ORDEN DE 5 DE AGOSTO DE 2008, POR LA QUE SE DESARROLLA EL CURRÍCULO CORRESPONDIENTE AL BACHILLERATO EN ANDALUCÍA. ANEXO I

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1 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN ORDEN DE 5 DE AGOSTO DE 2008, POR LA QUE SE DESARROLLA EL CURRÍCULO CORRESPONDIENTE AL BACHILLERATO EN ANDALUCÍA. ANEXO I ENSEÑANZAS PROPIAS DE LA COMUNIDAD AUTÓNOMA DE ANDALUCÍA PARA EL BACHILLERATO II. MATERIAS DE MODALIDAD B) MODALIDAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA B I O L O G Í A El currículo de Biología incluye los objetivos, contenidos y criterios de evaluación establecidos para esta materia en el Real Decreto 1467/2007, de 2 de noviembre, junto con las aportaciones específicas para la Comunidad Autónoma de Andalucía que se desarrollan a continuación. Con respecto a los criterios de valoración de los aprendizajes para esta materia, no se realizarán consideraciones específicas, más allá de lo establecido en el Anexo I del citado Real Decreto. Relevancia y sentido educativo. La biología es una materia clave en el bachillerato de Ciencias y Tecnología, tanto por su relevancia en el ámbito científico está relacionada con algunos de los campos en que más y más importantes avances se han producido en los últimos años como por la influencia que dichos avances han tenido en el modo de vivir de las sociedades actuales. Los progresos producidos en el conocimiento sobre el funcionamiento de los seres vivos a nivel molecular y celular constituyen uno de los logros más importantes de la ciencia en los últimos 50 años. Muchas de las investigaciones actuales sobre técnicas de reproducción asistida, terapias celulares, vacunas, etc., tienen una influencia directa en la calidad de vida de las personas. El conocimiento de la molécula de ADN y de su estructura, así como el de algunas tecnologías que permiten su manipulación, tiene repercusiones decisivas en medicina, agricultura, medio ambiente entre otras. En esta materia se profundiza y se amplían los conocimientos adquiridos en Biología y Geología de primer curso. Sus contenidos se centran en el estudio de los niveles moleculares y celulares, introduciéndose los aspectos moleculares de la genética y abordando el estudio de los mecanismos de defensa de los seres vivos frente a las infecciones. El estudio de la biología en este curso es una buena oportunidad para mostrar una visión de la ciencia como resultado de un proceso continuo de construcción y revisión de conocimientos, poniéndose de manifiesto con total claridad las relaciones que existen entre ciencia, tecnología y sociedad. Con esta materia se pretende proporcionar al alumnado una formación básica que le Página 1

2 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN permita iniciar estudios superiores relacionados con los ámbitos científicos y de la salud o prepararse para ciclos formativos de grado superior de tipo sanitario, pesquero, agrario, etc. Desde la perspectiva de la formación personal del alumnado, esta materia, como todas las de ciencias, le proporciona modos de pensamiento, estrategias de análisis y resolución de situaciones problemáticas, cuya utilidad va más allá del ámbito académico, pues pueden resultarles necesarias en múltiples aspectos de su vida. Núcleos temáticos. Los contenidos de esta materia se presentan agrupados en cinco núcleos temáticos: 1. Cuál es la composición de los seres vivos? Las moléculas de la vida. 2. Cómo son y cómo funcionan las células? Organización y fisiología celular. 3. Dónde está la información de los seres vivos? cómo se expresa y se transmite?. La base química de la herencia 4. Cómo son y cómo funcionan los microorganismos? Microbiología 5. Cómo es y cómo funciona el sistema inmunológico? Inmunología. 1. Cuál es la composición de los seres vivos? Las moléculas de la vida. Aunque en el curso anterior se hizo una introducción a los aspectos físico-químicos de la vida, es en este curso donde se estudian esos temas con cierta profundidad, de forma que se proporcione al alumnado la base que necesita para comprender otros contenidos de este mismo curso. Para iniciar el estudio a nivel molecular se considerarán en primer lugar los elementos químico constituyentes de la materia viva. Se analizarán cuáles son los elementos químicos más abundantes en la materia viva, sus propiedades e idoneidad para formar los biomoléculas. Es importante destacar que todos los seres vivos están formados por los mismos tipos de moléculas, que resultan de la combinación de átomos de los elementos anteriores, y que estas biomoléculas cumplen siempre las mismas funciones, lo que permite deducir el origen común de todos los seres vivos. Debe resaltarse la importancia del agua como componente mayoritario de la materia viva, estudiando sus características físicoquímicas en relación con sus funciones biológicas. Es importante dejar clara la idea de que la presencia de agua es imprescindible para que exista vida tal y como se conoce. Al estudiar las diferentes biomoléculas orgánicas conviene relacionar su estructura, los enlaces presentes y las propiedades derivadas de ella, así como las funciones biológicas que desempeñan, que necesariamente están relacionadas con los aspectos anteriores. El estudio de este núcleo temático se puede estructurar en torno al planteamiento de Página 2

3 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN preguntas como: Qué indica el hecho de que todos los seres vivos estén formados por los mismos tipos de moléculas? Qué elementos químicos forman estas moléculas y qué características los hacen idóneos para ello? Cuál es la molécula más abundante de la materia viva y qué características físico químicas tiene? Qué estructura tienen las diferentes biomoléculas? Cuáles de sus propiedades están relacionadas con su estructura? qué funciones biológicas tienen? Qué enlaces caracterizan a cada una de las biomoléculas? Se puede comenzar comparando la composición de la materia viva y la corteza terrestre, así como la de diferentes tipos de seres vivos, para posteriormente sacar conclusiones. En el laboratorio se puede poner de manifiesto la presencia de distintos tipos de biomoléculas en diferentes muestras de tejidos, lo que dará oportunidad de utilizar procedimientos como el diseño de experiencias, el trabajo de laboratorio y la elaboración de informes. Un recurso interesante es la consulta de páginas web de animación sobre cómo son y cómo funcionan las biomoléculas. 2. Cómo son y cómo funcionan las células? Organización y fisiología celular. Se trata de profundizar en el estudio morfológico de las células, incorporando conocimientos aportados por la microscopía electrónica. Se abordará su origen evolutivo y la importancia de la compartimentación celular en las eucariotas. Se profundizará en el estudio de la fisiología celular, tanto a nivel de reproducción como de metabolismo. Es necesario conocer la arquitectura molecular y las características de los diferentes orgánulos celulares y relacionarla con la función de cada uno. En el estudio que se haga del núcleo se destacará lo concerniente a los niveles de organización y compactación del ADN. Al tratar la reproducción celular hay que diferenciar claramente entre mitosis y meiosis, insistiendo en la importancia biológica de cada proceso. Conviene profundizar en el concepto de metabolismo, diferenciando claramente anabolismo y catabolismo; el estudio de las distintas rutas metabólicas se realizará de forma global analizando en qué consisten, dónde transcurren y cuál es su balance energético. Es importante hacer una comparación entre las fermentaciones y la respiración aerobia, desde el punto de vista de su balance energético y el resultado final de cada proceso. La fotosíntesis, y su importancia biológica en el funcionamiento de la biosfera, es otro punto importante, debiéndose destacar su decisiva influencia en la composición actual de Página 3

4 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN la atmósfera. Con respecto a la quimiosíntesis hay que destacar el papel que desempeña en los ciclos de la materia y su función en los ecosistemas no dependientes de la luz. Entre los problemas que se pueden plantear en el desarrollo de este núcleo están: Qué avances tecnológicos permitieron profundizar en le estudio de las células y formular la teoría celular? Qué supuso el microscopio electrónico para el conocimiento de la ultraestructura de las células? Qué tipos de organización celular hay y en qué se diferencian? Cuál es el origen de la célula eucariota y cuántos tipos hay? Qué ventajas proporciona la compartimentación celular? Cuáles son los orgánulos celulares y qué funciones desempeñan? Qué estrategias tienen las células para obtener la energía necesaria para vivir? Qué es el ciclo celular y qué tipos de reproducción se dan en las células? La variedad de recursos que pueden utilizarse para el desarrollo de estos contenidos es grande: análisis de textos históricos sobre el desarrollo de la teoría celular, observación de fotografías al microscopio electrónico de diferentes tipos de células y estructuras celulares; en el laboratorio se pueden realizar algunas observaciones de células animales y vegetales. Para el estudio de la mitosis y meiosis se pueden analizar distintas fotografías y ordenarlas en el tiempo. Para el estudio del metabolismo sería interesante realizar esquemas generales de algunas rutas metabólicas y comentar sus conexiones. También en relación con el metabolismo es relativamente sencillo realizar en el laboratorio distintos tipos de fermentaciones, lo que dará al alumnado la oportunidad de diseñar experiencias y trabajar distintos procedimientos. En la red existen numerosas páginas web con animaciones de fisiología celular. 3. Dónde está la información de los seres vivos? Cómo se expresa y cómo se transmite? La base química de la herencia. Se debe comenzar recordando conceptos clásicos de genética como las leyes de Mendel, concepto de gen, teoría cromosómica de la herencia, etc. Lo novedoso de este curso son los niveles moleculares, por lo que conviene analizar los trabajos científicos que llevaron a descubrir que el ADN es la molécula de la herencia, insistiendo en tratar la replicación del ADN como un mecanismo imprescindible para la reproducción celular y para la conservación de la información genética. Debe estudiarse también cómo fluye la información desde el ADN al ARN y a las proteínas, destacando la existencia del lenguaje casi universal (código genético) en el que está codificada toda la información para el funcionamiento de los seres vivos. Es el momento de formular el concepto de gen a nivel molecular y definir las mutaciones como cambios en la secuencia del ADN, destacando su importancia y trascendencia evolutiva. Entre los aspectos relevantes que se deben señalar destaca la existencia de diferentes agentes mutagénicos tanto naturales como artificiales. También se pueden analizar las Página 4

5 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN relaciones entre las mutaciones y algún tipo de enfermedades. Otro aspecto que se debe tratar es el descubrimiento de sistemas enzimáticos que han permitido el aislamiento de genes, su clonación y su transferencia a otros seres dando lugar a los organismos transgénicos. El descubrimiento de nuevos métodos de secuenciación ha permitido conocer los genomas de muchas especies. Entre los problemas cuyo planteamiento sirve para abordar este núcleo están: Cuál es la unidad de información genética?, dónde se localiza y cómo se transmite? Cuál es el significado del concepto de gen a nivel molecular? Dónde se localiza la información genética y en qué lenguaje está codificada? Cómo se expresa esta información? Qué son los organismos modificados genéticamente y qué aplicaciones tienen? Qué son las mutaciones y qué importancia tienen en la evolución y en la salud? La consulta bibliográfica y de páginas web servirá para elaborar informes sobre el desarrollo de la genética tanto mendeliana como molecular. El análisis de experimentos históricos permitirá conocer cómo se han ido descubriendo los aspectos moleculares de la herencia. La resolución de problemas sobre replicación, transcripción y traducción servirá para reforzar el aprendizaje de estos conceptos. Se pueden trabajar algunos ejemplos de aplicación de la biotecnología para la obtención de plantas y animales transgénicos y para la obtención de medicamentos. 4. Cómo son y cómo funcionan los microorganismos? Microbiología. El concepto de microorganismo se basa exclusivamente en el tamaño y es por ello un grupo heterogéneo con seres pertenecientes a distintos reinos. Se deben establecer criterios sencillos que permitan diferenciar los diferentes grupos de microorganismos. Al estudiar el mundo bacteriano se debe destacar la sencillez estructural de las bacterias y su diversidad metabólica, distinguiendo dentro de este reino dos grupos claramente diferenciados, eubacterias y arqueas, caracterizadas estas últimas por sus peculiaridades bioquímicas y su forma de vida extremófila. En el estudio de los virus hay que señalar las principales características estructurales de este grupo de microorganismos y sus ciclos reproductivos, debatir si son seres vivos o no y su origen evolutivo. Debe ponerse de manifiesto el papel de virus y bacterias como agentes infecciosos y destacar el papel fundamental de las bacterias en el funcionamiento de los ecosistemas y en la evolución de la vida en nuestro planeta. Por otra parte, es importante resaltar la importancia de los microorganismos en la investigación, en los procesos industriales y en el desarrollo de la biotecnología y sus aplicaciones. Entre las preguntas que pueden servir para estructurar este núcleo están: Página 5

6 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN Qué son los microorganismos y a cuántos reinos distintos pertenecen? Todos los microorganismos están formados por células? Cómo se reproducen los virus? Cuántos tipos de bacterias existen desde el punto de vista de la nutrición? Qué papel tienen las bacterias en el funcionamiento de la biosfera? Qué importancia industrial y económica tienen los microorganismos? Qué importancia tienen los microorganismos en la salud? Para poner de manifiesto la diversidad de microorganismos, puede ser útil el estudio de fotografías al microscopio electrónico y la realización en el laboratorio de observaciones al microscopio de diferentes microorganismos, por ejemplo los presentes en una gota de agua de un estanque, etc. El análisis de textos históricos permitirá comprender cómo se sentaron las bases de la microbiología. Cuando sea posible deben hacerse en el laboratorio cultivos de algunos microorganismos. Una manera de abordar el estudio de los virus es mediante el análisis comparativo de distintos tipos tanto morfológicos como de sus diferentes ciclos reproductivos, para ello se elegirá algún retrovirus y se estudiará como fluye en este caso la información genética. El conocimiento de algún ciclo biogeoquímico servirá para poner de manifiesto la importancia de las bacterias en el reciclaje de la materia. La observación de documentales o el análisis de textos sobre la vida del río Tinto o los ecosistemas de fondos oceánicos permitirán conocer el papel de las bacterias en la existencia de vida en ambientes extremos. Asimismo, a través de diferentes textos se puede analizar la utilización de los microorganismos para obtener productos útiles al hombre. 5. Cómo es y cómo funciona el sistema inmunológico? Inmunología. El desarrollo de los contenidos de este núcleo temático es prácticamente nuevo para el alumnado por lo que deben introducirse conceptos básicos como los de infección y enfermedades infecciosas y relacionarlos con las diferentes líneas de defensa del huésped frente a los agentes infecciosos: barreras, inmunidad natural e inmunidad adquirida. Se estudiarán los órganos que constituyen el sistema inmunitario, las células y las moléculas implicadas. Habría que destacar el papel de los diferentes leucocitos en la defensa inmunológica. También se analizará el concepto de antígeno y su diferente naturaleza así como el concepto de anticuerpo, su estructura, su diversidad y sus tipos. Tanto en la inmunidad Página 6

7 MARCO NOATIVO PARA LA PARTICIPACIÓN natural como en la adquirida hay que distinguir claramente los mecanismos celulares de los humorales, analizando la acción de los distintos tipos de células y moléculas implicadas. En la inmunidad adquirida se diferenciará la respuesta primaria de la secundaria y se relacionará con el desarrollo de las vacunas, insistiendo en el concepto de memoria inmunológica. Debe destacarse la importancia que ha tenido para la salud el desarrollo de vacunas contra diferentes agentes infecciosos. El sistema inmunológico es esencial para el mantenimiento de la vida del individuo y su alteración puede producir graves consecuencias, como inmunodeficiencias, autoinmunidad o hipersensibilidad. Como el sistema inmunológico se basa en la discriminación entre lo propio y lo ajeno es importante resaltar su papel en los trasplantes de órganos. Entre los problemas que pueden servir para organizar este núcleo están: Qué son los agentes infecciosos y cuánta diversidad de patógenos existe? Cómo impide el organismo la entrada de microorganismos patógenos? Cómo lucha contra ellos si penetran en su cuerpo? Qué órganos, células y moléculas intervienen en la defensa inmunológica? Cómo lo hacen? Qué es la memoria inmunológica y qué relación tiene con las vacunas? Qué problemas se derivan del mal funcionamiento del sistema inmunológico? Cómo se utilizan los conocimientos del sistema inmunológico para prevenir y luchar contra las enfermedades? Se puede iniciar el tema analizando un calendario de vacunaciones de la Consejería de Salud y planteando varias preguntas sobre él: por qué se repiten algunas vacunas? Por qué se está vacunado contra tantos agentes distintos? Otro problema del que se podría partir es el análisis de los diferentes grupos sanguíneos y de las incompatibilidades en el momento de las transfusiones. También se podrían determinar en el laboratorio los grupos sanguíneos para trabajar procedimientos experimentales. También podría preguntarse al alumnado sobre el porqué de las inflamaciones, alergias, etc. que están presentes en su vida cotidiana. Otro recurso sería el análisis de textos científicos sobre el desarrollo de vacunas como la de la malaria, vacunas ingeribles por vía oral, etc. La lectura y el comentario de textos históricos sobre el descubrimiento de las vacunas o la expedición de Balmis para llevar la vacuna contra la viruela a América pueden servir como un recurso para destacar la importancia de la vacunación en la prevención y erradicación de algunas enfermedades. Página 7