Páginas de inicio (páginas 98 y 99) Presentación de la unidad. Sugerencias metodológicas

Transcripción

1 Páginas de inicio (páginas 98 y 99) Presentación de la unidad Esta unidad tiene como finalidad que los(as) estudiantes comprendan el proceso de especialización celular, el que implica cambios en la morfología y función de las células, dependiendo del tejido que constituirán. Asimismo, que conozcan el origen de las células que forman un organismo adulto. El desarrollo del tema se inicia con la fecundación, etapa en que comienza la diferenciación de las células que forman el embrión, para luego abordar las estructuras subcelulares que varían según la funcionalidad de cada tipo celular. Sugerencias metodológicas Para iniciar esta unidad, utilice una presentación en PowerPoint que muestre diferentes tipos celulares. Pida a los(as) estudiantes que describan la forma de cada célula presentada y, según sus características, infieran a qué tejido pertenece y cuál es su función. Para detectar sus conocimientos previos, solicíteles que describan la secuencia que aparece en las páginas iniciales. A continuación, indíqueles que desarrollen la actividad Para comenzar, de la página 99. Lea en voz alta los contenidos, habilidades y actitudes declaradas, pídales a sus estudiantes que sigan la lectura e indiquen si tienen dudas. Invítelos a escribir en sus cuadernos dos actitudes que ellos se propongan desarrollar en el transcurso del estudio de esta unidad. Santillana Bicentenario 62

2 UNIDAD 3 Especialización celular Solucionario Para comenzar (página 99) Las preguntas pueden contener las siguientes ideas: 1. La secuencia de imágenes muestran: fecundación, desarrollo embrionario y fetal, formación de tejidos. 2. El espermatozoide es una célula de pequeño tamaño y presenta un flagelo que le permite su movilidad. El ovocito es de mayor tamaño que el espermatozoide, tiene forma esférica y se encuentra rodeado por un grupo de células. Ambas células tienen la función de portar la mitad del material genético para originar un individuo adulto. 3. La unión del espermatozoide con el ovocito, proceso denominado fecundación, da origen al cigoto o huevo. 4. Luego de la fecundación, el cigoto comienza a dividirse por sucesivas mitosis, aumentando el número de las células que lo constituyen. 5. Las células que forman el cigoto luego se especializan, modificando su forma y función, de acuerdo al tejido que van a constituir. 6. Algunos tejidos diferenciados (adultos) tienen la capacidad de regenerar las células que se perdieron por una lesión. Otros, en cambio, son incapaces de regenerarse, por lo que, en el caso de una herida, se mueren células que no se vuelven a recuperar. Evaluación diagnóstica (páginas 100 y 101) Sugerencias metodológicas Esta sección tiene la finalidad de evaluar los conocimientos previos de los(as) estudiantes. Por lo tanto, se sugiere que la respondan en forma individual. Cuando los(as) estudiantes hayan terminado, recuérdeles que comparen sus respuestas con las del Solucionario que se encuentra al final del texto. DESCRIPTOR Reconocer la estructura de la célula eucarionte y de sus organelos. Relacionar los tipos celulares con el tejido que forman. Distinguir célula y tejido. Reconocer el origen de las diferencias entre tipos celulares. Elaborar gráficos a partir de una tabla de datos. Analizar e interpretar gráficos. CRITERIO DE LOGRO Si el puntaje obtenido es menos que 12 puntos, realice la actividad 1. Si el puntaje obtenido es menos que 7 puntos, realice la actividad 2. Si el puntaje obtenido es menos que 3 puntos, realice la actividad 3. Si el puntaje obtenido es menos que 6 puntos, realice la actividad 4. 63

3 Actividades de reforzamiento Actividad 1. Escribe la función de los siguientes organelos: núcleo, mitocondria, aparato de Golgi, retículo endoplásmico rugoso y liso. Actividad 2. Elabora un mapa conceptual, que incluya: célula, tejido, eritrocito, miocito, neurona, tejido nervioso, tejido conectivo y tejido muscular. Actividad 3. Las neuronas y las células musculares presentan la misma forma? Fundamenta tu respuesta. De qué manera la información hereditaria determina la forma y función de las células? Explica. Actividad 4. El espermiograma es un análisis que se realiza a los espermatozoides, con el fin de detectar algunas de las causas de infertilidad. En la tabla de datos se muestra el resultado de una de las características que se observan para diagnosticar esta patología. Grafica los datos usando el programa Excel o una hoja milimetrada. Para finalizar, investiga qué otras características se analizan en este examen y qué enfermedades están asociadas con la infertilidad masculina. Movimiento Individuo sano (%) Individuo infértil (%) Avance rápido Avance lento Con movimiento pero sin avance. Sin ningún tipo de movimiento Fuente: Archivo Editorial. Formación de los tipos celulares (páginas 102 y 103) Sugerencias metodológicas Es importante que comprendan que la formación de los tejidos y órganos que constituyen el cuerpo humano es producto de un proceso que se inicia a partir de una célula que experimenta sucesivas divisiones celulares. Mencione la importancia de la mitosis en este proceso, recuerde que ellos aún no la han estudiado, por lo que tendrá que describir esta etapa y relacionarla con lo anterior. Solicíteles que desarrollen la sección Reflexiona. Con el fin de aclarar aún más la función de las células madre y su potencialidad en la producción de cualquier tipo de tejido, se sugiere invitar a los(as) estudiantes a ver la animación de la página web: donde podrán obtener más información sobre las células madre de la piel, del embrión y la clonación terapéutica. Solicíteles que lean reflexivamente las páginas de su texto y, luego, que escriban en sus cuadernos tres acontecimientos que consideren importantes en la formación de los tipos celulares. Para finalizar, Santillana Bicentenario 64

4 UNIDAD 3 Especialización celular realice un plenario e invítelos a compartir sus opiniones con sus compañeros(as). Motívelos a que investiguen en o sobre el desarrollo embrionario hasta el parto, para que comprendan en qué mes se origina cada estructura que forma el cuerpo de un ser humano adulto. Es muy importante que aclare los conceptos: totipotencial, multipotencial y pluripotencial; para ello, pídales que lean la sección Dato y que señalen las principales diferencia entre ellos. Patrones de desarrollo embrionario (páginas 104 y 105) Sugerencias metodológicas Realice una presentación en PowerPoint que muestre imágenes de cada etapa del desarrollo, desde la fecundación hasta la formación de la gástrula. Puede buscar información en o Si lo considera pertinente, proyecte la animación que explica brevemente el desarrollo embrionario sugerida para las páginas anteriores. ( 6klpcnavid_1.Ges&g1). Para contextualizar e integrar aprendizajes previos, se sugiere que les recuerde a sus estudiantes las estructuras del aparato reproductor femenino y retome aspectos ya estudiados en años anteriores sobre sexualidad. Puede utilizar una imagen rotulada, como la que se propone a continuación: Útero Oviductos Ovarios Cérvix o cuello uterino Vagina Si lo estima necesario, proyecte la animación que se encuentra en la página web: cnice.mec.es/biosfera/profesor/animaciones/desarrollo_embrionario.gif o bien desarrollen en conjunto la actividad del sitio: des/actividad9_1.htm 65

5 Con anterioridad, pida a los(as) estudiantes que lleven a clases materiales de desecho e información sobre el tema y, luego, invítelos a realizar la actividad Investiga y representa, de la página 105 del texto. Ampliación de contenidos Segmentación. El embrión comienza a formar un organismo pluricelular mediante un proceso denominado segmentación o clivaje. Este consiste en una serie de divisiones mitóticas en las que el volumen citoplasmático del huevo se divide en numerosas células nucleadas y más pequeñas llamadas blastómeros. Los patrones de la segmentación varían según la especie, lo cual está determinado por la cantidad y la distribución del vitelo en el citoplasma, debido a que estas variables van a determinar dónde ocurrirá el clivaje y cuál será el tamaño relativo de los blastómeros. Cuando un hemisferio del huevo está relativamente libre de vitelo, las divisiones ocurren más rápido que en el hemisferio opuesto, que tiene más. El hemisferio rico en vitelo se denomina hemisferio vegetal y el hemisferio opuesto, que es pobre en esta sustancia, hemisferio animal. Fuente: Curtis, H.; Barnes, N. S. Biología. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana Solucionario Investiga y representa (página 105) La maqueta que elaboren sus estudiantes puede comprender desde la fecundación hasta la gastrulación. Es fundamental que utilicen un mismo color para representar las capas embrionarias en las diferentes etapas. Para evaluar este trabajo puede fijarse en los siguientes aspectos, a los que puede asignarles puntajes: - Las etapas del proceso están claramente representadas. - El tamaño de las estructuras representadas guarda las proporciones apropiadas. - Las estructuras representadas están claramente rotuladas. - Utilizan colores apropiados para representar las diferentes estructuras. - Trabajan con orden y limpieza. - Hacen buen uso del material de desecho. Formación de los órganos (páginas 106 a 109) Sugerencias metodológicas Solicíteles que focalicen su atención en la ilustración central de estas páginas. Coménteles que lo que observan es un embrión humano de un mes de gestación aproximadamente. Proyecte la imagen y pregúnteles: qué región dará origen a la cabeza?, cuál a las extremidades inferiores? Luego, relacione la imagen con la información que aparece a continuación: Santillana Bicentenario 66

6 UNIDAD 3 Especialización celular Estomodeo: es un pliegue del ectodermo ubicado en el intestino anterior, dará origen a la cavidad bucal. 2. Bolsa de Rathke: estructura que se forma de la invaginación de la capa ectodérmica, originará la zona intermedia de la adenohipófisis. 3. Infundíbulo: forma parte del lóbulo posterior de la adenohipófisis. Es una estructura constituida por prolongaciones de las células nerviosas que, a su vez, forman algunos de los núcleos del hipotálamo. Esta estructura está conectada directamente con el hipotálamo y desciende de este órgano por la hipófisis. 4. Tallo vitelino: estructura en forma de un angosto tubo, que tiene por función conectar el saco vitelino con el intestino medio. 5. Aorta dorsal: antes de la cuarta semana de desarrollo, las aortas dorsales permanecen separadas en la región de los arcos aórticos. En el transcurso de la cuarta semana se fusionan desde el cuarto segmento dorsal al cuarto segmento lumbar, constituyendo una sola aorta dorsal. 6. Notocorda: estructura formada de células mesodérmicas, presentes en todos los embriones de los cordados. La notocorda dará origen a la columna vertebral. 7. Alantoides: prolongación del tubo digestivo en desarrollo. Posee vasos sanguíneos que contribuyen a la formación del corazón. 8. Amnios: anexo embrionario que delimita la cavidad amniótica; su función es la secreción del líquido amniótico, protege al embrión de golpes y le permite moverse. 9. Proctodeo: invaginación de la capa ectodérmica en la zona anal del feto. Dará origen al conducto anal. 10. Tiroides: glándula endocrina ubicada sobre la tráquea. Su función es secretar las hormonas tiroideas: tiroxina y triyodotironina; encargadas de regular las reacciones metabólicas. 67

7 Pida a los(as) estudiantes que lean atenta e individualmente estas páginas y que subrayen o destaquen las palabras que no comprenden. Luego, las nombran para realizar un listado en la pizarra e ir definiéndolas. Posteriormente, pídales que vuelvan a leer las páginas y vayan relacionando los conceptos: proliferación, migración, determinación, diferenciación y muerte celular, que conocieron en las páginas anteriores. Finalmente, solicíteles que se reúnan en parejas para sintetizar la información en un ordenador gráfico, señalando los principales acontecimientos en la formación de cada órgano. Refuerce la idea de que las células progenitoras del páncreas darán origen a las células exocrinas, que formarán los acinos pancreáticos que se conectan a conductos secretores mayores y terminan desembocando en un conducto principal en el interior del duodeno. En cambio, las células endocrinas pancreáticas producirán y secretarán hormonas, como insulina y glucagón, al torrente sanguíneo. Es importante que cuando explique la formación de las extremidades, indique que al momento del nacimiento los huesos están, en gran medida, osificados, a excepción de la región proximal al extremo de los huesos largos que permanece en estado cartilaginoso (cartílago del crecimiento), el cual se osificará durante la adultez. Cuando aborde el tema de la formación del sistema circulatorio y de la sangre, mencione que a partir de las células madre hematopoyéticas derivan dos líneas celulares: células madre linfoides y células madre mieloides, de las que se originan todos los tipos celulares presentes en la sangre. Solicíteles que averigüen qué células derivan de cada línea celular. Cuando se refiera a la relación entre el material genético y la formación celular, puede profundizar en el tema, explicando que durante la diferenciación celular las células van activando distintos genes que le confieren la propiedad de diferenciarse. De esta forma, una célula hepática expresa un grupo particular de genes, distintos que una célula renal, lo que le da las propiedades estructurales y funcionales particulares a cada una de ellas. Se recomienda retomar el desarrollo embrionario desde la fecundación para hacer el nexo con la formación de los órganos, puede proyectar el video que se encuentra en la página web: y luego responder, en conjunto con sus estudiantes, las preguntas que se proponen. Para reforzar los conocimientos, pídales con anterioridad una cartulina, para que realicen la actividad Construye, de la página 109 del texto. Al finalizar, solicite a algunos(as) que expliquen a sus compañeros(as) la línea de tiempo que confeccionaron. Ampliación de contenidos Formación del ojo. Los ojos comienzan a desarrollarse durante la tercera semana de desarrollo embrionario. Primero se produce un levantamiento lateral a ambos lados de la pared del tubo neural en la región llamada diencéfalo, localizado a continuación del prosencéfalo. Este levantamiento del tejido se prolonga hasta alcanzar el ectodermo (la capa embrionaria más externa). Esta prolongación adquiere la forma de una copa llamada copa óptica. A su vez, parte del tejido ectodérmico entra en la copa óptica y luego se separa del resto del tejido ectodérmico, formando la vesícula del cristalino. Así, la copa óptica queda alojada en el interior de la vesícula del cristalino. Las células ectodérmicas del tubo neural que forman la copa comienzan a diferenciarse en células neuronales específicas llamadas conos y bastones. Estas neuronas o células fotosensoras se conectan mediantes sinapsis con el nervio óptico, el cual lleva las señales de los conos y bastones hasta los centros visuales del cerebro. Las células de la vesícula del cristalino proliferan y se diferencian. El proceso de diferenciación de las células del cristalino implica el alargamiento de estas células y la Santillana Bicentenario 68

8 UNIDAD 3 Especialización celular producción de proteínas estructurales, causando que estas células con forma de fibra se transparenten y conformen un lente celular llamado cristalino. La región del ectodermo sobre el cristalino está compuesta por una capa de células externas y una capa llamada estroma. Hacia el final del desarrollo embrionario, las células del estroma secretan una enzima llamada hialuronidasa que permite la deshidratación del estroma, alcanzándose así la transparencia total en esta zona dando origen a la córnea. Así, la luz atraviesa la cornea y el cristalino, llegando hasta la superficie de la retina donde estimula las células fotosensibles que llevarán esta información para la formación de las imágenes visuales en el cerebro. Fuente: Archivo Editorial. Solucionario Construye (página 109) La línea de tiempo debería incluir los siguientes acontecimientos: Tercera semana - Formación de la médula espinal y el cerebro. Están constituidas a partir del ectodermo, originándose de la proliferación y diferenciación de células madre totipotenciales que forman el neuroepitelio. - A partir del endodermo se forma un conducto correspondiente al intestino primitivo. - Formación de los vasos sanguíneos, a partir de las células hemangioblastos. Estas células formarán a otras, las endoteliales que originan los vasos sanguíneos y las hematopoyéticas que constituirán los tipos celulares del tejido sanguíneo. Cuarta semana - Comienza la formación de las extremidades, aumentando el número de células del mesodermo que dará origen a los brazos y a las piernas. Esta estructura es cubierta por la capa ectodérmica, de la cual se originarán músculos, huesos y médula espinal. - Se generan nuevos hemangioblastos formadores de células hematopoyéticas. - Formación de la epidermis, a partir del ectodermo - Se inicia la formación del sistema respiratorio. Quinta semana - Las células epiteliales proliferan formando los primordios bronquiales, los que posteriormente se ramificarán originando los bronquios. Sexta semana - Se forman los dedos de las manos y los pies, debido a la apoptosis que se produce en el tejido que los une. Octava semana - Comienza la proliferación del epitelio intestinal formando las vellosidades intestinales y las células que lo constituyen (enterocitos). - Se forman las células del hígado (hepatocitos). - Formación del páncreas. - Se generan nuevos hemangioblastos formadores de células hematopoyéticas. 69

9 Duodécima semana - Se distinguen tres capas de la epidermis, una basal, una medial y una superior. La capa basal presenta células madre que darán origen a los queratinocitos. Vigésima semana - Término de la formación del sistema digestivo. El epitelio está diferenciado pero no es funcional, sino hasta después del nacimiento. Vigésima cuarta semana - El mesodermo deja de producir células hematopoyéticas y sanguíneas, las cuales se formarán en la médula ósea. Vigésima sexta semana - Formación de los alvéolos pulmonares a partir de los bronquiolos. Las células que los forman se diferencian en células tipo I o neumocitos, que realizan el intercambio gaseoso, y en el tipo celular II. Su función es secretar sustancias que cubren la superficie interna de los alvéolos, facilitando la respiración. Material genético y formación celular (páginas 110 y 111) Sugerencias metodológicas Recuerde a los(as) estudiantes la importancia del material genético en la determinación de las características de los seres vivos. Puede mostrarles la imagen de una célula en la que se pueda ver el núcleo, de esta forma recordarán la ubicación del ADN. Si lo estima pertinente, exponga imágenes de la estructura del ADN. Para reforzar estos conceptos, léales la siguiente información: las acetabularias son algas unicelulares que alcanzan hasta 5 cm de alto. Tienen una base en la que se encuentra el núcleo y un largo tallo citoplasmático sobre el cual se sostiene una sombrilla. La especie Acetabularia mediterránea tiene una sombrilla continua; en cambio, la Acetabularia crenulata la tiene dentada. Si se seccionan dos de estas algas, a la altura de la sombrilla y de la base, y luego cada base se coloca en el tallo de la otra especie, se regenera en cada caso una sombrilla correspondiente a la original de la base. Luego, pregúnteles: respecto a la regulación de la información genética, cómo explicas esta situación? Solicíteles que desarrollen la actividad Sintetiza y analiza de la página 111 del texto. Puede agregar la pregunta: qué sucedería, teóricamente, al inyectar un núcleo de vaca en un ovocito de rana, o viceversa? Ampliación de contenidos Surco neural. Una de las características distintivas del Phylum chordata, al cual pertenecemos los seres humanos y todos los demás vertebrados, es la presencia de un cordón nervioso, dorsal y hueco. Este se desarrolla a partir de una hendidura denominada surco neural, en la superficie dorsal del embrión durante las primeras semanas de gestación. La formación del tubo neural en losvertebrados depende de los cambios en la configuración de células individuales, producidas por movimientos del citoesqueleto. Fuente: Archivo Editorial. Santillana Bicentenario 70

10 UNIDAD 3 Especialización celular Expresión diferencial de la información genética. La información genética está contenida en el ADN que se encuentra principalmente en el núcleo de la célula, aunque hay una pequeña parte de ADN en las mitocondrias y cloroplastos que no es el caso analizar ahora. A su vez, el ADN nuclear está dividido en miles de segmentos denominados genes. Los genes codifican todas las proteínas de nuestro organismo. Cada una de estas proteínas realiza una función particular en la célula. Por lo tanto, la base molecular de la diferenciación celular está en la expresión diferencial de genes, lo que permite que una célula diferenciada particular cumpla funciones específicas. De manera simplificada, en una célula neuronal se activan los genes que tienen la información para la síntesis de neurotransmisores que permitirán la transferencia de información entre neuronas. En una célula muscular, del corazón y de los músculos, se activaran los genes necesarios para formar los elementos celulares que permitan la contracción del corazón y de los músculos. A su vez, en algunas células del hueso, como en los osteoblastos, se activan los genes que permitirán la formación del tejido óseo alrededor de estas células. Por lo tanto, en una neurona no se activarán los genes para la formación de elementos contráctiles, como los que se forman en una célula muscular o los genes para formar hueso que solo se expresan en los osteoblastos. Así, la neurona expresa, de manera diferenciada (en relación con otros tipos celulares), los genes para la síntesis de neurotransmisores. Fuente: Archivo Editorial. Solucionario Sintetiza y analiza (página 111) 1. Un posible mapa conceptual podría ser el que se presenta a continuación: Células totipotenciales portan Genes ADN que tiene la información para formar el Cigoto a su vez este constituye los Tejidos Los cuales al unirse darán origen a los Órganos 71

11 a. Una posible pregunta de investigación podría ser: es posible que el material genético de una célula diferenciada pueda dar origen a un nuevo ser? b. Si se hubieran utilizado núcleos de células hepáticas, también se habrían originado renacuajos y terneros, debido a que el ADN de cada individuo, contiene la información genética para formar todos los tejidos y órganos que forman a los organismos de la especie correspondiente. Evaluación de proceso (páginas 112 y 113) Sugerencias metodológicas El objetivo de esta actividad es conocer los niveles de logro de los(as) estudiantes hasta esta parte de la unidad. Para aquellos estudiantes que no obtuvieron el puntaje máximo, el texto entrega actividades de reforzamiento propuestas en el texto. A los(as) estudiantes que han logrado los aprendizajes esperados solicíteles que desarrollen las actividades de profundización que se proponen a continuación. Actividad 1. Copia esta tabla en tu cuaderno y, luego, complétala escribiendo la función de las siguientes estructuras en el desarrollo embrionario. Estructura Función Células totipotenciales. Blastocistos. Gastrulación. Capas embrionarias. Santillana Bicentenario 72

12 UNIDAD 3 Especialización celular Actividad 2. Clasifica las siguientes estructuras de acuerdo a la capa embrionaria que les dio origen: laringe, dermis, glándulas mamarias, vejiga urinaria, órganos reproductores, glándulas suprarrenales, epitelio de la boca, oído medio, hígado, retina, hipófisis y sangre. Actividad 3. Elabora un ordenador gráfico que incluya los siguientes conceptos: cigoto, fecundación, blastómeros, mórula, blastocisto, gastrulación, endodermo, mesodermo, ectodermo, división celular, proliferación celular, migración celular, determinación celular, diferenciación celular, apoptosis. Puedes agregar otros conceptos si es necesario; recuerda utilizar los conectores apropiados. Tipos celulares (páginas 114 y 119) Sugerencias metodológicas Estas páginas tienen la finalidad de dar a conocer las características particulares de las células que forman cada tejido, especificando su morfología y organización subcelular, las que están íntimamente relacionadas con la función que cumplen en dicho tejido. Se recomienda enfatizar cómo se diferenciaron las células, retomando los conceptos revisados al inicio de la unidad. Recuerde el rol del ADN en la especialización celular y explique cómo influye en la determinación de cada tejido. Cuando explique las características de la neurona, indique que las vesículas que contienen los neurotransmisores son secretadas por el aparato de Golgi, y transportadas por proteínas motoras asociadas a los microtúbulos del citoesqueleto, desde el soma hasta el extremo distal del axón. Se sugiere que cuando trabajen en la sección Dato, explique que la glicemia corresponde a la concentración de glucosa en la sangre. Pida como tarea que investiguen cuáles son los niveles de glicemia que debe tener un individuo sano y los comparen con los de un diabético. Se recomienda que cuando explique el contenido sobre la organización subcelular de los glóbulos rojos, se refiera a un eritrocito de mamífero, debido a que la destrucción del núcleo es parte del proceso de diferenciación celular. Relacione esta modificación con los genes que deben expresarse para que se produzca este cambio. Mencione también que la pérdida de núcleo reduce la vida de los eritrocitos a solo 120 días. Para que los(as) estudiantes observen las diferencias morfológicas de las células que forman los tejidos de nuestro cuerpo, puede realizar una presentación en PowerPoint, o bien mostrar láminas de diversas células. Pídales que observen la organización subcelular en las imágenes de su texto y que las relacionen con la imagen del PowerPoint. Solicíteles que describan la forma y la organización espacial de los organelos. Enfatice en el hecho de que este predetermina la función de las células; por ejemplo, las células secretoras presentan el aparato de Golgi más desarrollado. Con el fin de aplicar los contenidos del tema, se recomienda realizar la siguiente actividad: proyecte una presentación en PowerPoint que incluya imágenes de tejidos vivos e indique que identifiquen cada tipo celular, su función y a qué tejido pertenecen. Puede buscar información en la siguiente dirección web: logiaweb/indicegeneral.html Para concluir el tema, presente el siguiente cuadro que resume el origen y la función de los distintos tipos celulares: 73

13 Capa embrionaria Células de origen Sistema corporal Órgano o tejido Tipo celular especializado Función Ectodermo. Del tubo neural. Nervioso central. Nervioso periférico. Cerebro Médula espinal. Neuronas. Neuronas. Del tubo neural. Ocular. Retina. Fotorreceptoras, conos y bastones. Ectodérminas. Ocular. Cristalino. Del cristalino (alargadas). Córnea. Del estroma. Transmisión de información eléctrica y química. Transmisión de información fotoeléctrica. Transmisión de luz y formación de la imagen. Tegumentario. Piel. Queratinocitos. Barrera de protección. Mesodermo. Mesodérmicas. Circulatorio. Corazón. Cardiomiocito o del músculo estriado. Contracción del miocardio. Vasos sanguíneos. Endoteliales. Formación de vasos. Endodermo. Miógenas del miotoma. Del intestino primitivo. Sangre. De las líneas mieloides: eritrocitos. Inmune. Sangre. De las líneas linfoides: macrófagos. Locomotor. Huesos de las extremidades. Músculos de las extremidades. Condriocitos Osteoblastos. Mioblastos y satélites. Transporte de O 2 y CO 2. Fagocitosis de microbios. Forma el cartílago de crecimiento (osificación). Contracción muscular. Digestivo. Estómago. Parietales. Productoras de HCl. Intestino. Enterocitos. Absorción de nutrientes.. Hígado. Hepatocitos. Síntesis y almacenamiento de glicógeno. Vesícula biliar. Hepatocitos. Síntesis y secreción de bilis. Del intestino primitivo. Páncreas. Pancráticas exocrinas. Respiratorio. Pulmones. Neumocitos, alveolar tipo II. Secreción de amilasa y carboxipeptidasa. Intercambio gaseoso Secreción de surfactante. Por último, invítelos a desarrollar la actividad Compara, de la página 119 del texto. Santillana Bicentenario 74

14 UNIDAD 3 Especialización celular Tipo celular Solucionario Compara (página 119) 1. Tejido del que forma parte Morfología Neuronas. Nervioso. Alargada con ramificaciones. Organización subcelular Aparato del Golgi orientado hacia el axón. Función Conducir el impulso nervioso. Exocrinas del páncreas. Pancreático. Trapezoidal. Tienen un RER y un aparato de Golgi desarrollado. Su núcleo está orientado hacia su región basal, mientras que el aparato de Golgi y los microtúbulos se orientan hacia la zona apical. Especializadas en la secreción de sustancias, específicamente producen y secretan dos tipos de enzimas que son vertidas al intestino delgado. Osteoblastos. Óseo. Ovoidal. El núcleo se encuentra desplazado hacia la periferia y el aparato de Golgi está orientado hacia la zona de secreción. Presentan un RER muy desarrollado. Secretan osteocalcina, proteína que permite la mineralización de la matriz extracelular que rodea al osteoblasto (osificación). Miocitos. Muscular. Alargadas y están fusionadas unas con otras. Son células multinucleadas, cuyos núcleos están desplazados hacia la periferia y su citoplasma presenta estrías claras y oscuras (miofibrillas). El REL (sarcoplasma) se ha especializado en almacenar calcio y regular su concentración en el citoplasma, en este caso. Especializada en la contracción muscular. Enterocitos. Intestinal. Rectangular. Es polarizada, distinguiendo una zona apical orientada hacia el lumen y una basal, donde se encuentran los vasos sanguíneos. Absorción de nutrientes. Queratinocitos. Piel. Aplanada y alargadas. Pierden el núcleo y los organelos para acumular queratina. Producen queratina, otorgándole elasticidad y protección a la piel. 2. a. En células que cumplen funciones similares existen similitudes en la organización subcelular; por ejemplo, las células secretoras presentan el aparato de Golgi más desarrollado. b. La principal diferencia observada en los tipos celulares presentados en la tabla es su forma, pues constituyen diferentes tejidos. 75

15 c. Las características morfológicas y la organización subcelular están íntimamente relacionadas con la función que cada tipo celular cumple en el tejido del cual forma parte; de acuerdo con la función que llevará a cabo modifica su forma, además de la organización y desarrollo de sus organelos. d. La morfología y organización subcelular son fundamentales para que cada tipo celular lleve a cabo su función. Por ejemplo, las neuronas tienen por función conducir el impulso nervioso; por lo tanto, presentan ramificaciones que les permiten comunicarse con las células vecinas. Como deben secretar los neurotransmisores, su aparato del Golgi se encuentra orientado hacia el axón. Renovación y reparación de tejidos (páginas 120 y 121) Sugerencias metodológicas Es importante que aclare a los(as) estudiantes el concepto de regeneración de tejidos, recalcando que no todos ellos tienen esta capacidad. Aquellos tejidos que se regeneran mantienen un equilibrio entre las células que se pierden y las que se renuevan. Señale que en el caso del tejido óseo, se regenera entre un 5 y un 10% de masa ósea por año. Invítelos a reflexionar acerca de la importancia del consumo de leche y vitamina D para mantener los huesos sanos. Para complementar este tema, puede pedirles que investiguen qué ocurre con la regeneración de las células que forman el tejido nervioso. Asimismo, motívelos a buscar información sobre los tratamientos que se están practicando para regenerar la piel de los niños y niñas que sufren quemaduras graves. Solicíteles que presenten a sus compañeros(as) los resultados de su investigación. Invite a los(as) estudiantes a desarrollar la Actividad práctica N 3, para que apliquen los conceptos de la unidad. Ampliación de contenidos Aplicación de células madre en la regeneración del miocardio insuficiente. El miocardio insuficiente es una afección anatómica que impide al músculo cardíaco bombear sangre al resto del cuerpo. En los últimos años, la experimentación con células madre ha contribuido a la curación de múltiples enfermedades humanas, como la diabetes, enfermedad de Parkinson, infarto de miocardio, entre otras. En el campo de la cardiología, estas técnicas se han integrado en la subespecialidad de bioasistencia cardíaca, la cual consiste en el trasplante de células progenitoras indiferenciadas al miocardio que se encuentra afectado. Con el propósito de regenerar las células cardíacas y evitar el trasplante de corazón. Una de las formas de clasificar las células madre (stem cells), según su potencial de diferenciación, es: - Células madre totipotenciales: son capaces de producir tejido embrionario y extra embrionario y, en consecuencia, un órgano completo (a partir de un blastocisto y sus células). - Células madre pluripotenciales: tienen la capacidad de diferenciarse en tejidos procedentes de cualquiera de las tres capas embrionarias. - Células madre multipotenciales: son capaces de diferenciarse en distintos tipos celulares, procedentes de la misma capa embrionaria. Entre estas podemos diferenciar: células madre embrionarias obtenidas al someter al embrión, en la etapa de blastocisto, a una solución química para disgregarlo y separar las células que lo forman. Estas células son indiferenciadas, Santillana Bicentenario 76

16 UNIDAD 3 Especialización celular es decir, no se han especializado en funciones particulares, pero estas mismas darán origen a otras especializadas en tareas concretas, como lo son las células musculares, glóbulos rojos o neuronas, entre otras. Las células madre adultas se obtienen mediante la biopsia del órgano que contiene este tipo celular. En este caso, como es evidente, no se pone en peligro la vida ni la salud del sujeto que las aporta. Se encuentran en la médula ósea, la piel, el cordón umbilical, la placenta y órganos fetales. La técnica utilizada en la regeneración del miocardio se denomina cardiomioplastía celular. Consiste en el implante de células en el miocardio con el fin de inducir el crecimiento de nuevas fibras musculares. Este tratamiento con células vivas puede contribuir a mejorar tanto la función ventricular sistólica (contracción del miocardio) como diastólica (relajación del miocardio). El miocardio adulto es incapaz de reparar en forma efectiva la zona necrosada después de un infarto, debido a la escasez de células progenitoras. Por esta razón se han diseñado estrategias de trasplante celular para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca, con el fin de remplazar las células destruidas por otras que puedan realizar el trabajo cardíaco. Fuente: Barslund y otros. Aplicación de stem cells en la regeneración del tejido del miocardio insuficiente. Revista de Posgrado de la VIa Cátedra de Medicina, Nº 164, diciembre Solucionario Actividad práctica Nº 3 Las respuestas de sus estudiantes podrían considerar las siguientes ideas: 1. Existen tres fuentes de células madre: las embrionarias, las adultas y las provenientes del cordón umbilical. Para evitar dilemas éticos, sería adecuado obtenerlas partir de la médula ósea, de la sangre, o bien del cordón umbilical. Pueden utilizarse muestras de sangre, lo que no genera molestias para el dador. Luego, se debe confeccionar un molde que recree la morfología de las células que se quieren obtener y, finalmente, colocar las células madre sobre este molde con algunas sustancias que permitan su nutrición. 2. Para los enfermos con cardiopatías congénitas, este estudio ofrece la ventaja de que algún día podría ser factible replicar válvulas cardiacas a partir de células madre, evitando así el uso de válvulas artificiales o procedentes de otros organismos. 3. Es posible que se pueda replicar este procedimiento, pues estas células son totipotenciales. Por tanto, si se les induce para que se especialicen, pueden formar cualquier tipo celular, como hepático, epitelial, epidérmico, entre otras. 4. La limitación de esta investigación radica en que aún no se ha verificado si el tejido formado a partir de las células madre cumple su función en un organismo vivo. Una posibilidad es probar en una persona que sufra esta patología, lo que puede resultar arriesgado para su vida si no funciona. 5. Antes de que comiencen a elaborar su informe, descríbales las secciones que debe incluir. Estas se indican en la unidad 1. 77

17 Por una nueva actitud (páginas 122 a 125) Cuidado con los huesos La finalidad de esta sección es que los alumnos(as) tomen conciencia de la importancia que tiene la ingesta de alimentaos lácteos y aquellos ricos en vitamina D para el sistema locomotor. Pídales que lean en forma individual y, luego, que respondan las preguntas propuestas. Puede profundizar este tema solicitando que indaguen y presenten información acerca de la osteoporosis y raquitismo. Se recomienda que motive a los jóvenes para que se comprometan a llevar a cabo la acción que se sugiere en el texto. Mirada al Bicentenario (página 126) Terapias de remplazo celular En esta sección se dan a conocer algunos proyectos de investigación que están relacionados con los contenidos de la unidad, y que se están realizando en nuestro país. Es recomendable que analice la lectura junto con los(as) estudiantes, puede guiarlos haciéndoles preguntas, tales como: qué importancia tiene para la salud de las personas la terapia de remplazo celular?, cuál es tu opinión respecto a la terapia con células madre?, qué importancia tiene el hecho de que estos estudios se realicen en nuestro país? Solicite a los(as) estudiantes que subrayen las palabras que no conocen y describan la idea principal de la lectura. Luego, en un plenario, defina estos conceptos. Lectura científica (página 127) Regeneración de tejidos Con esta sección se espera que los alumnos(as) refuercen la comprensión lectora. Para esto, antes de leer, pregúnteles: de qué creen que se trata el texto?, qué saben de la regeneración de tejidos? Luego, pídales que lean el texto, subrayen las palabras que no conocen y que las busquen en el diccionario. Posteriormente, pídales que creen un nuevo título para el texto. Para finalizar, responden las preguntas de la actividad Comprendo lo que leo. Realice un plenario para corregir y/o complementar las respuestas. Síntesis (páginas 128 y 129) El objetivo de esta sección es que los(as) estudiantes identifiquen y recuerden las ideas principales de la unidad, y en qué páginas aparecen. Sugiérales que lean esta sección y repasen los conceptos estudiados. Pídales que elaboren un ordenador gráfico que les permita relacionar los contenidos. Santillana Bicentenario 78

18 UNIDAD 3 Especialización celular Evaluación final (páginas 130 a 133) Sugerencias metodológicas El propósito de esta sección es evaluar los aprendizajes propuestos al inicio de la unidad. Los(as) estudiantes deben responder de manera individual las actividades, sin utilizar sus cuadernos ni su texto. Posteriormente, indíqueles que revisen sus respuestas comparándolas con las señaladas en el Solucionario. Así podrán evidenciar sus niveles de logro. Para finalizar, es importante que revise las respuestas en un plenario. Preparando la PSU (páginas 134 y 135) La finalidad de esta sección es que los alumnos(as) puedan prepararse para la Prueba de Selección Universitaria. Indíqueles que respondan las preguntas en forma individual y luego revisen sus respuestas en el Solucionario que aparece al final del texto. Pregunta Contenido Habilidad Clave Origen de las células en el desarrollo embrionario. Origen de las células en el desarrollo embrionario. Origen de las células en el desarrollo embrionario. Origen de las células en el desarrollo embrionario. Reconocimiento Reconocimiento Comprensión Reconocimiento 5 Formación de órganos. Comprensión E 6 Rol del ADN en la formación de los órganos. Comprensión A 7 Tipos celulares. Aplicación C 8 Tipos celulares. Reconocimiento E 9 Tipos celulares. Reconocimiento B 10 Renovación celular. Reconocimiento D D B C E 79

19 Ficha de trabajo Nº 1 Reforzamiento Unidad 3 NOMBRE: CURSO: FECHA: Aprendizajes esperados: Conocer las estructuras que se originan de las capas embrionarias. Comprender los cambios que ocurren durante el proceso de diferenciación celular que dan origen a la formación de los tejidos y órganos del cuerpo. Unidad 3 1. Relaciona cada capa embrionaria con la estructura a la que da origen: Corazón. Endodermo. Mesodermo. Ectodermo. Pulmones. Pelos. Hígado. Sangre. Columna vertebral. 2. Completa las siguientes oraciones seleccionando el concepto que corresponda. a. El sistema respiratorio se origina a partir del (divertículo respiratorio/primordio respiratorio). b. Las células alveolares tipo I tienen por función (secretar sustancias/intercambiar gases). c. El tubo neural da origen (a la médula espinal/al cerebro). d. Un conjunto de células llamado (miocitos/esclerotoma), da origen a las costillas, las vértebras y los discos vertebrales. 3. Responde en tu cuaderno las preguntas que se plantean a continuación. a. Qué consecuencias tendría para una neurona si se le extrae su aparato de Golgi? b. Es posible relacionar la información genética que portan las células con su capacidad de regeneración? c. Qué diferencias existen entre pluripotencialidad, multipotencialidad y totipotencialidad? Santillana Bicentenario 80

20 Ficha de trabajo Nº 2 Profundización Unidad 3 NOMBRE: CURSO: FECHA: Aprendizajes esperados: Apreciar el aporte de la ciencia a la medicina. Determinar la importancia del estudio biotecnológico de las células madre para mejorar los tratamientos médicos. 1. En tu cuaderno, responde las preguntas que se plantean a continuación. a. Qué son las células madre? Lee el siguiente párrafo y elabora una definición: Son células que tienen la capacidad de autorreplicarse a través de sucesivas divisiones celulares a lo largo de toda la vida del individuo, por lo que mantienen cierto grado de inmortalidad. Además, tienen la capacidad de diferenciarse para dar origen, según las circunstancias a las que se enfrenten y las señales químicas que reciban, a células especializadas, como son los glóbulos rojos, los glóbulos blancos, las plaquetas, las neuronas, las células del sistema inmunitario, del corazón, del hígado, del páncreas, de la piel, entre otras. Unidad 3 Fuente: b. Cómo es posible que las células madre puedan transformarse en diferentes tejidos o reparar los que se encuentran dañados? Explica. c. En qué parte de nuestro cuerpo podríamos encontrar células madre? 2. Reúnanse en parejas y visiten la siguiente página web: Lean atentamente cada uno de los temas que propone la página y luego contesten las preguntas que se presentan a continuación. a. Elaboren un cuadro comparativo respecto de las fuentes de células madre, siguiendo los siguientes criterios: estructura de la que se obtienen, qué ocurre con el donante, cómo se extraen. b. Por qué es importante preservar la sangre que queda en el cordón umbilical y la placenta luego de que se produzca el parto? c. Por qué la extracción de células madre desde el cordón umbilical es más ventajosa? d. Cuál es el futuro de las células madre en el tratamiento de otras enfermedades? Mencionen cinco ejemplos. e. Finalmente, seleccionen una de las siguientes actividades y desarróllenla en una hoja cuadriculada y entréguensela al profesor(a) al final de la clase. Redacten una carta formal a las autoridades de Salud, en la que soliciten que se destinen recursos del Estado para la investigación y diversificación de la criogenización de células madre con el propósito de mejorar la salud de los chilenos. Señala razones para NO recomendar a una familia la conservación de las células madre de su hijo(a). 81

21 Prueba de la Unidad NOMBRE: CURSO: FECHA: 1. Observa las siguientes imágenes y, luego, completa la tabla. (8 puntos) Eritrocito Célula exocrina del páncreas Unidad 3 Características Morfología. Estructuras subcelulares. Tejido del que forma parte. Función. 2. Responde verdadero (V) o falso (F). Justifica tus respuestas falsas. (10 puntos) 1. Durante la proliferación celular las células se desplazan al tejido que son requeridas. 2. Las células madre son capaces de proliferar, diferenciarse y especializarse. 3. La proliferación puede verse afectada por factores ambientales o genéticos. 4. La apoptosis es un proceso artificial que produce la necrosis celular. 5. La mitosis permite la formación de los blastómeros. 6. Cuando los blastómeros aumentan y proliferan, durante la primera semana del desarrollo embrionario, originan la mórula. 7. Las neuronas poseen un aparato de Golgi más desarrollado. 8. El miotoma es una célula precursora de los huesos. 9. Durante la primera semana, a partir de los queratinocitos comienza la formación de células y vasos sanguíneos. 10. La osteocalcina es secretada por los osteoblastos para llevar a cabo la mineralización ósea. Santillana Bicentenario 82

22 3. Ordena las imágenes del desarrollo embrionario, escribiendo en el recuadro el número que corresponda. (6 puntos) Unidad 3 4. Relaciona los conceptos de la columna A con las definiciones de la columna B. (5 puntos) a. Neuroepitelio. Células que forman el tejido cardíaco. b. Miógenas. Agrupación de células que derivan del mesenquima. c. Condriocitos. Células que se diferencian en mioblastos. d. Somitas. Grupo de células que forman el tubo neural. e. Cardiomicocitos. Células que dan origen al cartílago. 83

23 Solucionario 1. Características Eritrocito Célula exocrina del páncreas Morfología. Ovalada. (1 punto) Rectangular. (1 punto) Estructuras subcelulares. No poseen núcleo. (1 punto) Tienen un aparato de Golgi, RER muy desarrollado y núcleo orientado hacia la región basal. (1 punto) Unidad 3 Tejido del que forma parte. Función. Sangre. (1 punto) Permite el transporte de gases (dióxido de carbono y oxígeno). (1 punto) Pancreático. (1 punto) Secreción de enzimas (amilasa y carboxipeptidasa) al intestino delgado. (1 punto) F, el desplazamiento celular se lleva a cabo durante la migración celular. 2. V. 3. V. 4. F, es un proceso natural que permite el desarrollo embrionario. 5. V. 6. V. 7. V. 8. F, las células precursoras de los huesos son los condriocitos. 9. F, durante la tercera semana y a partir de las células hemangioblastos. 10. V a. Neuroepitelio: grupo de células que forman el tubo neural. b. Miógenas: células que se diferencian en mioblastos. c. Condriocitos: células que dan origen al cartílago. d. Somitas: agrupación de células que derivan del mesenquima. e. Cardiomiocitos: células que forman el tejido cardíaco. Santillana Bicentenario 84

24 Bibliografía De Robertis, E. y De Robertis, E. (1994). Biología celular y molecular. Argentina: Editorial El Ateneo. 11ª edición. Guyton, A. y Hall. (2006). Tratado de fisiología médica. España: Editorial Elsevier. 11ª edición. Lodisch, H., y otros. (2003). Biología celular y molecular. Madrid: Editorial Médica Panamericana S. A. 4ª edición. Macarulla, J. M., Goñi, F. M. (2000). Bioquímica humana. Curso básico. Barcelona: Reverté. Langman, I. (1996). Embriología Médica. Buenos Aires: Editorial Interamericana. 7a edición. Sitios webs Clonación y células madre. Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina. Embriología General. Unidad 3 Universidad de Granada. Departamento de Microbiología e Instituto de Biotecnología. Profesor Enrique Iáñez Pareja Banco de Vida. 85