Biología introducción



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BIOLOGÍA

Introducción

El estado actual de la Ciencia, en este comienzo del siglo XXI, está experimentando un gran avance en temas ya iniciados en la segunda mitad del siglo pasado: Bioquímica, Genética molecular, Fisiología celular, Inmunología...; ramas del saber biológico enfocadas hacia lo celular y molecular. Algunas disciplinas clásicas de la Biología, centradas en el organismo —Zoología, Botánica, Fisiología incluso— ocupan hoy un lugar secundario en el quehacer científico.

El papel educativo de la Biología en segundo de Bachillerato debe responder a esa realidad y, al menos, a los siguientes aspectos:

Los intereses e inquietudes de la sociedad, y en concreto la sociedad aragonesa, manifestados muchas veces por las informaciones, debates y polémicas que aparecen en los medios de comunicación. Temas como el genoma humano, la manipulación de embriones, los alimentos transgénicos, etc., muchas veces con un importante contenido ético, están en boca de casi todos, y es razonable esperar que alguien que ha cursado un bachillerato científico tenga suficiente bagaje sobre la ciencia para opinar con conocimiento de causa.

La madurez intelectual y la “historia curricular” de las alumnas y alumnos de este nivel. Por una parte, los muchachos y muchachas de esta edad han debido desarrollar un nivel de pensamiento racional y abstracto que les permita navegar con soltura por los vericuetos moleculares y celulares que conducen a espléndidas y profundas síntesis comprensivas sobre los seres vivos. Por otra parte, su formación anterior tiene que haberles proporcionado un poso de conocimientos suficiente sobre los organismos como tales, que ahora puede enriquecerse profundizando en los mecanismos básicos en que se sustentan su organización, estructura y función.

El futuro personal a que se enfrentan. Casi todos los alumnos y alumnas de este nivel y en esta modalidad continuarán sus estudios en la universidad o en ciclos formativos de grado superior. A corto plazo deberán superar las materias de los currículos correspondientes. A medio y largo plazo pueden y deben convertirse en personas con un nivel cultural y una cualificación profesional elevados. En este curso, por tanto, hay que terminar de poner los cimientos necesarios para su aprendizaje posterior, y tienen que seguir construyendo su edificio cultural y científico al nivel que les corresponde.

Los recursos didácticos generales y específicos de las Ciencias deberán afectar a los contenidos del currículo, especialmente, a los procedimentales, estrechamente unidos a los conceptuales. La situación de aula no debe consistir únicamente en una transmisión oral de conocimientos; debe potenciarse el aprendizaje significativo, consecuencia de la construcción mental de cada uno de los alumnos y alumnas; y tienen que tener un peso importante estrategias básicas, como el diseño y realización de modelos experimentales, el trabajo en la resolución de problemas —entendidos en su sentido más amplio y abierto—, la realización de documentos de síntesis que exijan, entre otras cosas, manejo de fuentes de información y trabajo en equipo, etc.

Objetivos

1 Comprender los conceptos básicos de la Biología molecular y celular, valorando su importancia en el desarrollo de esta ciencia.

2 Reconocer la necesidad de la bioquímica para llegar a comprender los principales procesos y estructuras celulares

3. Entender la célula como una unidad morfológica y fisiológica de los seres vivos.

4. Comprender los mecanismos fundamentales de la herencia de los individuos y su base molecular.

5. Entender la base bioquímica y los mecanismos energéticos esenciales del funcionamiento celular.

6. Valorar la existencia de los microorganismos y virus, destacando sus funciones ecológicas, industriales, agrícolas y patógenas.

7. Analizar la importancia de los mecanismos de defensa del cuerpo humano, estudiando los aspectos moleculares y celulares del sistema inmune.

8. Adquirir unas herramientas conceptuales que les permitan identificar, valorar y en su caso resolver, problemas biológicos.

9. Aplicar los procedimientos básicos del trabajo científico en la realización de pequeñas investigaciones.

10. Valorar la naturaleza experimental de la Biología y sus limitaciones comprendiendo que su desarrollo es un proceso cambiante y dinámico.

11. Reconocer las complejas interacciones de la Biología con la técnica y la sociedad, valorando su importancia para la mejora de las condiciones de vida y la conservación del ambiente natural.

12. Valorar la información proveniente de diferentes fuentes para formarse una opinión propia, que les permita expresarse críticamente sobre problemas actuales relacionados con la Biología.

Contenidos

1. Componentes moleculares de los seres vivos

Bioelementos. Biomoléculas inorgánicas: estructura molecular, propiedades y funciones. Disoluciones verdaderas y coloidales. Propiedades.

Biomoléculas orgánicas: tipos. Descripción: estructura molecular, grupos funcionales y unidades constituyentes. Propiedades. Funciones. Identificación experimental.

2. La célula y el ciclo celular

La célula como la unidad fundamental de los seres vivos. Tipos de organización: procariota y eucariota. Observación microscópica de la célula.

La membrana celular: su dinámica.

Orgánulos celulares de la célula eucariota: identificación. Estructura y función. Comparación entre células animales y vegetales.

El ciclo celular: cambios de la cromatina y los cromosomas. División celular: mitosis y meiosis.

3. Metabolismo celular

Transformaciones energéticas celulares: el metabolismo. Tipos: anabolismo y catabolismo. Enzimas. Mecanismo de acción. Coenzimas. Papel del ATP.

Procesos metabólicos: respiración celular, fermentación y fotosíntesis: significado biológico. Fases. Estructuras celulares implicadas.

4. Transmisión de los caracteres hereditarios: Genética

Las leyes de Mendel: su aplicación a ejemplos concretos. Teoría cromosómica de la herencia.

Genética molecular: la base bioquímica de la herencia. El ADN responsable de la información genética. Visión histórica.

Concepto de gen. Duplicación o replicación del ADN.

La expresión del mensaje genético. Transcripción y traducción. El código genético: características.

Alteraciones en la información genética. Mutaciones. Consecuencias en la adaptación, selección y evolución de las especies.

Aplicaciones de la genética en la medicina y en la mejora de recursos. Investigación bibliográfica sobre casos de actualidad. Repercusiones sociales y valoraciones éticas de la manipulación genética.

5. Microbiología y biotecnología

Virus: morfología. Ciclo vital. Ejemplos.

Descripción e identificación de los grandes grupos de microorganismos. Las bacterias.

Control de microorganismos y salud pública. Patogeneidad microbiana.

Aplicaciones ambientales e industriales de los microorganismos. Importancia social y económica.

6. Inmunología

Defensas del organismo: barreras externas e internas.

Inmunidad. Conceptos fundamentales y células implicadas en los distintos tipos de inmunidad. Anticuerpos: estructura y función.

Alteraciones del sistema inmunológico por exceso y por defecto de respuesta.

Los sueros y las vacunas. Trasplantes de órganos. Reflexión ética sobre estos aspectos y sobre nuestro sistema de salud.

Criterios de evaluación

1. Razonar la importancia del agua y las sales minerales en el funcionamiento celular.

Con este criterio se pretende comprobar si los estudiantes son capaces de explicar, a partir de las características de la molécula de agua y de propiedades como la ósmosis, el papel que desempeñan en los procesos celulares sobre todo por su acción como disolvente.



2. Describir la estructura y reconocer las unidades constituyentes de las principales biomoléculas orgánicas.

Se trata de evaluar si los alumnos y alumnas son capaces de identificar, sin necesidad de aprender las fórmulas, las moléculas fundamentales por su interés biológico y unir con sus enlaces característicos las unidades que las forman.



3. Relacionar la estructura y propiedades de las biomoléculas orgánicas con su función biológica.

Este criterio servirá para valorar la capacidad de los estudiantes para establecer conexiones, siempre que sea posible, entre las funciones biológicas que realizan esas moléculas y su composición, propiedades y estructura espacial. De forma especial se evaluará que relacionen estructura y función en el papel biocatalizador de las proteínas enzimáticas



4. Reconocer el hecho de que los seres vivos estamos formados por células.

Se pretende que los alumnos y alumnas sean capaces de situar la teoría celular en el contexto de la historia de la ciencia y distinguir los dos grandes modelos celulares.



5. Identificar las estructuras contenidas en las células y relacionarlas con los procesos que realizan.

Se trata de que los estudiantes sean capaces de reconocer estructuras celulares en imágenes de microscopía o dibujos y las representen en forma de dibujos esquemáticos.

También se trata de que sean capaces de relacionar los distintos procesos que se realizan en la célula con los correspondientes orgánulos celulares y de que diferencien los principales tipos de células eucariotas.

6. Reconocer el papel de la membrana en los intercambios celulares.

Se pretende conocer la capacidad de los alumnos y alumnas para describir los procesos de exocitosis y endocitosis y conocer los mecanismos de paso de sustancias a través de la membrana, con o sin gasto de energía.



7. Analizar el ciclo celular y las modalidades de división del núcleo y del citoplasma.

A través de este criterio puede saberse si los estudiantes son capaces de representar esquemáticamente el ciclo celular, de valorar la importancia de los fenómenos que se producen en la interfase y de comparar mitosis y meiosis relacionando ésta con la variabilidad genética.



8. Aplicar la teoría cromosómica de la herencia y las leyes de Mendel a la resolución de problemas de genética.

Se trata de valorar si los alumnos y alumnas son capaces de conocer las causas de los fenómenos hereditarios y su explicación científica.

Se trata también de que sean capaces de interpretar y resolver problemas de genética elementales.

9. Conocer el papel del ADN como portador de la información genética y explicar el significado biológico de las mutaciones.

Este criterio supone el conocimiento del concepto de gen y la explicación de los procesos de duplicación, transcripción y síntesis de proteínas en procariotas así como de algunas particularidades en eucariotas y su localización.

También supone relacionar las secuencias de nucleótidos y aminoácidos y el conocimiento de las características del código genético.

Además, permite averiguar si los estudiantes son capaces de explicar las mutaciones, sus causas y lo que suponen estas alteraciones de la información genética, tanto en la evolución de las especies, como en aspectos perjudiciales, especialmente en los problemas de salud en las personas.



10. Valorar las aplicaciones de la investigación y de la manipulación genética.

Se pretende que los estudiantes sean capaces de analizar algunos de los logros de ingeniería genética en medicina y farmacia, agricultura y ganadería, y sus implicaciones éticas.

Asimismo, se pretende que sean capaces de entender que el trabajo científico está, como cualquier actividad, sometido a presiones sociales, políticas y económicas.

De la misma manera, se trata de comprobar si son capaces de valorar los estudios de genética humana, como la investigación sobre el genoma, para el conocimiento y la prevención de enfermedades hereditarias.



11. Relacionar el concepto de metabolismo con el de nutrición y sus resultados.

Se trata de que los alumnos y alumnas sean capaces de reconocer la necesidad del metabolismo como utilización de las sustancias que llegan a las células para construir macromoléculas para el crecimiento y la reposición de pérdidas o degradarlas liberando energía en forma de ATP.

Igualmente, se pretende valorar su capacidad de utilizar gráficas y esquemas bioquímicos que relacionen estos conceptos.

12. Conocer los procesos de respiración celular y fermentación, así como las estructuras celulares implicadas.

Se trata de comprobar si los estudiantes son capaces de relacionar los procesos catabólicos con las estructuras celulares donde se producen y de valorar el papel de las enzimas.

También se pretende averiguar si conocen, sin detallar cada una de las etapas y de forma esquemática, los principales procesos, aerobios y anaerobios, del catabolismo de glúcidos, realizando un balance energético de esos procesos.

13. Diferenciar las fases de la fotosíntesis, localizarlas en la célula y describir los principales procesos implicados.

Se desea conocer la capacidad de los estudiantes de relacionar los procesos de la fase luminosa con los de la fase oscura y valorar su importancia en el mantenimiento de la vida.

Además, se pretende observar si son capaces de identificar las estructuras celulares en las que se llevan a cabo, así como los sustratos necesarios y los productos finales, elaborando esquemas y un balance energético.

14. Describir las características básicas de los virus y su ciclo vital.

Se trata de que los alumnos y alumnas sean capaces de representar con dibujos esquemáticos el ciclo vital de un bacteriófago y de un virus animal.



15. Relacionar los microorganismos y sus formas de vida con sus implicaciones en la salud, la industria y el ambiente.

Este criterio va encaminado a comprobar la capacidad de los alumnos y alumnas de describir los principales grupos taxonómicos de los microorganismos y sus formas de vida, así como su poder patógeno y algunas de las principales aplicaciones en la industria.



16. Reconocer la respuesta defensiva del organismo frente a la entrada de agentes extraños.

Se desea saber si los estudiantes conocen los mecanismos de respuesta del organismo diferenciando entre los generales y los específicos, y en estos últimos entre la inmunidad celular y humoral.

Asimismo se trata de averiguar si son capaces de descubrir el valor adaptativo de los mecanismos inmunes tanto en el reconocimiento de lo propio como en el rechazo y destrucción de lo extraño.

17. Valorar la importancia de la inmunología y su papel en la mejora de la calidad de vida de la humanidad.

Con este criterio se quiere evaluar la capacidad de los estudiantes para valorar los beneficios que ha obtenido la humanidad al aplicar esos conocimientos inmunológicos. En concreto el avance en la esperanza de vida por el uso de los sueros y vacunas en los países desarrollados.



18. Conocer las principales anomalías del sistema inmunológico.

Se pretende que los alumnos y alumnas sean capaces de identificar los elementos implicados en el sistema inmunológico y aplicar ese conocimiento al concepto de enfermedad autoinmune, a los fenómenos de hipersensibilidad, al cáncer, a los trasplantes y al SIDA.



También se trata que sean capaces de valorar las implicaciones éticas de las investigaciones científicas y posibles aplicaciones en estos temas.




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