientras que la densidad es el número de individuos en una superficie determinada. 3. Acompañe a los estudiantes en la realización de esta actividad explicando las diferencias entre los tipos de distribución que analizarán en la página 170. 4. Es una buena oportunidad para introducir temas como la actividad humana en los ecosistemas y sus efectos tanto positivos como negativos. Actividad 4, Análisis (Página 171) Respuestas esperadas 1. Flores de mostaza: distribución uniforme. Musgos en la isla Rey Jorge: distribución agrupada. 2. Las especies de la alta cordillera tienen más probabilidades de sobrevivir si se distribuyen agrupadamente. Se podrían favorecer con la retención de agua y en mantener una temperatura adecuada. Actividad 5, Análisis (Página 172) Respuestas esperadas 1. Ambas poblaciones ocupan un lugar en el ecosistema. Ambas poblaciones dependen, para su crecimiento y desarrollo, de las condiciones del ambiente. 2. El crecimiento del elefante es más lento que el del moho del pan. 3. Si los elefantes se reprodujeran a la velocidad que lo hacen los hongos, al poco tiempo acabarían con los recursos disponibles, se quedarían sin alimentos y la población de elefantes comenzaría a mermar hasta desaparecer. Guía didáctica del docente 135 Actividad 6, Aplicación (Página 173) Respuestas esperadas 1. Nº de individuos 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 La variable dependiente es el número de individuos, y se ubica en el eje y. La variable independiente es el tiempo en hora y se ubica en el eje x. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 tiempo (horas) 2. El tamaño poblacional sería de 201 326 592 células. 3. A las siete horas habrá 96 células. A las quince horas habrá 1 536 células. Actividad 7, Aplicación (Página 174) Respuestas esperadas 1. Nº de individuos 40 La variable dependiente es el número de individuos y se ubica en el eje y. La variable independiente es el tiempo en años y se ubica en el eje x. 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 tiempo (años) 2. Este gráfico se diferencia del anterior en que, una vez alcanzado cierto número de individuos, la curva se estabiliza. Actividad 8, Aplicación (Página 178) Respuestas esperadas 1. La población X podría incrementarse si hubiera una alta tasa de natalidad debido a una mayor cantidad de recursos disponibles, o bien, si disminuyera la tasa de mortalidad. 2. La población Z disminuiría en abundancia en caso de emigración de sus individuos. 3. Si un virus mortal afectara a la población X , disminuiría la natalidad y, por lo tanto, la abundancia de individuos. 136 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Actividad 9, Análisis (Página 179) 4 Respuestas esperadas 1. a. Tasa de natalidad: (12/32) x 1 000 = 375 por cada mil individuos. Tasa de mortalidad; (7/32) x 1000 = 218,75 por cada mil individuos. Tasa de migración: ((7-3)/32) x 1000 = 125 por cada mil individuos. b. TCP = (375-218,75) + 125 = 281,25 por cada mil individuos. c. La población de degús creció en el período en estudio. Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre las características de la población. Dificultad menor Completa las definiciones con las palabras del recuadro. Emigración - Inmigración - Distribución poblacional - Mortalidad - Tamaño poblacional - Densidad poblacional a. El es el número de individuos en una población. b. La es el número de individuos por unidad de área. c. La es la forma en que los organismos de una población se organizan en un área determinada. d. Los organismos que ingresan a una población desde otra población distinta generan . e. Los organismos que salen de una población para formar parte de otra distinta causan . Edad (años) Dificultad mayor Analiza el siguiente gráfico que presenta la estructura por edades de tres poblaciones distintas y, con base en ella, responde las preguntas 1, 2 y 3. 60 Etapa prerreproductiva Etapa reproductiva Etapa posreproductiva 40 20 0 1 2 Población 3 Guía didáctica del docente 137 1. ¿Cuál población tiene el menor porcentaje de individuos en la etapa reproductiva? 2. ¿Cuál población tiene el mayor porcentaje de individuos en etapa posrreproductiva? 3. De acuerdo con el gráfico, ¿cuál población crees que está creciendo?, ¿cuál está disminuyendo? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor a. Tamaño poblacional c. Distribución pobacional b. Densidad poblacional d. Inmigración e. Emigración Dificultad mayor 1. La población 2. 2. La población 3. 3. La población 2 está creciendo. La tasa de crecimiento de la población 3 está disminuyendo. Sugerencias de cierre de lección • • Tras concluir el análisis del contenido titulado Factores denso dependientes, pida a sus alumnos que lean en parejas la sección Novedades científicas. Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 183) Respuestas esperadas 1. Estrategas r: los recursos son ilimitados. Se reproducen rápidamente. Suelen ser de menor tamaño. Estrategas K: están determinados por la disponibilidad de recursos. Se reproducen lentamente. Suelen ser de mayor tamaño. 2. Distribución uniforme. 3. El desprendimiento de rocas es un factor denso-independiente. La densidad poblacional disminuye después del accidente. 4. La curva de crecimiento de estas bacterias llegaría a un punto en que se estabilizaría. Los factores que limitan el crecimiento de la población, en este caso, son denso-dependientes. 5. Un ejemplo de curva tipo I son los mamíferos. Un ejemplo de curva tipo II son los reptiles. Un ejemplo de curva tipo III son los anfibios. 138 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Orientaciones de trabajo Lección 2 (páginas 184 a 201) 4 Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 184. Experiencias previas Basados en los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Qué es una comunidad biológica? • ¿Cómo describirías una cadena alimentaria? • Menciona tres interacciones ecológicas que observes en tu entorno. Prerrequisitos (Debes recordar, página 184) Una comunidad es el conjunto de poblaciones biológicas que comparten un área determinada y difieren en el tiempo. Una comunidad puede ser definida a cualquier nivel taxonómico o funcional y escala geográfica. La vida de un ser vivo está estrechamente ajustada a las condiciones físicas de su ambiente y a la vida de sus semejantes. También se adapta a todas las otras clases de organismos que integran la comunidad de la cual forma parte, estableciendo con ellos variadas interacciones ecológicas. Trabaja con lo que sabes (Página 184) Respuestas esperadas Esta es una actividad de carácter práctico que se lleva a cabo en terreno, por lo que sus resultados dependerán de la organización y dedicación de los estudiantes. Para lograr el objetivo deseado, es importante que los alumnos tengan claro el objetivo de la actividad y definan el rol que cada uno de ellos desempeñará durante el trabajo. Sugerencias de desarrollo de lección Tratamiento de los errores frecuentes • El concepto “selva” suele estar, por error, asociado a un bioma de África. Lo que comúnmente se denomina selva africana, en realidad corresponde a la sabana africana. Aclarar esta confusión y explicar que dicho concepto (selva) se aplica a los bosques densos con gran diversidad biológica, vegetación de hoja ancha (tipo frondosa) y, por lo general, con dosel cerrado, sotobosque biodiverso y varios pisos, estratos o niveles de vegetación. • Los estudiantes suelen confundir los conceptos bioma y ecosistema. Se sugiere aclarar que un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica, definido a partir de su vegetación y de las especies animales que allí predominan. Guía didáctica del docente 139 Actividad 10, Análisis (Página 191) Respuestas esperadas 1. P. aurelia: su densidad relativa es de 90, aproximadamente P. Caudatum: su densidad relativa es de 70 aproximadamente. Ambas poblaciones presentan un tipo de crecimiento sigmoideo. 2. La población de P. Caudatum disminuye al ser cultivada con P. Aurelia. Esta disminución se explica por la competencia, donde la especie P. Aurelia resulta más eficiente que P. Caudatum en el uso de los recursos. 3. Se puede postular que P. Aurelia es mejor competidor, porque logra hacer un uso más eficiente de los recursos y logra mantener la densidad de su población en desmedro de la densidad de P. Caudatum. 4. El problema de investigación que se planteó Gauss fue cómo se comportan dos especies de paramecium al ser cultivadas juntas, y cómo varía su densidad en el tiempo. Actividad 11, Análisis (Página 192) Respuestas esperadas 1. Porque cuando la población de la presa aumenta, la población depredadora obtiene más disponibilidad de alimento e incrementa también su abundancia. 2. Abundancia promedio en presas: aproximadamente 80 millones. Abundancia promedio en depredadores: aproximadamente 50 millones. 3. La población de presas aumentaría muchísimo al disminuir el predador que regula su crecimiento. 4. La población de vegetales, que es alimento de la presa, disminuiría al desaparecer el depredador de esta, ya que la mayor cantidad de individuos consumirían una mayor cantidad de vegetales. Esto, a su vez, regularía también el crecimiento de la presa. Información complementaria Estado de conservación El último informe de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) sitúa en la categoría de “Preocupación” al puma, zorro culpeo, loro choroy y al loro cachaña; como “Casi amenazada” aparece el monito del monte; “Vulnerable”, el gato güiña, el pudú y el lleuque, y “En peligro de extinción”, el huemul y queule. Este último árbol, endémico de Chile, es uno de los casos más desconocidos y el más crítico. Las principales caussa de su desaparición son la deforestación y lo difícil de su reproducción. Fuente: La discusión.cl (2013). Extraído el 4 de diciembre del 2013, de: www.diarioladiscusion.cl 140 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Actividades complementarias 4 Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre las interacciones ecológicas que se establecen entre los seres vivos. Dificultad menor Lee con atención el siguiente texto, y basándote en él, responde la pregunta. “En la selva hay una enorme diversidad de organismos. Sobre los grandes árboles crecen plantas como las bromelias, que viven en ellos sin hacerles daño. Las aves y los zorros se alimentan de las mismas frutas y, al hacerlo, dispersan sus semillas por distintos lugares. Sin embargo, no deben descuidarse: de la parte alta del bosque puede caer en picada una rápida águila para atraparlos”. Describe las relaciones ecológicas que se mencionan en el texto. Dificultad mayor Analiza la siguiente información y, basándote en ella, responde las preguntas 1, 2 y 3. Los linces son predadores de las liebres. Durante varios años se estudiaron los tamaños de las poblaciones de liebres y linces en un parque en Canadá. El siguiente gráfico muestra el tamaño de estas dos poblaciones a lo largo del tiempo. Número de liebres Número de linces 120 9 80 6 40 3 0 1850 1875 Año 1900 Miles de linces Miles de liebres 160 1925 1. ¿Cuáles son los tamaños poblacionales más altos que alcanzan las poblaciones de liebres y linces? 2. ¿Cuál es el comportamiento de la población de linces entre 1875 y 1900? 3. ¿Cuál es la relación entre los máximos de las poblaciones de linces y liebres? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor Se describen fundamentalmente relaciones de competencia y depredación. Dificultad mayor 1. Las liebres, alrededor de 160 000 individuos; los linces, alrededor de 80 000 individuos. 2. La tasa de crecimiento varía entre períodos altos y bajos, manteniendo un promedio de individuos durante dicho período. 3. En que ambos máximos prácticamente coinciden temporalmente. Guía didáctica del docente 141 Actividad 13, Análisis (Página 195) Respuestas esperadas 1. Correspondería a una sucesión de tipo secundaria, debido a que esta ocurre en un ambiente que ha sido perturbado. 2. En este tipo de sucesión, las especies colonizadoras no son necesarias, ya que las comunidades establecidas antes de la peturbación recolonizan. 3. Ejemplos de perturbaciones naturales son los terremotos, los tsunamis, las erupciones volcánicas. Sugerencias de cierre de lección • • Tras concluir el análisis del contenido titulado Especies clave, pida a sus alumnos que lean en parejas la sección Pensamiento científico de la página 197. Solicite a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego organizar una discusión general con el propósito de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 196) Respuestas esperadas 1. Utilizando las descripciones de los biomas de las páginas 186 a 189, motive a los estudiantes a responder esta pregunta. 2. La depredación regula la densidad de una población, por lo que impide que se reproduzcan en demasía. 3. Gause planteó el problema de cómo se comportan dos poblaciones de diferentes especies cuando se cultivan juntas. Concluyó que ambas compiten por los recursos disponibles, y que la especie que resulta ser más eficiente en la utilización de esos recursos gana esta competencia, lo que causa una disminución en el número de individuos de la especie menos eficiente. A esto lo llamó “principio de exclusión competitiva”. 4. Si dos especies se mantuvieran en constante competencia y fueran igual de eficientes en el uso de recursos, probablemente deberían modificar su nicho ecológico. 5. El equilibrio de una comunidad clímax podría verse alterado por un desastre natural o la intervención humana. 6. A medida que progresa la sucesión, aumenta la cantidad de especies. 7. Las especies claves son aquellas que, independientemente de su abundancia o biomasa en un ecosistema determinado, son capaces de generar cambios drásticos en las interrelaciones dentro de un ambiente o nicho ecológico. 142 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Sugerencias y respuestas esperadas Taller de ciencias y Evaluación intermedia 4 Taller de ciencias (Páginas 198 y 199) Análisis e interpretación de evidencias 1. Maqui: dentro del bosque posee 1,3 %. Al margen del bosque posee 10,7 %. Peumo: dentro del bosque posee 88,3 %. Al margen del bosque posee 6,7 %. 2. El peumo tiene una tasa de germinación más alta. 3. El peumo puede resistir mejor la sombra, porque en estas condiciones germinó mucha más cantidad de semillas. El maqui soporta mejor el sol que el peumo, ya que en laboratorio germinaron más semillas de maqui bajo la luz solar. Evaluación intermedia (Páginas 200 y 201) Actividades 1. a. Biosfera b. Población c. Comunidad d. Ecosistema 2. a. En la distribución agrupada los individuos de una población, como indica esta denominación, forman grupos, mientras que en la distribución azarosa los individuos se distribuyen sin ningún patrón definido. b. La abundancia corresponde al número total de individuos en una población. c. Poblaciones con estrategias r y estrategias K. 3. a. Aumentó la natalidad, pues al haber más cantidad de recursos disponibles, la población puede aumentar en número de individuos. Otra posibilidad es que ocurra una inmigración. b. La abundancia aumenta a más del doble hasta estabilizarse. c. En el punto B seguramente disminuyó la disponibilidad de alimentos, lo que mermó la población ya sea por mortalidad o por emigración. d. La disminución de la cantidad de individuos ocurrida en B provoca un incremento en la cantidad de alimento disponible, lo que permite que la población pueda volver a aumentar. La natalidad y la mortalidad juegan un rol clave porque regulan la cantidad de individuos de la población. 4. a. Corresponde a una sucesión secundaria. b. Aparecen organismos heterótrofos porque los ecosistemas son dinámicos, y estos organismos encuentran allí una fuente disponible de recursos alimenticios. c. Las primeras especies que aparecen en la zona de quema poseen estrategia r, puesto que son especies con gran número de descendientes, rápida reproducción y suelen ser exitosas en poblar ambientes inestables. Guía didáctica del docente 143 Orientaciones de trabajo Lección 3 (Páginas 202 a 213) Sugerencias de inicio de lección Se explican las experiencias previas y los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de la página 202. Experiencias previas Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan lo siguiente: • ¿Has oído hablar del concepto bioacumulación? • ¿Qué estrategias de prevención conoces para evitar la contaminación de los ecosistemas? • Describe qué es el flujo de materia y energía mediante un ejemplo. Prerrequisitos (Debes recordar, página 202) Las sustancias contaminantes se definen como todos los elementos, compuestos o sustancias, su asociación o composición, derivado químico o biológico, así como cualquier tipo de energía, radiación, vibración o ruido que, incorporados en cierta cantidad al medio ambiente y por un periodo de tiempo tal, pueden afectar negativamente o ser dañinos a la vida humana, salud o bienestar del ser humano, a la flora y la fauna, o causen un deterioro en la calidad del aire, agua y suelos, paisajes o recursos naturales en general. La bioacumulación es el proceso de acumulación de sustancias químicas en seres vivos, de forma que estos alcanzan concentraciones más elevadas que las del medio ambiente o en los alimentos. Las sustancias propensas a la bioacumulación alcanzan concentraciones crecientes a medida que se avanza en el nivel trófico en la cadena alimentaria. Trabaja con lo que sabes (Página 202) Respuestas esperadas a. La biodiversidad ha disminuido por acción del asentamiento humano. b. No existían sustancias altamente tóxicas. La gran mayoría de las sustancias tóxicas son generadas por el ser humano. c. Las cadenas tróficas se ven alteradas por la incorporación de sustancias tóxicas, las cuales pueden provocar la muerte de seres vivos afectados. d. DDT, CFC, mercurio. e. Una fuente importante de emisión de contaminantes son las industrias. f. Una estrategia posible es evitar la instalación de industrias contaminantes en ecosistemas protegidos. g. El ser humano es el mayor responsable de las alteraciones en los ecosistemas y es, por tanto, el principal factor de solución para restaurar los ecosistemas dañados. 144 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Sugerencias de desarrollo de lección 4 Tratamiento de los errores frecuentes • Algunos estudiantes suponen que las características que definen el comportamiento de una población no son aplicables a la población humana. • Para remediar esta situación, explique a los estudiantes que conceptos como: tasa de crecimiento, curvas de sobrevivencia, estructura etaria o proyecciones de crecimiento son aplicables a nuestra población como a cualquier otra especie. Actividad 14, Análisis (Página 203) Respuestas esperadas 1. Es un tipo de crecimiento exponencial. 2. La especie humana está creciendo exponencialmente, porque hemos logrado controlar la mayoría de los factores que modifican el número de individuos en un ecosistema natural, como es la natalidad. Hoy en día hay muchos tratamientos médicos que han permitido aumentar la supervivencia neonatal, y otros que ayudan a parejas a tener descendencia incluso a avanzada edad. En cuanto a la mortalidad, avanzadas técnicas en el control de enfermedades y el aumento en la expectativa de vida han producido un crecimiento importante de la población mundial. 3. Si el crecimiento se mantiene en los p{oximos 100 años, comenzará a escasear el agua y cierto tipo de alimentos, así como los lugares disponibles para vivir, lo que aumentará desmedidamente su costo. Probablemente aparezcan nuevas enfermedades y plagas. Minitaller (Página 205) Respuestas esperadas 1. Cantidad aproximada de la población en rango prerreproductivo: 3 600 000. Cantidad aproximada de la población en rango reproductivo: 7 000 000. Cantidad aproximada de la población en rango posreproductivo: 4 700 000. 2. Ambos censos muestran que hay más cantidad de mujeres en el rango posreproductivo. En los otros dos rangos, la proporción es similar. 3. En 2002 se observaba mayor número de individuos en el rango prerreproductivo, los que, naturalmente, 10 años después pertenecen al rango reproductivo. En 2012 se observa una disminución en el rango prerreproductivo y un aumento en el rango posreproductivo. Podríamos proyectar, a partir de estos datos, que la población chilena comenzará a envejecer. Guía didáctica del docente 145 Actividades complementarias Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la acción humana en los ecosistemas. Dificultad menor Lee el siguiente texto y, a partir de él, realiza la actividad. “Las ciudades pueden ser consideradas como ecosistemas urbanos, que son ecosistemas artificiales, es decir, creados por los seres humanos. En ellos se dan distintas interacciones entre los seres vivos y su nuevo ambiente, que se caracteriza por ser altamente modificado”. Menciona tres ejemplos para explicar cómo el crecimiento de las ciudades afecta a los ecosistemas naturales. Dificultad mayor Responde las preguntas 1, 2 y 3 a partir del análisis del siguiente gráfico. Crecimiento poblacional Mil millones Incremento de población 80 10 8 60 6 40 4 20 2 Tamaño de la población 0 1750 1800 1850 1900 1950 Fuente: Naciones Unidas, división de población. 0 2000 Tamaño de población Incremento anual 100 Millones 2050 1. ¿En qué década se registra un mayor incremento de la población mundial? 2. ¿Por qué una alta tasa de natalidad y una baja tasa de mortalidad afectan el crecimiento de la población mundial? 3. ¿Por qué crees que la tasa de crecimiento de la población humana es un serio problema para la sostenibilidad del planeta? Solucionario de las actividades complementarias Dificultad menor Ejemplo 1: el crecimiento de las ciudades desplaza a las especies nativas. Ejemplo 2: el asentamiento humano trae consigo la destrucción de la vegetación en que se instala la ciudad. Ejemplo 3: la emancipación de la ciudad requiere la desviación de cursos de ríos o la eliminación de lagos y pantanos naturales. Dificultad mayor 1. En la década de 1980. 2. Porque esas condiciones generan un aumento explosivo en el número de habitantes de cualquier población. 3. Porque la sobrepoblación que ha alcanzado la humanidad supera la capacidad de carga del planeta, lo que se traduce, por ejemplo, en un déficit de los recursos alimenticios. 146 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Actividad 16, Análisis (Página 207) 4 Respuestas esperadas 1. Si no nos preocupamos de preservar los bosques, mediante programas de gobierno globales, es muy probable que los bosques sigan disminuyendo, ya que, generalmente, los intereses económicos de corto plazo priman frente al cuidado del medio ambiente. 2. La actividad forestal aumenta con el aumento de la población, por el incremento de necesidades humanas de todo tipo. 3. La diversidad seguirá disminuyendo a pasos agigantados si no se establecen programas globales de regulación. 4. Impulsar la reutilización y el reciclaje de productos, así como disminuir el consumo desmedido. Sugerencias de cierre de lección • • Tras concluir el análisis del contenido titulado Especies y conservación, pida a sus alumnos que se organicen en grupos y desarrollen la actividad 18. En esta, los estudiantes deben crear un panel con la información recopilada. Motive a sus alumnos a utilizar información acotada y acompañada de muchas imágenes. Solicíteles que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar la lección…, para luego promover una discusión general con el objeto de corregir y mejorar sus respuestas. Al finalizar la lección… (Página 213) Respuestas esperadas 1. a. Entre el 22 y el 25 % de las especies descritas para Chile son endémicas. b. Chile destaca por poseer el 20 % de las especies de hongos descritas en el mundo. c. La expansión de los centros urbanos produce una contaminación que afecta las zonas aledañas, cambia el uso de suelos y fragmenta los hábitats de especies. 2. La población humana presenta un crecimiento exponencial. 3. La huella ecológica corresponde al espacio ecológico que requiere una población o individuo para satisfacer sus necesidades, tanto de recursos como de disposición de desechos. 4. La destrucción de hábitats, la captura excesiva de animales, la contaminación y la introducción de especies nuevas. El bosque valdiviano y varias especies del archipiélago de Juan Fernández han sido afectados por actividades humanas. 5. La creación de zonas protegidas. Crear una mayor conciencia medioambiental en las personas y en las empresas. Guía didáctica del docente 147 Sugerencias y respuestas esperadas de la Evaluación intermedia (Páginas 214 y 215) Actividades 1. a. Sí se pueden ver afectadas las especies de aves nativas, dado que la cotorra argentina se adapta a una gran variedad de condiciones climáticas y de alimentación, lo que podría desplazar a las especies nativas. b. Si la cotorra argentina puede ser cazada y así disminuir en abundancia, aumenta entonces la disponibilidad de alimentos para las demás aves. De esta forma, estas tienen más posibilidades de crecer en número de individuos. c. Porque el ingreso de una especie invasiva eficiente y adaptable puede causar la extinción de especies claves del ecosistema en el cual se introduce y, por ende, causar graves daños ecológicos. d. Un ejemplo es la rana africana Xenopus laevis, que ha provocado la disminución de la rana endémica chilena, ya que la devora y desplaza. 2. a. Los países en vías de desarrollo. b. En los países industrializados el número de individuos por rango etario tiende a ser el mismo. c. Sí, es posible predecir el comportamiento de una población conociendo la estructura etaria, ya que esta permite hacer proyecciones en el tiempo. d. El crecimiento de la población humana ha alterado el equilibrio ecológico causando la extinción de especies, destrucción de hábitats, contaminación, incremento del efecto invernadero y explotación indiscriminada de los recursos naturales. e. La humanidad ha llegado a controlar la capacidad de carga del ambiente, porque hemos logrado controlar la mayoría de los factores que naturalmente regulan el tamaño poblacional. 3. a. Las especies exóticas alteran las cadenas y tramas tóficas de un ecosistema en equilibrio. b. El hábitat es el ambiente que ocupa una población ecológica; si un hábitat es destruido, la población se ve alterada. c. Altos niveles de contaminación alteran el equilibrio de los factores abióticos y bióticos que sustentan un ecosistema. d. La captura excesiva de una población altera el equilibrio de las cadenas y tramas tróficas que conforman un ecosistema. 148 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Orientaciones para las páginas finales de la unidad 4 Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 216 y 217) • Antes de leer la síntesis, solicite a los estudiantes que revisen durante 10 minutos las lecciones de la unidad. Pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno, y luego que comparen su resultado con la síntesis propuesta en el texto. • A continuación, invite a diferentes alumnos a leer en voz alta la síntesis de cada lección, para que complementen y mejoren su desempeño. Además, pídales que respondan las preguntas asociadas a cada una de las lecciones. Las respuestas esperadas a las preguntas son: – Lección 1: Estrategas K – Lección 2: Sucesión secundaria. – Lección 3: Conservar la biodiversidad, preservar las condiciones naturales y establecer periodos de veda de las especies. Solucionario de la evaluación final (Página 45) 1. a. Organismo: ser vivo capacitado para intercambiar materia y energía con el medio y para reproducirse. b. Población: conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo. También comparten ciertas propiedades biológicas que producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. c. Comunidad: conjunto de poblaciones biológicas que comparten un área determinada y difieren en el tiempo. d. Factores abióticos: componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivos. 2. a. El pasto representa una distribución uniforme. b. Las flores presentan una distribución azarosa. c. Representa una distribución agrupada. d. El pasto y las hierbas silvestres tienen una estrategia de crecimiento r. e. Estaría operando un factor denso-independiente. 3. a. D. b. A. c. D. La abundancia corresponde al número de individuos de una población, mientras que la densidad,al número de individuos en un área determinada. 4. a. 22,0 habitantes/km2 b. 0,5 alerces/km2 5. a. En la curva se observa un crecimiento poblacional sigmoídeo. b. Una estrategia de crecimiento tipo K. Guía didáctica del docente 149 c. Se espera que la población se estabilice cuando se acerque a los 20 000 000 de habitantes. d. El crecimiento poblacional se ve afectado por la natalidad, la mortalidad y las migraciones. 6. a. Especies colonizadoras: bacterias, hongos, líquenes y musgos. b. Debido a la acumulación de materia generada por los colonizadores pueden aparecer especies como helechos y algunas hierbas. c. En un bosque, las especies vegetales tolerantes a la sombra viven bajo el dosel, en tanto que las intolerantes compiten en el margen del bosque. En su clímax, estos ambientes generan multitud de microhábitats para organismos de todos los tipos. 7. El ser humano ha afectado el equilibrio ecológico por la destrucción de hábitats, la contaminación, la captura excesiva de especies y la introducción de especies exóticas. Tres especies que se han visto afectadas son: el picaflor rojo de Juan Fernández, el zorro culpeo y el huemul. Se pueden proteger los ecosistemas creando áreas protegidas y regulando la emisión de contaminantes. 8. a. La competencia. b. La especie A es más eficiente. c. El principio de la exclusión competitiva, postulado por Gause, establece que cuando dos poblaciones compiten por los mismos recursos, una resulta más eficiente que la otra, lo que tiene efectos en la reproducción y en el crecimiento poblacional (que es mayor en la más eficiente). Si se llega a una situación extrema, la población menos eficiente puede desaparecer del ecosistema. Orientaciones y solucionario para Me evalúo (Página 221) Descriptor Preguntas (puntaje asociado) 1 1a (1), 1b (1), 2 (8), 3 (5), 4 (2), 5 (4) 2 1c (1), 1d (1), 6 (7), 8 (7) 3 7 (8), 9 (8) Actividad 1 • Densidad: se refiere al número promedio de individuos de un área en relación con una unidad de superficie dada. • Abundancia: corresponde al número de individuos de una población. • Población: conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo. También comparten ciertas propiedades biológicas que producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. • Tasa de crecimiento: expresa el crecimiento o decrecimiento de la población de un determinado territorio durante un período determinado, normalmente un año. Se expresa generalmente como porcentaje de la población al inicio de cada período o año. 150 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD 4 Actividad 2 Las poblaciones con estrategias r presentan un crecimiento denominado geométrico o exponencial, dado que su número aumenta exponencialmente a lo largo del tiempo, es decir, en cada ciclo reproductivo puede haber una duplicación del total de individuos. Las poblaciones con estrategias K crecen hasta un límite que es determinado por la disponibilidad de recursos. A este límite superior se le denomina capacidad de carga (K). Una vez que una población ha llegado a la capacidad de carga de un ambiente, su número oscila manteniéndose cercano al límite impuesto por la disponibilidad de recursos. Actividad 3 • Pueden dibujar tres biomas: el de desierto, el de matorral y el de selva. • Competencia: es una interacción ecológica entre seres vivos en la cual la adecuación biológica de uno es reducida a consecuencia de la presencia del otro. Existe una limitación de la cantidad de por lo menos un recurso usado por ambos organismos o especies. • Competencia intraespecífica: es aquella que se produce entre los individuos de la misma especie. Actividad 4 • Depredación: es un tipo de interacción biológica en la que un individuo de una especie animal (el predador o depredador) caza a otro individuo (la presa) para subsistir. • Competencia interespecífica: es aquella que se produce entre individuos de especies diferentes. La competencia es uno de varios factores que afectan la estructura de las comunidades ecológicas. Actividad 5 Las interacciones entre los diversos componentes de la diversidad biológica es lo que permite que el planeta pueda estar habitado por todas las especies, incluidos los seres humanos. Si bien la pérdida de especies siempre ha ocurrido como un fenómeno natural, las actividades humanas han acelerado este proceso, lo que ha traído graves consecuencias para la propia vida humana. La forma más visible de este daño ecológico es la extinción de animales tales como los pandas, los tigres, los elefantes y las ballenas, debido a la destrucción de sus hábitats y la cacería o captura excesiva. Actividad 6 Una especie introducida es una especie de organismo no nativo y que ha sido accidental o deliberadamente transportado a su nueva ubicación por la actividad humana. Eventualmente, las especies introducidas pueden dañar el ecosistema en el que se introducen, alterando el nicho ecológico de otras especies. Si una especie produce cambios importantes en la composición, la estructura o los procesos de los ecosistemas naturales o seminaturales, de modo que pone en peligro la diversidad biológica nativa (especies, poblaciones o ecosistemas), se denomina “especie invasora”. Guía didáctica del docente 151 Orientaciones y solucionario para Actividades complementarias (Páginas 222 y 223) Respuestas esperadas Actividad 4.1 a. Los escarabajos experimentan una curva de crecimiento sigmoideo. b. La pregunta de investigación sería la siguiente: ¿cómo cambia el crecimiento poblacional cuando aumenta la disponibilidad de alimento? c. Las conclusiones serían las siguientes: la población crece más en abundancia, en tanto hay más disponibilidad de alimento. Sin embargo, pasado un tiempo se alcanza una estabilización. Actividad 4.2 a. Como ambas especies tienen diferente nicho ecológico, no se afectan mutuamente. b. Entre las bacterias X y Z se observó competencia. c. Probablemente ambas podrían convivir, ya que tienen diferentes nichos ecológicos. Actividad 4.3 a. Las especies de pinos han provocado la fragmentación de los bosques nativos, es decir, la transformación de un bosque en varios bosques de menor tamaño, aislados entre sí. También han provocado la baja diversidad de aves insectívoras y de insectos polinizadores, lo que, a su vez, ha afectado a las especies nativas, que ven disminuida su polinización. b. La industria forestal y maderera facilita la invasión de especies arbóreas de fácil y rápido crecimiento. c. Para intentar revertir los efectos, habría que regularizar las plantaciones de pino, evitar el aumento de los terrenos destinados a esta actividad y fomentar la reutilización de materiales. Orientaciones para Ciencia, tecnología y sociedad (Páginas 224 y 225) • Pida a sus estudiantes que lean los diferentes textos y que los relacionen con alguna de las lecciones y contenidos estudiados durante la unidad. Haga hincapié en aquellas lecturas que informan sobre hechos sucedidos en Chile, relevando su importancia para el país. • 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 estudiantes. 152 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Material fotocopiable 4 Taller de ciencias Pregunta de investigación ¿Qué factores están involucrados en el crecimiento de una población de bacterias? Hipótesis Formula una hipótesis en tu informe, a partir de la pregunta de investigación planteada. Procedimiento 1. Llena el vaso o recipiente con agua de la llave. 2. Prepara cinco placas de Petri. Coloca una rebanada de la papa en cada placa y posteriormente etiquétalas como “control”, “contaminada”, “sin sedimentos”, “filtrada” y “tratamiento con cloro”. 3. Con el gotario, aplica unas gotas de agua en la rebanada “control” y cúbrela. 4. Contamina el agua con aceite, colorante de alimentos, desechos de papel, suciedad, restos de hojas, arcilla y café molido, y deja reposar por 24 horas. 5. Pasado este tiempo, toma una muestra con el gotario y deposítala en la papa “contaminada”. Materiales - vaso o recipiente - agua de la llave - 5 placas de Petri - 1 papa - 5 etiquetas - lápiz - gotario - aceite - colorante de alimentos - desechos de papel - suciedad (polvo) - hojas - arcilla - café molido - colador de cocina - cloro - frasco limpio - 1 embudo - papel filtro 6. Cuela los elementos de mayor tamaño con un colador de cocina y luego, con el gotario, toma una muestra y aplica unas gotas en la rebanada de papa “sin sedimentos”. Recuerda lavar el gotario antes de usarlo nuevamente. 7. Luego, forra el embudo con papel filtro, vierte una taza de agua contaminada a través de este y recolecta el agua filtrada en un frasco limpio. Toma una muestra y deposítala sobre la papa “filtrada”. 8. Agrega algunas gotas de cloro al agua contaminada que queda en el recipiente original y toma una muestra con el gotario. Aplica esta muestra en la rebanada “tratamiento de cloro”. 9. Cubre las placas de Petri y déjalas reposar por un par de días. Para reflexionar Basándote en lo que has aprendido en esta unidad, responde: a. ¿Qué tipo de estrategia de crecimiento tienen las bacterias que observas en las rebanadas de papa? Justifica tu respuesta. b. ¿Qué factores están regulando el crecimiento poblacional de las bacterias? c. ¿Por qué es importante purificar el agua que devolvemos al medioambiente? Guía didáctica del docente 153 Material fotocopiable Ficha de refuerzo Curvas de sobrevivencia 1. Describe bajo cada curva sus características correspondientes. - Esta curva es característica de las poblaciones de organismos con elevadas tasas de natalidad. - La población presenta una mortalidad constante, independiente de la edad de los individuos. - Algunos ejemplos de organismos que presentan esta curva son los peces, anfibios, invertebrados, y las plantas que liberan una gran cantidad de semillas muy pequeñas. - Los organismos representados en esta curva mueren a muy temprana edad y no alcanzan las categorías intermedias de desarrollo ni la madurez sexual. - Algunas especies que presentan esta curva pueden tener cuidado parental. - Generalmente, los individuos que presentan esta curva no realizan ningún tipo de cuidado de las crías. - Algunos organismos que presentan este tipo de curva son las aves y los reptiles. Curva tipo II Curva tipo III 1000 Número de supervivientes por cada 1000 Número de supervivientes por cada 1000 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 años 0 10 20 30 40 50 60 2. ¿Qué curva falta? Dibújala y describe tres características de las poblaciones que la presentan. 154 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades 70 80 90 100 años Ficha de ampliación UNIDAD Material fotocopiable 4 Efectos de la población humana sobre el ecosistema 1. Las actividades humanas generan desechos que pueden llegar a contaminar los ecosistemas. Completa la siguiente tabla con los efectos de distintos contaminantes. Si es necesario, investiga acerca de los contaminantes que desconozcas. Contaminante Efectos sobre el medio ambiente Mercurio Efectos sobre el ser humano Produce alternaciones en el sistema nervioso central. DDT Dioxina 2. Nombra cinco especies vegetales y animales, presentes en Chile, que se hayan visto afectadas por la intervención humana sobre el ecosistema. a. b. c. d. e. Describe en tu cuaderno la forma en que estas especies han sido afectadas. 3. ¿Cómo los humanos hemos modificado el equilibrio ecológico que existe naturalmente entre los diferentes factores bióticos del ecosistema? Da un ejemplo concreto para cada caso. Tipo de intervención Ejemplo Destrucción de hábitats. Captura excesiva de especies. Introducción de especies nuevas. Guía didáctica del docente 155 Material fotocopiable Instrumento de evaluación Nombre: Curso: 2º medio Marca con una ✖ la alternativa correcta. 1. ¿Cuál es la definición correcta de población? A. Conjunto de individuos de una misma especie que habitan en un espacio común. B. Especie que se desarrolla y distribuye de manera natural en un área restringida. C. Conjunto de individuos de diferentes especies que habitan en un espacio y tiempo comunes. D. Variedad y variabilidad de todos lios organismos y sus hábitats. E. Conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un espacio y tiempo comunes. 2. ¿Qué factores se deben considerar al estudiar la abundancia de una población? A. Competencia y depredación. B. Inmigración y emigración. C. Natalidad y mortalidad. D. Natalidad, mortalidad y migración. E. Estrategia de crecimiento. 3. El incendio forestal de Torres del Paine, ocurrido en el año 2011, fue uno de los más extensos registrados en Chile, con más de 17 600 hectáreas quemadas. Los bosques de lenga fueron gravemente afectados. ¿Qué podemos afirmar acerca de las consecuencias de este siniestro? A. Los bosques de lenga disminuyeron en abundancia debido al incendio. B. El incendio corresponde a un factor regulador de crecimiento denso-dependiente. C. Las alternativas A y B son correctas. D. El incendio corresponde a un factor regulador de crecimiento denso-independiente. E. Las alternativas A y D son correctas. 4. Si hay 6 243 individuos de una población que habita en un ecosistema de 1 241 km2, ¿cuál es la densidad poblacional aproximada? A. 0,5 B. 5 C. 1 241 D. 6 243 E. 0,2 156 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Material fotocopiable 4 5. Si inoculamos bacterias E. coli en una placa de Petri con medio de cultivo, ¿cuál afirmación es correcta? I. La población de E. coli crecerá hasta alcanzar la capacidad de carga o hasta que se produzca competencia. II. Las bacterias de E. coli se multiplicarán explosivamente, ya que presentan estrategia de crecimiento tipo r. III. Las bacterias de E. coli se multiplicarán explosivamente, ya que presentan estrategia de crecimiento tipo K. A. Solo I B. Solo II C. I y II D. I, II y III E. Ninguna de las afirmaciones es correcta. 6. En África, los leones y las hienas se alimentan de cebras. ¿Qué interacción podría ocurrir entre leones y hienas?, ¿y entre hienas y cebras? A. Mutualismo y competencia. B. Depredación y competencia. C. Simbiosis y depredación. D. Competencia y depredación. E. Ninguna de las alternativas es correcta. 7. ¿Qué interacción se produce cuando dos organismos necesitan el mismo recurso y se encuentran en el mismo espacio físico? A. Una interacción en la que ambos salen perjudicados: (-,-). B. Competencia. C. Una interacción en la que uno se beneficia y el otro se ve perjudicado: (+,-). D. Coexistencia. E. Las alternativas A y B son correctas. 8. Las micorrizas corresponden a un hongo asociado a las raicillas de una planta. El hongo les facilita a las raíces la absorción de minerales y nutrientes, y, a su vez, obtiene compuestos orgánicos de la planta. ¿Qué tipo de interacción es esta? A. Competencia. B. Mutualismo. C. Depredación. D. Parasitismo. A. Herbivoría. Guía didáctica del docente 157 Material fotocopiable 9. En el norte de Chile, en zonas altoandinas de la Cordillera de los Andes, las llaretas actúan como especie clave. ¿Qué significa esto? A. Que si las llaretas se extinguieran, las demás especies no podrían sobrevivir. B. Que las llaretas son la base de la cadena trófica. C. Que las llaretas son la especie más abundante de la zona. D. Que las llaretas son la especie que no tiene ni competidores ni depredadores. E. Que las llaretas son la especie más frágil del ecosistema. 10. Un cactus parasitado con quintral, ¿qué características presentará? A. Tendrá menos flores, menos frutos y menos semillas que un cactus no parasitado. B. Tendrá más flores, más frutos y más semillas que un cactus no parasitado. C. Tendrá más flores, menos frutos y menos semillas que un cactus no parasitado. D. Tendrá más flores, más frutos, pero menos semillas que un cactus no parasitado. E. Ninguna de las alternativas es correcta. 11. ¿Podemos decir que la población humana tiene un crecimiento exponencial continuo? A. No, porque toda población alcanza su capacidad de carga en algún momento. B. Sí, porque hemos logrado controlar los factores que regulan el crecimiento poblacional. C. No, porque es una especie con estrategia de crecimiento K, y no puede crecer exponencialmente. D. Sí, porque es una especie con estrategia de crecimiento de tipo r. E. No, porque es imposible determinar el tipo de crecimiento. 12. La sobrepoblación humana ha causado la destrucción de hábitats naturales. ¿Qué consecuencias ha tenido esto? A. Disminución en la abundancia de especies animales y vegetales. B. Modificaciones en el clima. C. Modificaciones en la composición química de los océanos. D. Disminución en la densidad de especies vegetales. E. Disminución en la cantidad de espacio disponible para que los humanos puedan habitar. 13. ¿A que se debe la contaminación y el cambio climático provocado por la especie humana? A. A la extinción de especies. B. A la sobrepoblación y el consumo excesivo de recursos naturales. C. Al aumento de la temperatura. D. A la disminución de la capacidad de carga del ambiente. E. Ninguna de las alternativas es correcta. 158 Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades UNIDAD Material fotocopiable 4 Tabla de especificaciones Área: Biología Curso: 2º medio Nombre de la unidad: Dinámica de poblaciones y comunidades Objetivos de la unidad Describir las características propias de una población, como la densidad y abundancia, tipos de crecimiento, tasas, curvas de sobrevivencia y factores que regulan el crecimiento. Contenidos Habilidades Ítems Población. Claves Criterios y niveles de logro Aplicar, comprender. 1 2 3 4 5 E D E B B Logrado: 3 a 5 ítems correctos. Por lograr: 0 a 2 ítems correctos. D E B A A Logrado: 3 a 5 ítems correctos. Por lograr: 0 a 2 ítems correctos. B A B Logrado: 2 a 3 ítems correctos. Por lograr: 0 a 1 ítems correctos. Explicar las características propias de una comunidad y aquellas que emergen de la interacción con su ambiente. Comunidad. Aplicar, reconocer. 6 7 8 9 10 Conocer algunas características de la población humana y su impacto sobre el medio ambiente. Impacto de los humanos en el medio ambiente. Aplicar, analizar. 11 12 13 Guía didáctica del docente 159 Banco de preguntas Unidad 1 1. 2. 4. Cuál de las siguientes compuestos responde más fielmente a la descripción: “corresponde al genoma o material genético de las células”. A. dos cromosomas dentro del núcleo celular. B. dos copias de cada cromosoma a nivel de núcleo celular. A. ADN. C. dos cromátidas hermanas en las células sexuales. B. ARN. D. un cromosoma dentro del núcleo celular. C. Proteínas. E. D. Lípidos. una copia de cada cromosoma en cada una de las células. E. Azúcares. 5. Con respecto a la siguiente imagen, es correcto afirmar que corresponde al: B A C D E 6. F 3. Un organismo diploide (2n) es aquel que presenta: G Se extrae el núcleo de una especie unicelular A y se implanta en una unicelular de la especie B, a la que previamente se le ha destruido el núcleo. El resultado más probable de este experimento es que: A. mueran las dos células. B. sobreviva solo la especie A. C. la especie B adquiera las características de la especie A. D. la especie A adquiera las características de la especie B. E. la especie B mantenga sus características. “Unidad funcional del cromosoma, encargado de participar en el control o regulación de una característica fenotípica o función celular”. La descripción anterior corresponde específicamente a: A. Proteína. A. cariotipo normal de un hombre. B. ADN. B. conjunto de genes de una mujer, alterado en el par 21. C. Histona. C. cariotipo alterado de una mujer en el par 7. D. Gen. D. cariotipo de una mujer alterado en el par 21. E. Cromátida. E. cariotipo alterado en el par de cromosomas sexuales. La clonación de la oveja Dolly es un proceso altamente estudiado y que permitió obtener un organismo con características genotípicas idénticas a uno de los organismos participantes. En relación a la clonación, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? 7. John Gurdon en 1960, somete a experimentación a dos líneas de ranas Xenopus laevis, la albina y la salvaje. ¿Qué logró evidenciar la experiencia de Gordon? A. Que se podían obtener renacuajos albinos a partir de un óvulo de rana salvaje. B. Que la información genética se encuentra en el núcleo y que el citoplasma del ovocito permite el desarrollo de un nuevo organismo. C. Que las células epiteliales del intestino del renacuajo albino sirven para reproducir un nuevo organismo de sus mismas características. A. Participan gametos masculinos y femeninos. B. En el proceso participan cuatro ovejas. C. La oveja clonada es genéticamente idéntica a la oveja que dona el ovocito. D. D. La oveja clonada es el clon de aquella que permite el desarrollo del embrión. Que se pueden extraer los núcleos de las distintas células. E. E. El cariotipo de la oveja clonada es idéntico al de la oveja donante de células de la ubre. Que la radiación ultravioleta otorga un ambiente adecuado para el desarrollo de los embriones de los renacuajos. 160 Banco de preguntas Banco de preguntas 8. De acuerdo al esquema y a la correcta organización del material genético, es falso establecer la siguiente relación: Hebras de ADN 11. La razón por la cual dos hermanos que son hijos de los mismos padres tienen características fenotípicas diferentes se debe específicamente: A. al proceso mitótico. B. a la permutación cromosómica. C. los eventos desarrollados en G1. D. la formación de gametos. E. la generación de células hijas. 12. La división celular es un proceso que permite: 1 2 I. el crecimiento de organismos multicelulares. II. la reproducción sexuada y asexuada. III. la regeneración de tejidos. 3 9. IV. la reproducción en procariontes. A. Solo I B. I y II C. III y IV 4 D. I, II y III A. 1: histonas E. I, II y IV B. 2: nucleosoma C. 3: cromatina D. 4: cromosoma E. 1: cromatina ¿Cuál de las siguientes expresiones nos permite establecer una relación fenotípica? A. Ambiente = fenotipo más el genotipo. B. Fenotipo = ambiente menos el genotipo. C. Genotipo = fenotipo más el ambiente. D. Ambiente = genotipo menos el fenotipo. E. Fenotipo = genotipo más el ambiente. 10. Si una célula de la línea germinal tiene 220 ng (1 ng = 0,000 000 001 g) de ADN nuclear en fase G2, entonces, ¿cuántos nanogramos tendrán las células hijas terminando telofase II? A. 110 ng B. 220 ng C. 55 ng D. 50 ng E. 440 ng 13. Si experimentalmente una célula en cultivo incorpora una gran cantidad de nucleótidos desde ese medio, ¿en qué fase del ciclo celular se encuentra la célula en estudio? A. En G1. B. En S. C. En G2. D. En G0. E. En mitosis. 14. La alteración en los procesos de control del ciclo celular y de los mecanismos de reparación de daños del material genético está relacionada con: A. la muerte celular programada. B. el desarrollo de un cáncer. C. la producción de células normales. D. la atrofia celular. E. un crecimiento celular controlado. Guía didáctica del docente 161 Banco de preguntas 15. La fase G0 se caracteriza por: I. un reposo prolongado de las actividades funcionales de la célula. II. ser en algunos casos irreversible. III. no realizar ningún tipo de actividad relacionada con el proceso de división celular. IV. llevarse a cabo por células de la línea germinal. A. B. C. D. E. A. Etapa e. B. Etapa c. C. Etapa d. D. Etapa a. E. Etapa b. Unidad 2 19. La expresión: fenotipo = genotipo + ambiente, corresponde a una de la relaciones más relevantes de la genética. ¿Cómo se relaciona esta expresión con la variabilidad de los organismos? Solo II I y II I, II y IV II y III I, II, III y IV 16. Durante el ciclo celular, se aprecian variaciones en la cantidad de ADN y cromosomas. Al respecto, se podría decir que: A. durante G2, la célula es 2n y 4c. B. al final de S, la célula es 2n y 2c. C. en G1, la célula es n y 2c. D. durante la profase, la célula es 2n y 3c. E. durante la metafase, la célula es n y 4c. A. El genotipo es el que otorga la mayor variabilidad dentro de la población. B. El ambiente influye en la expresión del genotipo permitiendo una mayor variabilidad. C. El fenotipo corresponde al factor determinante de la variabilidad. D. La variabilidad de una población depende exclusivamente del ambiente. E. El fenotipo influye en la expresión de los genes de modo que determina la variabilidad de la población. 17. La meiosis se caracteriza porque: I. genera células diploides a partir de células haploides. II. solo es llevada a cabo por células de la línea germinal. III. una de sus importancias biológicas es reducir el número cromosómico. A. Solo I B. Solo II C. I y II D. II y III. E. I, II y III Cantidad de ADN de cada célula en pg. 18. El siguiente gráfico representa el proceso meiótico en sus diferentes fases. ¿En cuál de las etapas enunciadas con letras minúsculas se caracteriza por la reducción de la ploidía celular? c 8 b 6 a 4 d e 2 0 0 5 10 Tiempo en horas 162 Banco de preguntas 20. “Es una característica inherente de la población; no existe un tipo ideal, sino una gran gama de variantes cuyas frecuencias van cambiando en el tiempo y en el espacio”. Lo frase corresponde a la descripción de: A. variabilidad. B. herencia. C. dominancia. D. factores hereditarios. E. variación. 21. Mario y Esteban son hermanos que tienen dos años de diferencia en edad. ¿Cuál es la principal causa de su diferencias fenotípicas? A. La mutación. B. La selección sexual. C. El genotipo. D. La permutación cromosómica. E. La gametogénesis. Banco de preguntas 22. Es o son característica(s) que varía(n) dentro de una población, diferenciando a los individuos fenotípicamente: I. el color de piel. II. el tamaño de los individuos. III. el dimorfismo sexual. 26. Gregor Mendel realizó diversas observaciones y estudios en relación a cómo se heredan los rasgos que observamos en los organismos. Para ello, escogió la especie vegetal Pisum sativum, la que corresponde a una planta de arveja, leguminosa muy apta para los estudios realizados por Mendel. ¿Qué características presenta esta planta, que son adecuadas para estudiar el fenómeno de la herencia de caracteres? A. Solo I B. Solo II C. Solo III I. Se reproducen lento. D. Solo I y II II. Dejan mucha descendencia. E. I, II y III III. Presentan caracteres fáciles de identificar. 23. La variabilidad es una característica de todas las poblaciones de la biósfera. ¿Qué ventaja conlleva esta condición en las diferentes poblaciones? A. Mayor rango de adaptación por parte de los organismos. B. Mayor ventaja de un organismo sobre otro. C. La capacidad de evolucionar con mayor rapidez. D. Poder diferenciarse unos de otros. E. Presentar grupos más adaptados que protegen al resto. A. Solo III D. II y III B. I y II E. I, II y III C. I y III 27. Joachim Hämmerling trabajó con dos cepas de un alga marina: Acetabularia mediterranea y Acetabularia crenulata. Extrajo el núcleo de A. crenulata y la implantó en lugar del núcleo de A. mediterranea, como plantea la siguiente imagen. De acuerdo a los datos planteados y la imagen, es posible establecer que: Acetabularia mediterranea 24. ¿Cuál de las siguientes fuentes de variabilidad otorga un nuevo fenotipo a la población? A. El ambiente. B. La selección sexual. C. La mutación. D. El proceso meiótico. E. La formación de gametos. (1) 25. El descubrimiento científico más trascendente del siglo XX fue el descubrimiento de la molécula de ADN, realizado por James Watson y Francis Crick, quienes plantearon el modelo de ADN que conocemos y manejamos en la actualidad. Específicamente, ¿cuál es fue el aporte de Watson y Crick? I. Que la cadena de ADN es una cadena simple. II. Que el ADN es una doble hélice. III. Que el ADN está constituido por nucleótidos. (2) (3) Acetabularia crenulata A. el sombrero de Acetabularia contiene material hereditario. B. la información hereditaria se encuentra en un lugar distinto al núcleo. A. Solo I B. Solo II C. el núcleo contiene la información hereditaria. C. Solo III D. D. Solo I y III se produce una mezcla de la información genética. E. I, II y III E. la Acetabularia tiene la capacidad de reproducirse aceleradamente. Guía didáctica del docente 163 Banco de preguntas 28. Henrietta Lacks era una mujer afroamericana estadounidense que en 1951 fue tratada por un cáncer terminal. En ese proceso, los doctores extrajeron células de su cuerpo, las que fueron utilizadas para más de 75 000 estudios científicos. El material genético utilizado propició importantes avances en diferentes áreas. ¿Cuál habrá sido el avance logrado a partir del estudio de las células cancerígenas de Henrietta Lacks? I. Reconocer el comportamiento de las células cancerígenas. II. Identificar los genes relacionados con el control del ciclo celular. III. Estudiar con mayor detalle el proceso meiótico. IV. Reconocer el fenotipo celular cancerígeno. A. I y II C. II y IV B. II y III D. I, II y III E. I, II y IV 29. A partir de la siguiente afirmación: “el heterocigoto posee un rasgo que se hereda con dominancia”, es posible establecer que: I. produce dos tipos de gametos. II. presenta fenotipos dominantes. III. presenta los dos alelos para el carácter. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. II y III E. I y III 32. ¿Qué porcentaje de los gametos de un individuo AaBb portaran la combinación Ab si se cumple la segunda ley de Mendel? A. 100 %. B. 50 %. C. 75 %. D. 25 %. E. 10 %. 33. El gen R determina el color rojo dominante y su recesivo el color rosado. El gen G determina estambres grandes y su recesivo estambres chicos. Se cruza una planta de genotipo RrGg con una planta de genotipo RRGg y se obtienen 60 descendientes. ¿Cuántos de ellos se esperan que sean de flor roja? A. 4 B. 30 A. Solo I C. 60 B. Solo II D. 20 C. I y II E. 15 D. II y III E. I, II y III 30. Al realizar un cruce monohibrido se obtuvieron 400 flores, de las cuales 100 fueron de color blanco y 300 de color púrpura. Se establece la letra “P” como representación del alelo. ¿Cuál es el genotipo de los progenitores? A. Pp y Pp B. PP y PP. C. Pp y PP. D. pp y PP E. pp y pp. 31. Según el modelo de herencia mendeliana con dominancia, si “pétalos grandes” es un carácter dominante sobre “pétalos pequeños”, en la descendencia de una planta homocigota de pétalos grandes habrá: I. pétalos grandes. II. pétalos pequeños. III. pétalos medianos. 164 Banco de preguntas 34. La representación “Aa” expresa que el individuo: A. es de genotipo heterocigoto. B. es de fenotipo recesivo. C. es homocigoto dominante. D. tiene un carácter mendeliano. E. presenta variabilidad. 35. En Drosophila, al cruzar un macho de ojos rojos con una hembra de ojos blancos, se observa que en la descendencia todos los machos presentan ojos blancos y todas las hembras ojos rojos. Estos resultados se explican al suponer que: I. el gen que controla el color de ojos está ligado al cromosoma X. II. el cromosoma X de los machos proviene del progenitor materno. III. el color de ojos rojos es dominante sobre ojos blancos. A. Solo I C. Solo III B. Solo II D. I y II E. I, II y III Banco de preguntas 36. Teniendo presente que: XHXH = mujer sana XHXh = mujer portadora XHY = hombre sano XhY = hombre hemofílico Si se establece el cruce entre una mujer portadora y un hombre sano, ¿cuáles son las probabilidades de observar un hombre enfermo? 39. La diabetes tipo 1 es una enfermedad crónica (de por vida) que se caracteriza por presentar altos niveles de azúcar (glucosa en la sangre), por una falla en el control hormonal. ¿Cuál(es) es (son) el (los) posibles tratamiento(s) para esta enfermedad? I. Seguir una dieta especial baja en glúcidos. II. Realizar trasplante de hígado. A. 25 %. B. 100 %. C. 50 %. D. 75 %. IV. Reconocer síntomas de los niveles altos y bajos de glicemia. E. 0 %. A. I y II C. II y IV B. I y III D. III y IV III. Inyectarse insulina para regular los niveles de azúcar. 37. ¿Cuál es el genotipo de los machos obtenidos del cruce entre una mosca hembra de ojos rojos homocigota y un macho de ojos blancos? A. XwY. B. XRXw. C. XRYw. D. XRX. E. XRY. A. Reconociendo la forma de la célula. B. Reconociendo el receptor específico en la membrana celular. C. Reconociendo receptores específicos ubicados en el citoplasma de la célula. D. Ingresando al interior de todas las células. E. Las células emiten señales específicas que captan a la hormona. Medición de la glicemia en una extracción pancreática Glicemia (g/L) 12 I, III y IV 40. La insulina es una hormona proteica. ¿Cómo esta hormona puede actuar en el tejido correcto, si recorre casi todo el organismo, ya que viaja por el sistema circulatorio? Unidad 3 38. Si analizamos el siguiente gráfico, podemos afirmar que: E. 41. ¿Cuál puede ser la causa de que una glándula no cese la producción y la liberación de una hormona? 10 8 6 A. Que la hormona no se una al receptor. 4 B. Que el estímulo no siga estando presente. C. La respuesta producida por la célula blanco. D. El mismo aumento de la hormona secretada por la glándula. E. El suministro de la hormona directo al torrente sanguíneo. 2 0 0 5 10 Tiempo (horas) A. es necesaria la extracción del páncreas para poder aumentar los niveles de glicemia. B. al extraer el páncreas se hace posible liberar el azúcar almacenado en el hígado. C. la extracción del páncreas implica una baja en la insulina, lo que provoca un alza en la glicemia. D. después de la hora 11 el azúcar tiende a disminuir. E. el individuo al que se le extrajo el páncreas puede seguir viviendo con normalidad. 42. A una rata de laboratorio se le ha inyectado una solución saturada de glucosa. Después de un par de minutos es posible esperar que: A. no ocurra nada. B. el páncreas libere glucagón. C. disminuyan los niveles de glucosa. D. aumenten los niveles de insulina. E. a la rata se le desarrollle diabetes tipo 2. Guía didáctica del docente 165 Banco de preguntas 43. Cuando se extirpa una glándula endocrina, es posible observar que: I. II. 47. Si hipotéticamente a una mujer prepuberal se le inyecta FSH y LH, se podría esperar que ocurra una: el individuo experimenta alteraciones fisiológicas por la falta de hormonas. I. activación de la función ovárica. II. maduración y liberación de ovocitos. otras glándulas asumen la función de la glándula extirpada. III. aparición de menstruaciones. III. la deficiencia adquirida puede compensarse mediante el suministro de la hormona. A. Solo I B. Solo III C. I y II D. II y III E. I, II y III 44. Andrea tiene un ciclo menstrual de 28 días. ¿Qué significado tendría un nivel alto de progesterona después del día 28 del ciclo? A. Menopausia. B. Embarazo C. Aborto. D. Ovulación. E. Menstruación. 45. La hipófisis es considerada la glándula “maestra” del sistema endocrino, por su función reguladora de la secreción hormonal de gran parte del organismo. Esto se debe principalmente a: I. que corresponde a una glándula neuroendocrina. II. su interacción con otras glándulas. III. que se ubica en la parte superior del cuerpo. A. Solo I C. I y II B. Solo II D. II y III E. I, II y III 48. ¿Qué efecto tendría la presencia de progesterona y estrógeno en una mujer en etapa fértil? I. Promueven la menstruación. II. Estimulan la producción de hormona luteinizante. III. Desencadenan la ovulación. A. Solo I C. Solo III B. Solo II D. I y II E. II y III 49. La ablación (extirpación) de los ovarios en una mujer adulta provocará: I. una disminución de los niveles de estrógenos en la sangre. II. una disminución de los niveles de progesterona en la sangre. III. un aumento de la FSH y la LH. A. Solo I C. Solo III B. Solo II D. I y III E. I, II y III 50. La sexualidad es un característica de los animales en general, ya que en ella va explícita una de las características centrales de la vida, la reproducción. Sin embargo, la sexualidad humana es particular y diferente a la de cualquier otro organismo. Esto se debe, principalmente, a que en la sexualidad humana: A. Solo I B. Solo II I. hay manifestación de afectividad. C. I y II II. se logra la perpetuidad de la especie. D. I y III E. I, II y III III. se involucra aspectos biológicos, psicológicos y sociales. 46. ¿Cuál de las siguientes hormonas actúa sobre el proceso de división celular y producto de su hipersecreción provoca gigantismo hipofisiario? A. Solo I B. Solo II C. Solo III A. Hormona luteinizante. D. I y III B. Somatotrofina. E. I, II y III C. Aldosterona. D. Insulina. E. Tiroxina. 166 Banco de preguntas Banco de preguntas 51. Es o son aspectos de una sexualidad responsable: I. II. reconocer los diferentes métodos anticonceptivos y su correcto uso. A. identificar y reconocer los cambios físicos y psicosociales que ocurren en las personas. III. reconocer la importancia de la afectividad en el desarrollo de la sexualidad. A. Solo I C. I y III B. I y II D. II y III E. I, II y III 52. ¿Cuál de los siguientes procesos corresponde a una característica sexual secundaria tanto en hombres como en mujeres? A. Crecimiento del vello corporal. B. Aumento en el volumen muscular. C. Inicio en la formación de ovocitos. D. Crecimiento de las mamas. E. Cambio en el tono de la voz. 55. ¿De qué forma ha sido posible estudiar la función de diferentes glándulas y hormonas? 53. A partir del estudio de la genética sabemos que el genotipo y el ambiente conforman al individuo. Si un joven es biológicamente sano, ¿en cuál de las siguientes etapas del desarrollo humano habría más probabilidad de riesgo de desequilibrio en algunas de las dimensiones de la sexualidad? A. En la etapa de la adultez. B. Entre la niñez y la pubertad. C. En el tránsito de la adolescencia a la juventud. D. En la etapa de la vejez. E. En la pubertad debido a los cambios hormonales. 54. Uno de los experimentos claves para entender el concepto de hormona fue realizado en 1849 por el fisiólogo alemán Arnold Adolph Berthold y tuvo que ver con características sexuales. Él extirpó los testículos de pollos machos y observó posteriormente una atrofia de los caracteres sexuales secundarios. ¿Cuál fue el objetivo de su experimento? B. C. D. E. Retirando de la circulación sanguínea la hormona por medio de diálisis. Retirando los receptores específicos de las membranas celulares. Removiendo el órgano que produce la hormona. Removiendo algunas células blanco. Alterando genéticamente cada una de las células que produce la hormona. 56. El anatomista estadounidense Herbert Evans (1882-1971) demostró que una porción de la glándula hipofisiaria producía gigantismo en los ratones. Esto indicaba la presencia de una hormona del crecimiento en esta glándula. De acuerdo a la descripción anterior es posible inferir y extrapolar que: A. B. C. D. E. la liberación hormonal requiere de una regulación neuroendocrina. los ratones no presentan la capacidad de retroalimentación. el extracto de la glándula hipofisiaria produce menos hormona que lo normal. Herbert Evans descubre la función de la glándula hipofisiaria. la hipófisis produce una hormona que permite el crecimiento del ratón. 57. Los británicos Ernest H. Starling y William Maddock Bayliss realizaron un experimento que consistió en demostrar que la presencia de ácido clorhídrico mezclado con alimento en el duodeno, generaba en él la producción de una sustancia que pasando a la circulación llegaba hasta el páncreas para estimular la secreción de enzimas digestivas. El experimento realizado por estos dos científicos británicos permitió concluir que: A. B. A. Trabajar con pollos. B. Entender el concepto de hormona por medio del efecto que estas producen. C. C. Sacarle los testículos a los pollos. D. D. Ver como el animal pasa de pollo a gallo. E. Comprender el proceso de desarrollo del pollo. E. la sangre presenta sustancias químicas que actúan cuando son requeridas. las hormonas viajan por la circulación provocando un estímulo específico en un órgano situado a distancia. el páncreas es estimulado por el ácido clorhídrico producido en el duodeno. el duodeno produce sustancias químicas que pasan a la sangre para generar una respuesta a nivel de sistema digestivo. la mezcla de ácido clorhídrico más alimento genera una respuesta por parte del páncreas, con el fin de facilitar la digestión. Guía didáctica del docente 167 Banco de preguntas 58. La migración es un proceso frecuente de varias aves del mundo. Por ejemplo, la gaviota de Franklin es una de las tantas aves migratorias que llega a nuestro país. Viaja más de 14 mil kilómetros proveniente de Canadá y realiza su proceso migratorio cada año en época de verano en busca de un mejor clima para subsistir. Con respecto a la migración de la gaviota de Franklin es correcto afirmar que: A. es un factor que afecta a la abundancia de la especie. B. la densidad poblacional se mantendrá inmutable. C. es necesario que migren otras especies de gaviotas hacia Canadá para mantener el equilibrio de la población. D. corresponde a un factor que afectará a la densidad de la población de gaviotas. E. corresponde a un factor determinante de la distribución poblacional. 59. La curva de crecimiento exponencial corresponde al modelo más simple de crecimiento de una población cuyo número de individuos se incrementa a una tasa constante. Este tipo de crecimiento se caracteriza porque: I. las especies ocupan todos los espacios disponibles. II. se reproducen lentamente. 60. La supervivencia de los organismos está condicionada por una serie de factores, los cuales determinan las diferentes curvas de supervivencia, como las explicitadas en la imagen. De acuerdo a las curvas de la ostra, la hydra y el ser humano es correcto afirmar que: 1.000 Humano Sobrevivientes por cada mil individuos Unidad 4 Hydra 100 10 Ostra 1 Edad en unidades relativas de la duración media de vida A. en el caso de la ostra, los individuos mueren a edad temprana. B. la curva del ser humano se explica, en parte, por el prolongado cuidado parental de los recién nacidos. C. los tres organismos tienen una alta tasa de natalidad. D. la curva que representa la hydra se explica por la muerte tardía de ella. E. los tres organismos mueren tardíamente. 61. Si analizamos dos poblaciones de organismos vegetales como el alerce y la maleza, en relación a su estrategia de supervivencia, es posible establece que el primero: III. los recursos son ilimitados. I. es un estratega r. IV. no hay interacciones negativas con otros organismos. II. es un organismo longevo. A. Solo III IV. es un estratega K. B. I y II A. Solo I C. I y IV B. I, y II D. I, III y IV C. II y III E. I, II, III y IV D. II y IV E. II, III y IV 168 Banco de preguntas III. tiene un alto número de descendientes. Banco de preguntas 62. La competencia interespecífica puede afectar más a una población que a otra. El gráfico muestra el resultado de la competencia por un recurso limitado entre dos especies de microorganismos (P. aurelia y P. caudatum). Se observa que un microorganismo es más eficaz en la utilización del recurso que el otro. A partir de esta información y la del gráfico, se puede afirmar que: Crecimiento de ambas especies juntas 0 3 6 9 Días 12 15 Biodiversidad de especies. B. Biodiversidad de ecosistemas. C. Biodiversidad genética. D. Biodiversidad de rasgos. E. Biodiversidad de razas. 66. El gráfico adjunto muestra la variación en el número de individuos de dos especies diferentes. Esta situación se puede explicar en caso de: P. aurelia en cultivo mixto P. caudatum en cultivo mixto 50 A. 18 A. P. caudatum aumenta su capacidad reproductiva. B. P. aurelia tiene una población inicial mayor. C. la explotación del recurso es más eficaz en caudatum. D. P. aurelia aumenta su capacidad reproductiva y número de individuos. E. ambos organismos deberán buscar nuevos recursos que explotar. Especie B Nº de individuos 100 65. Existen distintos niveles de biodiversidad establecidos, desde genes a ecosistemas. ¿Qué nivel de biodiversidad está representado al observar dos niños de distintas razas? Especie A Tiempo P. 63. Desastres ecológicos, como los derrames de petróleo o interacciones naturales como la depredación afectan drásticamente el número de individuos de una población. Una fuerte variación en la curva de crecimiento de una pobación se puede explicar por: A. amensalismo. B. depredación. C. mutualismo. D. comensalismo. E. simbiosis. 67. Con el objetivo de aumentar la superficie disponible para la crianza de ganado, millones de hectáreas de bosque nativo fueron quemadas en el Sur de Chile. Actualmente, parte de esa superficie se ha recuperado, gracias a la acción de un proceso natural denominado: A. los factores denso-dependientes. A. sucesión ecológica. B. la variación de la densidad poblacional. B. reforestación. C. la disminución de la tasa de natalidad. C. sucesión secundaria. D. el aumento de la tasa de mortalidad. D. sucesión primaria. E. la disminución de la capacidad de carga. E. restauración ecológica 64. La reserva natural río Clarillo se encuentra en la Zona central precordillerana de nuestro país. Esta zona se caracteriza porque: I. II. 68. Si se introduce una nueva especie animal en un determinado ecosistema, se podría esperar que la nueva especie: corresponde a un bioma de matorral y bosque esclerófilo. I. compita con alguna especie autóctona. II. se transforme en una plaga al no tener depredador. su temperatura promedio es de 20 °C. III. coloque en peligro la comunidad autóctona. III. presenta constantes lluvias durante todo el año. A. Solo I. C. Solo III. IV. su temperatura media máxima no supera los 6 °C. B. Solo II. D. I y III. A. I y II C. I y IV B. II y III D. I y III E. E. I, II y III. I, III y IV Guía didáctica del docente 169 Banco de preguntas 69. La lluvia ácida es perjudicial porque: Solo I I. inhibe la germinación de las semillas. B. I y III II. afecta a la productividad primaria de la fruta. C. II, III y IV III. afecta a los ecosistemas lacustres (lagos). D. III y IV A. Solo I E. I, II y IV B. Solo II C. Solo III D. I y III E. I, II y III 70. El ser humano ha intervenido sistemáticamente el medio ambiente, provocando desequilibrios en diferentes ecosistemas. De las siguientes intervenciones, ¿cuál es la que provoca menor impacto ambiental? Eliminación de depredadores de plagas. B. Rotación de cultivos anuales. C. Incremento del número de animales de pastoreo. D. Empleo de pesticidas. E. Introducción de especies exóticas. Huella ecológica de la humanidad 140% 120% 100% Capacidad ecológica de la Tierra 80% 60% 40% Porción de CO2 de la huella ecológica 20% 0% 1961 65 70 75 80 85 90 95 1998 I. año la disminución de la biodiversidad por el uso de espacio. II. el aumento de los gases invernadero. III. las mejores condiciones y garantías de vida para el ser humano. IV. la escasez de recursos ecológicos por su sobreexplotación. 170 Banco de preguntas 72. Las ballenas son cazadas para ser procesadas y obtener de ellas su grasa y su carne. Por esta y otras razones, ha sufrido una caza excesiva que ha llevado a una baja considerable en la abundancia de este mamífero. ¿Qué consecuencias puede tener la caza indiscriminada de ballenas? I. Alteración del ecosistema al cual pertenecen. II. Aumento de la tasa reproductiva de los cetáceos. III. La extinción de este organismo. A. 71. El valor medio anual de la huella ecológica en el año 2004, a nivel mundial, es de 2,3 hectáreas por habitante. Sin embargo, el valor medio de la capacidad ecológica de la Tierra es de 2,1 hectáreas por habitante, lo que significa que ya hemos superado su capacidad de carga en 0,2 hectáreas por habitante, como lo muestra el gráfico. Al respecto, podemos inferir que son consecuencias de este fenómeno: Porcentaje de capacidad ecológica A. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. I y III E. I, II y III 73. El efecto invernadero se explica por: I. la sobreexplotación de recursos naturales como los bosques. II. el aumento de la industrialización y explotación de combustibles fósiles. III. el incremento paulatino de la temperatura del planeta. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. I y II E. I, II y III 74. El principio de exclusión competitiva de Gausse señala que en las comunidades naturales solo pueden coexistir especies muy diferentes. Sin embargo, es bastante común encontrar especies similares que conviven en una misma comunidad. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones permite explicar esta situación? A. Desaparece la competencia. B. Sus nichos ecológicos son diferentes. C. No poseen depredadores. D. Dejan de utilizar el mismo recurso. E. Ninguna de las anteriores. Banco de preguntas 75. La siguiente tabla indica algunos factores que inciden en el deterioro ambiental y su contribución relativa al fenómeno. Total de problemas ambientales identificados 1 288 Total de problemas relacionados con la pérdida de suelo 144 Acción humana (incendio, deforestación). 22,8 % Erosión por agua. 19,3 % Aumento del área urbana e industrial. 16,7 % Alteración por químicos. 15,8 % Otros 25,9 % De acuerdo a la información entregada es posible establecer que: I. II. la deforestación es una de las principales causas de la pérdida de suelo fértil. el aumento de la población humana genera la pérdida de suelo por asentamiento. III. aproximadamente el 11 % de los problemas ambientales se relaciona con la pérdida de suelo. A. Solo I C. Solo III B. Solo II D. I y III E. I, II y III 76. Al colocar dos especies (A y B) en diferentes nichos se pueden observar los siguientes resultados en cuanto a la competencia por un recurso. Eficiencia Biológica Nicho incluido en otro Nichos solapados de amplitud edéntica Especie B Especie A Eficiencia Biológica Nichos solapados de distinta amplitud Especie A Especie B Nichos colindantes ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? A. En la situación 1 los resultados indican que una de las especies puede resultar extinta. B. La situación 4 nos indica que las especies A y B comparten los mismos recursos. C. En la situación 3 ambas especies comparten la gran mayoría de los recursos. D. En la situación 2 es necesario que una de las especies busque otro recurso alternativo. E. En la situación 1 las especies A y B son muy diferentes en el uso de sus recursos ecológicos. 77. En 1928, Alexander Fleming observó que en una cápsula de Petri que contenía un cultivo de bacterias, existía un hongo en torno al cual no crecían bacterias. Fleming pensó: “El hongo libera una sustancia que mata a las bacterias, estableciéndose una relación ”. Esta frase de Fleming constituye: A. una hipótesis. B. una ley. C. una conclusión. D. una observación. E. un experimento. 78. Robert MacArthur, ecólogo estadounidense, desarrolló una investigación en pájaros gorjeadores al noreste de Estados Unidos. MacArthur observó que todas las especies analizadas eran pequeñas, insectívoras y se encontraban simultáneamente en el mismo bosque. De acuerdo a lo descrito. ¿cómo estas especies superaron sus requerimientos ecológicos aparentemente similares y lograron coexistir? I. Utilizando zonas diferentes del bosque. II. Diversificando el alimento que consumían. III. Modificando su pico gracias a la evolución. A. Solo I B. Solo II C. Solo III D. I y III E. I, II y III Especie A Especie B Especie A Especie B Recursos o gradiente ambiental Guía didáctica del docente 171 Solucionario Banco de preguntas Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Ítem Clave Ítem Clave Ítem Clave Ítem Clave 1 A 19 B 38 C 58 D 2 A 20 A 39 E 59 D 3 E 21 D 40 B 60 B 4 B 22 E 41 A 61 D 5 C 23 A 42 D 62 D 6 D 24 C 43 D 63 E 7 B 25 E 44 B 64 A 8 A 26 D 45 C 65 C 9 E 27 C 46 B 66 B 10 C 28 E 47 E 67 C 11 B 29 E 48 C 68 E 12 D 30 A 49 E 69 E 13 B 31 A 50 D 70 B 14 B 32 D 51 E 71 D 15 D 33 C 52 A 72 D 16 A 34 A 53 C 73 D 17 D 35 E 54 B 74 B 18 E 36 C 55 C 75 E 37 E 56 A 76 A 57 B 77 C 78 C 172 Banco de preguntas Solucionario Material fotocopiable Taller de ciencias (Página 41) Análisis y conclusiones Para comprender el resultado de este taller, se debe tener presente la siguiente información: Durante la fase vegetativa, la levadura se divide por gemación. La célula hija inicia su crecimiento formando una yema en la célula madre; luego, se generan la división nuclear, la síntesis de la pared, y finalmente, la separación de las dos células. Este ciclo puede ocurrir en cultivos de células diploides o haploides. Ficha de refuerzo (Página 42) Mitosis Meiosis t Ocurre en la reproducción de los organismos unicelulares. t Es un proceso de división celular que se da en organismos pluricelulares en las fases de crecimiento. t División celular conservadora. t Se originan dos células. t Las células hijas son idénticas entre sí e iguales a la célula madre. t Se realiza solo en células diploides. t Está relacionado con la reproducción sexual. t Consta de dos divisiones sucesivas. t Mediante esta división se originan los gametos. t Se generan cuatro células hijas. t Las células hijas poseen la mitad de cromosomas que la célula madre. t Se produce variabilidad genética. Ficha de ampliación (Página 43) 1. Mutación: cambio en el ADN de una célula, que se produce espontáneamente y al azar. Agente mutágeno: agente químico o radiación que pueden provocar mutaciones. Mutante: organismo diferente a los de su especie por haber experimentado una mutación. 2. a. Cambio genético que permite una mayor adaptación del organismo en su ambiente. b. Cambio genético que desencadena la muerte del organismo afectado. c. Cambio en el ADN en células del cuerpo que no sean las gaméticas. d. Cambio genético que no es beneficioso ni perjudicial. e. Cambio genético en las células gaméticas. f. Cambio genético que origina un mal desempeño de alguna función corporal. 3. a. Un cambio en la secuencia de ADN como la planteada generaría una mutación perjudicial, ya que alteraría la normal producción de hemoglobina. b. A pesar de todos los sistemas destinados a prevenir y corregir los posibles errores, durante la duplicación del ADN se puede alterar la secuencia normal del ADN. Taller de ciencias (Página 83) Análisis y conclusiones a. La bolita verde corresponde al cromosoma X y la bolita roja, al cromosoma Y. b. Un mayor número de pruebas es el equivalente al tamaño de la muestra; por tanto, mientras más grande es el tamaño de la muestra, mayores son la precisión y la validez de los resultados obtenidos del experimento que se lleve a cabo. c. X X X Y d. XX XY XX XY La probabilidad de que el siguiente hijo sea mujer es de un 50 % porque los eventos (nacimientos de hijos) son independientes. Ficha de refuerzo (Página 84) 1. a. Los factores de la herencia se encuentran de a pares en las células y se segregan o separan durante la formación de los gametos. b. 2. Los alelos de diferentes genes se asocian o distribuyen al azar durante la formación de gametos. Gen. Actualmente se sabe que un gen es un segmento corto de ADN, que contiene información para producir una proteína específica. Alelo. Dos o más formas distintas de un gen que ocupan la misma posición (locus) en los cromosomas homólogos y que se separan uno de otro en la meiosis. Dominante. Lo contrario a recesivo. El alelo que determina el fenotipo dominante le basta estar solo para poder expresarse. Recesivo. Lo contrario a dominante. Los alelos que determinan el fenotipo recesivo necesitan estar solos para poder expresarse. Homocigoto. Individuo diploide en el que para un gen dado, los cromosomas homólogos tienen los mismos alelos. Heterocigoto. Individuo diploide que para un gen dado, tiene un alelo distinto en cada uno de los cromosomas homólogos. Genotipo. Conjunto de genes que posee un individuo y que ha heredado de sus progenitores. Fenotipo. Conjunto de características biológicas observables de un individuo (físicas, conductuales, etc.). F1. Resultado del cruzamiento de parentales 1. Guía didáctica del docente 173 3. 4. F2. Resultado del cruzamiento de parentales 2. Un cruce de prueba consiste en cruzar un individuo de fenotipo dominante, cuyo genotipo es desconocido, con uno de fenotipo recesivo; de esta manera nos aseguramos de que el genotipo de los descendientes tenga al menos un alelo recesivo. Mendel estudió la descendencia a lo largo de varias generaciones. De esta forma pudo observar la transmisión de los caracteres elegidos a lo largo del tiempo. Analizó los datos resultantes de los cruzamientos de manera cuantitativa, obteniendo proporciones numéricas fáciles de interpretar. Ficha de ampliación (Página 85) 1. a. Agente físico: rayos ultravioleta. Agente químico: ácido nitroso. Agente biológico: transposones. b. La evolución tiene lugar cuando una nueva forma de un gen, que se ha originado por una mutación, aumenta su frecuencia y se extiende a la especie gracias a la selección natural. Las mutaciones son la base de la evolución biológica. 2. Respuesta sujeta a la reflexión del estudiante. 3. Genotipo + Ambiente = Fenotipo. 4. La pleiotropía es el fenómeno por el cual un solo gen es responsable de efectos fenotípicos o caracteres distintos y no relacionados. Ejemplo de ello es la fenilcetonuria en la cual un solo gen altera la síntesis de una enzima, y esto produce deficiencia intelectual, problemas en la coloración de la piel, entre otros trastornos. Otro ejemplo es el de la anemia falciforme, donde una mutación génica de un nucleótido altera la hemoglobina normal, lo que afecta de múltiples formas al organismo: cambio de forma en eritrocitos, fuertes dolores por todo el cuerpo, cierta resistencia a la malaria, etcétera. Taller de ciencias (Página 121) 1. En Chile, las ITS más comunes son: sífilis, gonorrea, herpes genital e infección por virus del papiloma humano. En el mundo, la ocurrencia de estas es similar a Chile; sin embargo, la ITS más frecuente en todo el mundo sigue siendo el VIH/Sida. 2. Los agentes patológicos que infectan a las personas con ITS son similares en todo el mundo, siendo estos: bacterias, virus, protozoos, parásitos, etcétera. 3. Su conducta sexual y sus decisiones personales respecto de esta conducta. 4. Identificar síntomas y evidencias externas. Cuando esto se detecta, se debe recurrir a un centro de salud para la administración del tratamiento correspondiente. 5. Para evitar las ITS es necesario educar e informar a los jóvenes para que conozcan las conductas de riesgo. 6. Respuesta variable. Depende de los antecedentes que hayan recopilado los estudiantes. 174 Índice temático Ficha de refuerzo (Página 122) 1. Ovogénesis Espermatogénesis Se desarrolla en los ovarios. Se lleva a cabo en los túbulos seminíferos. Comienza antes del nacimiento y dura toda la vida reproductiva de la mujer. Comienza en la pubertad y se prolonga durante toda la vida del hombre. Da origen a un solo gameto. Da origen a cuatro gametos. 2. Crossing over, que ocurre en la profase I, de meiosis I, y permutación cromosómica, que sucede en metafase I. 3. La meiosis II se detiene cuando se forma el ovocito II. Esta culmina cuando existe fecundación, originándose de esta manera, por breves segundos, el ovocito maduro. 4. a. Falso. Durante la proliferación se generan las ovogonias. b. Falso. El polocito II se transforma en el gameto maduro por pocos segundos si es que ocurre fecundación. Verdadero. Falso. Crossing over sucede en profase I de meiosis I. c. d. Ficha de ampliación (Página 123) 1. La línea de tiempo dependerá de cada estudiante. 2. Esta enfermedad se trata con insulinoterapia, mediante inyecciones de esta hormona en dosis indicadas bajo prescripción médica y alimentación adecuada. 3. La insulina para uso humano se obtiene mediante ingeniería genética. Taller de ciencias (Página 153) Para reflexionar a. Las bacterias presentan una estrategia r de crecimiento. Estas poblaciones poseen un crecimiento que se denomina geométrico o exponencial, dado que su número aumenta exponencialmente a lo largo del tiempo, es decir, en cada ciclo reproductivo puede haber una duplicación del total de individuos. b. Los principales factores limitantes para el crecimiento de una población son el alimento y un refugio adecuado. c. Al purificar el agua, lo que se obtiene es un líquido libre de microorganismos potencialmente patógenos. Ficha de refuerzo (Página 154) Ficha de ampliación (Página 155) 1. 1. Curva tipo II Curva tipo III t La población t Esta curva es presenta una mortalidad constante, independiente de la edad de los individuos. presentan esta curva pueden tener cuidado parental. Mercurio característica de las poblaciones de organismos con elevadas tasas de natalidad. t Algunas especies que t Los organismos DDT representados en esta curva mueren a muy temprana edad y no alcanzan las categorías intermedias de desarrollo ni la madurez sexual. t Algunos organismos que presentan este tipo de curva son las aves y los reptiles. Contaminante t Generalmente, los individuos que presentan esta curva no realizan ningún tipo de cuidado de las crías. Curva tipo I 1 000 Número de supervivientes por cada 1000 2. Dioxina Efectos sobre el medioambiente Los pescados y mariscos tienen una tendencia natural a concentrar el mercurio en sus cuerpos. Causa efectos tóxicos incontrolables una vez incorporada al ambiente, ya que al desprenderse del suelo, vaporizado ingresa en la atmósfera y se propagaba a todas partes. Reduce el éxito reproductivo en los animales. 900 800 2. 700 600 500 400 Efectos sobre el ser humano Produce alteraciones en el sistema nervioso central. Afecta principalmente el sistema nervioso periférico y central y el hígado. Provoca problemas de reproducción y desarrollo, afecta el sistema inmunitario, y causa cáncer. El siguiente listado de especies se encuentran en peligro de extinción: a. Belloto del sur. b. Loro tricahue. c. Ranita de Darwin. d. Picaflor de Juan Fernández. e. Queule. 300 3. 200 100 0 0 10 20 30 40 50 60 Tipo de intervención Destrucción de hábitats. Deforestación del bosque valdiviano. Captura excesiva de especies. Captura de búhos y lechuzas Introducción de especies nuevas. Introducción de la zarzamora. años Los individuos de poblaciones con este tipo de curva mueren a edades avanzadas, pues, por lo general, existe un cuidado parental en este tipo de individuos, disminuyendo los peligros de las crías, lo que permite su desarrollo. Ejemplo Guía didáctica del docente 175 Bibliografía Documentos oficiales • Unidad de Currículum y Evaluación (2009). 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