DISEÑO CURRICULAR DE LA ASIGNATURA BIOLOGÍA CELULAR Profesor: Dr. Primitivo Sánchez KATHERINE ACOSTA GARCÍA

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1 DISEÑO CURRICULAR DE LA ASIGNATURA BIOLOGÍA CELULAR Profesor: Dr. Primitivo Sánchez KATHERINE ACOSTA GARCÍA Curso: Diseño curricular de la asignatura Septiembre. 2015

2 Índice Páginas 1. Introducción 3 2. Fundamentación teórica Fuente epistemológica 2.2. Fuente psicológica 2.3. Fuente sociológica 2.4. Fuente pedagógica 3. Descripción del entorno Entorno universitario 3.2. Entorno extrauniversitario 3.3. Normativa legal 4. Intenciones educativas Objetivos 4.2. Principios de procedimiento 5. Contenidos Epítome de la asignatura 6. Metodología Actividades Presentación 7.2. Detección de ideas previas inicial 7.3. Motivación inicial 7.4. Actividades de desarrollo 8. Evaluación Bibliografía y recursos 21 2

3 1. INTRODUCCIÓN La asignatura Biología Celular se enfoca principalmente en el estudio de la célula, sus estructuras químicas, sus componentes subcelulares, las interrelaciones entre las mismas, y en la capacidad de éstas de generar un sistema que pueda auto preservarse, crecer, responder a estímulos y reproducirse (esto significa, un sistema autopoyético). Afianzar el conocimiento acerca del comportamiento celular es de suma importancia en ámbitos actuales, como lo son la biotecnología, la microbiología, para analizar patologías, enfermedades etc. Por tanto, debe incluirse como una de las primeras y principales asignaturas en la malla curricular de todas aquellas carreras relacionadas. Siguiendo con lo anterior, la Biología es la ciencia que estudia lo vivo y por ende, es indispensable ahondar en el tema de la célula, ya que como lo afirma la teoría celular, los seres vivos están constituidos por células. La célula es la unidad morfológica, fisiológica y de origen de todo ser vivo. Por tanto, es necesario que los futuros profesores de Biología y Ciencias Naturales construyan aprendizajes sólidos en biología celular, ya que como se menciona, sin conocer la célula no es posible estudiar lo vivo desde su principal constituyente. El carácter de esta materia es introductorio, de modalidad teórico-práctica, con el objetivo de permitir la construcción de conocimientos básicos y destrezas que serán importantes y necesarios para cualquier estudiante que desee introducirse en el ámbito de lo vivo. 2. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 2.1. Fuente epistemológica: Para esta asignatura es fundamental considerar la ciencia como un proceso en construcción e inacabable, con implicaciones históricas, económicas y políticas, cuyos productos y postulados tienen la posibilidad de ser falsables y demostrables siguiendo con rigor el método científico. Esta concepción de la ciencia como producto, la representa y la expone muy bien, Mario Bunge en su librito La Ciencia, Método y Filosofía, entre otros, donde conceptúa la ciencia como un conjunto de conocimientos sistematizados, organizados lógica y jerárquicamente, verificados y confirmados. 3

4 Paralelamente a ello, en la Biología hay cuatro paradigmas preponderantes que han de ser tenidos en cuenta para el curso de la asignatura: -La teoría celular, que afirma que: Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células. Este paradigma es el preponderante y pertinente en la asignatura Biología Celular, ya que enmarca sus postulados específicamente en la célula. -La teoría de la evolución, que postuló Charles Darwin, que sostiene que los tipos biológicos o especies no tienen una existencia fija ni estática sino que se encuentran en cambio constante. -La teoría de la homeostasis, introducida por Claude Bernard, quien subrayó que la estabilidad del medio interno es una condición de vida libre. Para que un organismo pueda sobrevivir debe ser, en parte, independiente de su medio. En otras palabras, la homeostasis es el proceso por el cual un organismo mantiene condiciones internas para la vida. -La teoría de la herencia genética por Gregor Mendel: Primera ley o principio de la uniformidad- Segunda ley o principio de la segregación-tercera ley o principio de la combinación independiente Fuente psicológica: Los que estamos implicados en el proceso educativo, nos preguntamos constantemente, si realmente nuestros educandos están aprendiendo. Algo sobre todo muy común también en los maestros de Biología, una ciencia muy nueva y por tanto deseosa de estudio. Conocer lo vivo es un proceso muy complejo y con numerosos espacios vacíos, sin embargo, aprenderlo es una carrera que carga una gran ventaja tanto para aprendices como para maestros. Bajo un enfoque constructivista autores como Díaz y Hernández, (1997) conciben el aprendizaje como un proceso de elaboración del conocimiento en el cual el aprendiz selecciona, organiza y trasforma la información que recibe de muy diversas fuentes, estableciendo relaciones entre dicha información y sus conocimientos previos, por lo que, al aprender un contenido, el alumno le atribuye significado, construye una interpretación mental a través de imágenes o proposiciones verbales o bien elabora 4

5 una especie de teoría o modelo experimental como marco explicativo de dicho conocimiento Fuente sociológica: La función de la universidad consiste tanto en crear los conocimientos como propagarlos y como bases fundamentales de su acción, debe enseñar el respeto a la verdad, desarrollar la aptitud de buscarla con acierto e inculcar la noción de que es un deber el servicio social. La investigación es la función primera de la Universidad, ya que primero debe crearse incesantemente los conocimientos que luego han de enseñarse, en otras palabras, consiste en formar un ambiente intelectual superior, crear y propagar los conocimientos, desarrollar las inteligencias y formar hombres dirigentes por su capacidad y acción benéfica. La Universidad no sólo tiene por objeto el estudio de la ciencia abstracta o aplicada, sino también, la formación del carácter de los hombres por sus aptitudes y capacidad. La educación científica fundamental, en un ambiente moral sano, desarrolla las cualidades más nobles, como ser el respeto de la verdad, la noción del deber y el espíritu de altruismo y amor al prójimo. La ciencia afecta y es afectada por el estado social y el sistema político de un país, por ende, esta debe preocuparse por los problemas sociales y las necesidades de nuestra nación en lo que respecta a legislación, sanidad, industria técnica y comercio. Finalmente, la enseñanza universitaria debe contemplar todas las necesidades científicas, prácticas y sociales del país Fuente pedagógica: Esta asignatura se concentrará, por su mismo carácter experimental, necesidad de laboratorios y por su misma forma de estudio, en la racionalidad curricular práctica, ya que para este tipo de racionalidad en el currículo impera el interés práctico, se resalta la acción o la práctica y no algún producto. El enfoque práctico, intenta superar la racionalidad tecnológica, reconociendo la acción educativa como práctica social y al docente como sujeto, no como objeto o "agente". 5

6 El aprendizaje es entendido como un proceso de construcción de significados de conocimientos y acciones, por tanto, la tarea del profesor deja de ser la de enseñar a los alumnos algo que él sabe, para convertirse en la de ponerlos en contacto y capacitarlos para que se introduzcan en una comunidad de conocimientos, por tanto, el contenido debe justificarse en términos de criterios morales relativos al «bien» que promueve. La misión asignada a la educación es la de favorecer la aprehensión de significados de las interacciones que contribuyan al proceso de elaboración de juicios acerca de cómo actuar en los diferentes círculos sociales, para ello, se deben promover espacios de interacción, con el fin de comprender y dar sentido al medio social y natural a partir de conocimientos histórico-hermenéuticos. 3. DESCRIPCIÓN DEL ENTORNO: 3.1. Entorno universitario: La carrera en la que está inmersa esta asignatura es pedagogía en Biología y Ciencias Naturales, la cual, consta de 10 semestres académicos y su modalidad es de régimen diurno. El profesor de Biología y Ciencias Naturales, egresado de la universidad de Tarapacá, posee conocimientos actualizados en Biología, Ecología, Medio Ambiente, Física y Química, lo cual lo capacitan para ejercer la función docente en forma efectiva, aplicando sus conocimientos en forma creativa y con un criterio científico reflexivo con el fin de lograr mayores capacidades para aprender a comunicarse y adaptarse al cambio, incorporando los avances tecnológicos e informáticos. El profesor (a) de pedagogía en biología y ciencias naturales, es un profesional capaz de mostrar capacidad de adaptarse a los cambios y actúa en su trabajo en concordancia con principios éticos Entorno extrauniversitario: La Universidad de Tarapacá es una institución del Estado de Chile, de carácter público y regional. Por su ubicación geopolítica, la región de Arica y Parinacota, extiende su quehacer más allá de las fronteras. Es una Universidad comprometida con su rol social y con el desarrollo de la región y el país donde se inserta. El modelo educativo de la Universidad de Tarapacá tiene por propósito orientar el ser y el quehacer académico conducente a la formación científica, profesional y deontológica de los estudiantes. En consecuencia, otorga las herramientas necesarias para el 6

7 éxito en el desarrollo del perfil del estudiante, desde su ingreso hasta su egreso como profesional titulado en la Universidad de Tarapacá. Este proceso formativo debe considerar el actual contexto sociocultural, que configura un ser humano con características, necesidades y expectativas. Los estudiantes que eligen formarse en la Universidad de Tarapacá provienen, principalmente, de colegios municipalizados y particulares subvencionados de la Región de Arica y Parinacota, en proporciones relativamente equivalentes. En menor proporción acceden a esta Universidad estudiantes provenientes de la Región de Tarapacá y de otras regiones del país, asimismo, se cuenta entre la población estudiantil, un número importante de estudiantes extranjeros, procedentes en su mayoría de Perú y Bolivia. Comparativamente, los estudiantes matriculados en esta Institución se han caracterizado por un desarrollo normal en el sistema de educación media regular, alcanzando promedios de notas de enseñanza media y puntajes promedio en la Prueba de Selección Universitaria (PSU) equivalentes a la media nacional. El desempeño que han tenido los estudiantes en comparación con su grupo de referencia es meritorio. Un alto porcentaje de los estudiantes de pregrado son parte de la primera generación de su familia que accede a la educación superior universitaria, evidenciando adecuada motivación de logro y actitudes favorables hacia la superación personal. En su mayoría provienen de familias de nivel sociocultural bajo, con ingresos económicos escasos. A este respecto, si se considera la distribución en quintiles como medida, más del 70% de los estudiantes de esta casa de estudios pertenecen a los tres primeros quintiles. Es preciso también señalar con orgullo que la Universidad de Tarapacá posee sobre un 20% de estudiantes de ascendencia indígena, el mayor porcentaje entre las universidades Chilenas. De ellos, la mayoría se identifica como Aymara y un número no menor proviene de otras etnias. Esta situación, sin duda, implica una responsabilidad ética y pedagógica importante que la Universidad desea y necesita enfrentar adecuadamente. La mayoría de ellos forma parte de la primera generación de su familia que accede a estudios universitarios. Su desempeño en la enseñanza media y en la prueba de selección para el ingreso a la universidad es meritorio en comparación con su grupo de referencia. Existe entre ellos gran diversidad étnica y cultural. Poseen cierto manejo de TIC s de uso masivo y de redes sociales. El Modelo Educativo de la Universidad 7

8 de Tarapacá tiene como propósito fundamental la formación integral de los estudiantes, considerando su desarrollo no sólo en la disciplina, sino también como personas y ciudadanos Normativa legal aplicable: La Ley General de Educación (Ley o LGE) representa el marco para una nueva institucionalidad de la educación en Chile. Deroga la Ley Orgánica Constitucional de Enseñanza (LOCE) en lo referente a la educación general básica y media (mantiene la normativa respecto a la educación superior). Establece principios y obligaciones, y promueve cambios en la manera en que los estudiantes del país serán educados. Sin duda, el sistema de gobierno corporativo se ve afectado en eficiencia y eficacia por los costos de oportunidad, generados por las imposiciones legales que implican comprar vía Sistema Chile-compras y el control de la Contraloría General de la República. No obstante, se asume institucionalmente que en el largo plazo, estas obligaciones legales garantizan un uso transparente de los recursos y facilitan la rendición de cuenta. La Universidad de Tarapacá es una institución pública, integrante del Consejo de Rectores, por lo cual se encuentra sometida, al igual que otras instituciones del ámbito público, al marco legal y la regulación que impone el ordenamiento jurídico vigente. En este contexto, las Universidades dependientes del Consejo de Rectores están reguladas en variados aspectos, dentro de los cuales destaca el proceso de adquisición de bienes y contratación de servicios, normado por la Ley de Compras Públicas N y su reglamento, estableciendo parámetros y procedimientos. Ajustándose a la citada Ley, la Universidad utiliza la plataforma de mercado público. Finalmente es importante mencionar que se incluyen varias de las recomendaciones del Consejo Asesor Presidencial para la Calidad de la Educación, tales como la creación de una superintendencia de Educación y de una Agencia de Calidad de la educación que potencia el sistema escolar. Este proyecto fue aprobado en 2011 y se transformó en la Ley N

9 4. INTENCIONES EDUCATIVAS 4.1 Objetivos: Formar profesionales más competentes para: - Explicar los fundamentos biológicos del funcionamiento de la célula desde un punto de vista sistémico aplicando la terminología empleada en biología celular. - Identificar y describir las estructuras y los procesos celulares y subcelulares relacionándolos con los procesos químicos que participan de los mismos y que permiten la generación, el mantenimiento y la perpetuación de la vida. 4.2 Principios de procedimiento: - Fomentar la experiencia práctica en el laboratorio. -Estimular la participación en debates y discusiones que permitan una visión crítica de lo estudiado en la asignatura. - incentivar el proceso de indagación y la curiosidad por conocer temáticas anexas a las tratadas en clase. 5. LISTADO DE CONTENIDOS (A) Actitudinales (P) Procedimentales (C) Conceptuales TEMA I introducción a la biología celular TEMA II. Membrana plasmática y superficie celular. (Relaciones de la célula con el entorno) A P C A P C -Toma de posición ante los postulados de la Evolución prebiótica, Origen de la vida, Formación de las primeras células y afirmaciones de la Teoría celular. - Valoración de los instrumentos necesarios para el estudio en biología celular. -Descripción de los niveles de organización en Biología Celular: Priones, virus y viroides, Células procariotas y eucariotas. -Manejo de los principales métodos y materiales utilizados en el estudio de la Biología Celular. La Biología Celular: definición y objetivos. -validez de las pruebas citológicas para descubrir enfermedades, -Caracterización de la membrana citoplasmática: Función, estructura, y composición química. -Explicación de las señales químicas entre células -Intercambio de la célula con el medio externo. -uniones de células entre sí y con la matriz extracelular. -La pared celular vegetal 9

10 TEMA III. Mantenimiento, estructura, expresión y replicación de la información genética. TEMA IV. Síntesis y degradación de macromoléculas. Citosol TEMÁTICA V conversión energética TEMÁTICA VI. Forma y motilidad celular: el citoesqueleto VII Ciclo vital de la célula. A P C A P C A P C A P C A P C -Valoración del núcleo como un orgánulo fundamental en las células eucariotas. -Descripción de las propiedades generales del núcleo -Caracterización estructura, función y replicación de la cromatina. El cromosoma - El nucleólo - El cariotipo Importancia de asumir los organelos celulares como un todo sistemático más que la suma de sus partes. -Identificación del Retículo endoplasmático, sus tipos y funciones. - Definición del Complejo de Golgi: morfología y funciones. -Los Ribosomas -Los lisosomas -La vacuola vegetal -Inclusiones citoplasmáticas Importancia de la respiración celular y de la fotosíntesis para obtener energía en un ser vivo - Aplicación de los conceptos básicos de la fotosíntesis. -identificación y caracterización de las mitocondrias: Estructura, funciones y reproducción. - Interpretación de los Procesos bioenergéticos. -Clasificación de los tipos de plastidios. - los Cloroplastos. -Peroxisomas Valoración del trabajo entre pares como fuente importante de socialización y aprendizaje. Identificación interpretación de tablas y gráficos, observación y recogida de datos; rotulación de esquemas para la comunicación de información. El citoesqueleto, característica generales y componentes Tipos de filamentos. Microtúbulos: estructura, composición, ensamblaje, funciones y sus agrupaciones: Centriolo, cilios y flagelos. Reflexión y actitud crítica frente al cáncer, clonación y células madre. -usos del ADN en pruebas biotecnológicas. --Dibujo y descripción de las etapas y regulación del ciclo celular -la Mitosis típica y mitosis atípicas -La meiosis en la reproducción sexual. Primera y segunda división meiótica. - tipos de muerte celular 10

11 Epítome de la asignatura

12 6. METODOLOGÍA El primero de los tres principios metodológicos que se consideran fundamentales en esta asignatura es la incorporación de los aprendizajes previos: Ningún adulto parte de cero, esto quiere decir que todas las personas que vivimos socializadas en un contexto geográfico-temporal, acumulamos la mayor parte de las veces de modo consciente, pero también de modo inconsciente multitud de conocimientos, destrezas, habilidades, rutinas, elementos culturales respecto al lenguaje, costumbres, tradiciones y otros muchos elementos, que constituyen un legado muy importante para sustentar la adquisición de nuevos aprendizajes. No sólo hablamos de conocimiento científico-técnico, como si fuera éste el único importante que puede ser medido y valorado, sino de otros conocimientos que afectan a la capacidad de análisis e interpretación de la realidad y toma de decisiones. El desarrollo del autoaprendizaje: esmerarse para que las personas puedan aprender por sí mismas, para esto, se pondrán en marcha, diferentes mecanismos que fundamentalmente tienen que ver con procesos mentales, adquisición de destrezas cognitivas, aplicación de métodos analíticos, deductivos, de inferencia y otros, que vayan consolidando la necesaria autonomía para poder enfrentarse a nuevos procesos de futuro. Evidentemente resulta previo el dominio de aprendizajes instrumentales que sirvan de soporte para tener experiencias reales y exitosas de aprendizaje que orienten a las personas hacia procesos autónomamente desarrollados. Y como tercero, el logro de la participación activa: la experiencia de participación afianza el carácter socializador del aprendizaje y refuerza la autoestima, al percibir la propia contribución como un elemento útil para el desarrollo o el logro de objetivos compartidos. 7. ACTIVIDADES 7.1. Presentación: Presentación de los estudiantes y el docente: Se les proporcionará a cada estudiante y al maestro una hoja con un formato específico, en la que tendrán que rellenar información sobre su nombre, intereses, calidades y de un aspecto personal que quieren dar a conocer sobre ellos. Esta hoja se la pegarán en su pecho y deberán levantarse de sus puestos para que todos y cada uno se entreviste con cada 12

13 compañero, el cual, deberá leer lo que dice la hoja y se dispondrá de un tiempo para el dialogo del mismo. Presentación de la asignatura: Se entregará a cada estudiante el plan de la asignatura en modo físico y se hará una presentación del mismo en diapositivas con el fin de discutir y consensuar algunos criterios como objetivos, metodología, evaluación, propuesta de lecturas y laboratorios. Posteriormente a ello, pero luego de la detección de ideas previas, se llevará a cabo la presentación del epítome de la asignatura Detección de ideas previas inicial: La célula se ha caracterizado por ser un componente fundamental para la comprensión de la organización biológica según Cohen y Yarden (2010); Rodríguez y Moreira (1999, 2002) y Soares (2008). Tradicionalmente, su enseñanza se ha basado en los libros de texto (Caballer y Giménez, 1993; Mengascini, 2006, Cohen y Yardel, 2010), lo cual evidencia una visión antropocéntrica en la enseñanza y algunos obstáculos en el aprendizaje, principalmente relacionados con la imagen funcional y estructural de la representación de la célula a través de procesos abstractos y complejos (Flores et al., 2000). Teniendo en cuenta los antecedentes, se llevarán a cabo tres actividades: a) Realización de un esquema: se les pedirá a los estudiantes que dibujen o esquematicen como se imaginan una célula de olivo, una de un pato yeco (organismos comunes en la ciudad de Arica), de un microorganismo cualquiera y de un mineral que se les facilitará como el cuarzo por ejemplo, (este último será a modo de triquiñuela ). Tendrán que nombrar, describir y caracterizar todas aquellas partes que conozcan y cualquier otra información que consideren pertinente. Con esta primera actividad, se pretende conocer aspectos procedimentales como la descripción y caracterización de las células. b) Cuestionario escrito: Se plantearán una serie de 10 preguntas escritas con el fin de conocer saberes específicos a cerca de la estructura y función celular. c) Presentación y debate sobre una lectura: Se dará paso a la lectura de un texto sobre teoría celular. Con esta se llevará a cabo una discusión en la que la participación de todos los estudiantes es fundamental para el análisis de actitudes, ideas previas y toma de posición que salgan a flote a la luz del debate. 13

14 7.3. Motivación inicial: Luego de explorar las ideas previas de los alumnos, se propone las actividades de aprendizaje basadas en un problema general en el que el estudiante tratará de darle solución mediante el trabajo en grupos. Pregunta introductoria de la actividad: son iguales todas las células de un ser vivo? de2005) a) Problema 1: Incendio Arrasa con Laboratorio de Policía de Investigaciones. El fuego se originó de manera fortuita en la sección de balística de investigaciones, destruyó un número indeterminado de pericias judiciales y análisis de muestras citológicas, Pruebas de ADN. Las pérdidas son incalculables en equipos de investigación científica, microscopios, archivos computacionales, ninguno de los equipos estaba Asegurado (El Mercurio, jueves 3 de marzo b) Con base en la lectura del contenido de esta información, los alumnos reunidos en grupo, formulan preguntas abiertas en torno a la situación planteada, cuya búsqueda se convierte en objetivos de aprendizaje Actividad exploratoria: las células delatan los culpables: En el laboratorio se realizaban normalmente análisis de sangre, para determinar grupos sanguíneos, porque en la membrana de los glóbulos rojos humanos existen diversos tipos de estructuras moleculares que tienen carácter de antígenos que al ser introducidas en un organismo que no los posee reacciona con los anticuerpos producidos por el receptor. La presencia o ausencia de estos antígenos es lo que distingue a los distintos grupos sanguíneos de las personas. Así también, se realizaban pruebas de ADN, cuyo análisis permite identificar y descartar a los posibles culpables, por lo que se necesita de sofisticados microscopios para que su labor se realice con exactitud. Podrías nombrar algunas pruebas o muestras que recoge la policía para ser sometida a investigación científica con el objetivo de detectar posibles culpables? Cuál de estas pruebas de tipo biológico son válidas en los juzgados como pruebas? Puede el estudio de las células lograr descubrir al culpable? 14

15 Actividad de introducción de variables: Por qué es tan importante el microscopio en el estudio de las células? Cómo funcionan las células de tu organismo? Son todas las células al observarlas iguales en el microscopio? Cuándo las células van a forman tejidos y cuando forman los órganos? El laboratorio necesita de nuevos microscopios para desarrollar sus análisis, porque la totalidad de ellos se destruyó en el incendio y le encargan a tu grupo hacer una investigación de mercado para cotizar estos instrumentos, considerando su potencial de estudio en la muestras de células y tejidos que se recogen en el terreno en que ocurren los hechos investigados en este laboratorio y hacer la mejor selección para la adquisición de ellos. Qué información necesitas reunir respecto a las características de los microscopios para realizar estas recomendaciones? Qué unidad de medición microscópica necesitas conocer para justificar argumentos en la elección de los microscopios, sus usos y posibilidades, observación de distintos tipos de células y huellas que recopilan en los hechos policiales? Actividad de síntesis: Esquematiza las características que da tu grupo para seleccionar los microscopios y argumenta la recomendación que el grupo hace para la compra de ellos. Por qué es importante comprender la estructura y función celular en los seres vivos? Actividad de aplicación: Una de las pruebas más confiables para averiguar si el sospechoso es el verdadero culpable es al análisis o prueba de ADN. Qué se analiza con ella? Es necesario en esta prueba el uso del microscopio? Actividades de síntesis: Realiza en grupo una tabla comparativa de la forma de los componentes celulares y su ubicación en la célula, preséntala al curso para su crítica y evaluación. Elabora un mapa conceptual que relacione la célula, sus componentes y función. Actividades de aplicación: Laboratorios (Ver a continuación) 15

16 7.4. ACTIVIDAD DE DESARROLLO A) LABORATORIO: OBSERVACIÓN DE CÉLULAS VEGETALES Y DIFERENCIACIONES CITOPLASMATICAS INTRODUCCIÓN En el universo biológico se encuentran dos tipos de células: procariotas y eucariotas. Estas últimas a diferencia de las primeras, contienen una membrana nuclear definida y membranas internas que encierran otros compartimentos, las organelos, en donde tienen lugar diferentes reacciones químicas importantes para el funcionamiento de la célula. Animales, plantas, hongos y protistas a pesar que hacen parte del grupo de eucariontes, presentan diferencias significativas en su estructura y funcionamiento celular. En cuanto a la célula vegetal, esta contiene un conjunto de organelos que le permiten: transformar la energía contenida en la luz solar en energía química (los alimentos), vivir en medios generalmente hipotónicos, realizar intercambios gaseosos con el medio y almacenar material energético (almidón) entre otras funciones. Los plastidios son una clase de organelos que solo se encuentran en vegetales y algunas protistas y que el estudiante podrá observar en esta práctica a través de la observación directa o mediante pruebas específicas de tinción de muestras de tejidos vegetales. OBJETIVOS: OBJETIVOS GENERALES: Reconocer que las células y tejidos constituyen niveles de organización de la materia viva Identificar mediante observación con el microscopio óptico, algunas organelas que se encuentran en el citoplasma de células vegetales, las cuales se forman a partir de organelas precursores llamadas proplástidos. MATERIALES Y REACTIVOS: Microscopios Portaobjetos Cubre objetos Cuchilla o bisturí Pinzas de disección Azul de metileno Cebolla Corcho Elodea Tomate maduro Papa Plátano Yuca Maíz ( harina ) Bisturí o cuchilla Lugol PROCEDIMIENTO: Estructura del corcho: a. Con una cuchilla o bisturí haga cortes muy finos hasta obtener uno extra-delgado para que pueda ser claramente observado al microscopio. b. Coloque su mejor corte sobre un porta-objeto, agréguele una gota de agua, ubique el cubre-objeto y enfoque con menor y mayor aumento. Esquematice sus observaciones Células de epidermis de cebolla: a. Parta longitudinalmente una cebolla en cuatro pedazos; de uno de éstos, separe una de las hojas de la parte interna. b. Con unas pinzas de disección, o en su defecto, la uña, desprenda la tenue capa delgada y transparente adherida a la cara interna (cóncava) de la hoja. c. Deposite un pequeño fragmento de epidermis en un porta-objeto, extiéndalo evitando que se formen arrugas, adiciónele una gota de agua, ubique el cubre - objetos y observe con menor y mayor aumento. Esquematice sus observaciones. d. Tome otro fragmento de epidermis de cebolla, sitúelo en el porta objeto, agréguele dos gotas de colorante (azul, metileno o lugol) y póngale el cubreobjeto. Observe con mayor o menor aumento y dibuje. Identifique las estructuras observadas. e. Qué diferencias observó entre el primer y segundo enfoque de células de cebolla? Cloroplastos: Deposite una hojita de Elodea en un porta objeto agréguele dos o tres gotas de agua, cúbrala con un cubre objetos y observe con menor y mayor aumento. Es importante evitar que la hoja se seque, 16

17 y para ello, deposite gotas de agua en los bordes del cubre objeto conforme se necesite. Dibuje. Cómo se llaman las estructuras que observa usted en el citoplasma de las células de Elodea? Observa usted algún movimiento en el citoplasma de éstas células? Cromoplastos: Seleccione un tomate no muy maduro y utilizando una cuchilla, haga una incisión y separe una parte del epicarpio o cáscara. Extraiga una porción de pulpa o mesocarpio con el extremo de un palillo y espárzalo sobre un porta objeto seco y limpio (sin agua). Coloque el cubre objeto sobre el preparado sin hacer presión. Observe al microscopio con menor y mayor aumento. Esquematice sus observaciones e identifique las estructuras observables. Visualiza estructuras particularmente diferentes a las observadas en otras células? Amiloplastos: a. Parta con una cuchilla una papa, hágale un pequeño raspado, deposítelo en el porta objeto, agregue una gota de agua y coloque el cubre objeto, observe con menor y mayor aumento. Dibuje. b. Deposite otra muestra de raspado de papa en un porta objeto, agréguele una o dos gotas de lugol diluido y coloque el cubre objeto. Que cambios nota con respecto a la primera observación? c. Observe en su orden los amiloplastos de plátano, yuca y maíz siguiendo rigurosamente los procedimientos a y b. Dibuje la forma de éstos amiloplastos. Por qué el núcleo de las células de cebolla captan con mayor intensidad el colorante que el citoplasma? Fuera de la estructura u organelos que usted observó en las diferentes células, hay otras que no se hicieron visibles; explique por qué y cómo podrían observarse. Puede usted dar algunas razones por las cuales ciertos colorantes son específicos para determinadas estructuras celulares? En qué consiste el fenómeno de ciclosis? Cuál es el nombre y la importancia del pigmento que se encuentra dentro de los cloroplastos? Todas las células vegetales poseen cloroplastos? Explique Cuál es la función de los cromoplastos? Qué color aparece cuando se adiciona lugol a los amiloplastos? A qué se debe la aparición de éste color? Hay alguna diferencia entre los amiloplastos de los materiales estudiados? Cuáles son? Qué función cumplen los amiloplastos en las plantas? ENLACES - hamburg.de/bonline/e00/contents. anatweb/pages/default.htm: CUESTIONARIO : Qué característica observó en la estructura del corcho? Qué forma presentan las células de epidermis de la cebolla? Qué diferencias existen entre la estructura del corcho y las células de cebolla? 17

18 7.4. ACTIVIDAD DE DESARROLLO B) OBSERVACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE CÉLULAS ANIMALES INTRODUCCIÓN Las células eucariotas pueden clasificarse de acuerdo a las características resaltantes que le dan ciertas peculiaridades. Las células vegetales son célula que encontramos haciendo parte del reino plantae y las células animales que son el objetivo de la presente practica tiene características que las diferencian claramente del resto de las células. Para la ejecución de esta práctica se van a usar diferentes tipos de células animales cuyas funciones son características de su sitio de obtención. OBJETIVO Conocer las características resaltantes de las células animales que permiten su diferenciación con las células vegetales. MARCO TEORICO En algún momento de la historia de este planeta aparecieron sistemas biológicos capaces de producir descendientes y evolucionar, un hecho íntimamente asociado con los cambios que sufrió la Tierra. Para introducirnos en el origen de las primeras formas vivas, debemos conocer las condiciones iniciales de la Tierra a partir de las cuales pudieron haberse establecido. Hay dos tipos distintos de células: las procariotas y las eucariotas. Las células procarióticas carecen de núcleos limitados por membrana y de la mayoría de las organelas que se encuentran en las células eucarióticas. Los procariotas fueron la única forma de vida sobre la Tierra durante casi millones de años; después, hace aproximadamente millones de años, aparecieron las células eucarióticas. Se ha postulado la llamada "teoría endosimbiótica" para explicar el origen de algunas organelas eucarióticas. Los organismos multicelulares, compuestos de células eucarióticas especializadas para desempeñar funciones particulares, aparecieron en una época comparativamente reciente, sólo hace unos 750 millones de años. Por ser de un tamaño muy pequeño, las células y las estructuras subcelulares necesitan de microscopios para poder ser observadas por el ojo humano, de limitado poder de resolución. Los tres tipos principales son el microscopio óptico, el microscopio electrónico de transmisión y el microscopio electrónico de barrido. Se han desarrollado además otras técnicas microscópicas. Los sistemas ópticos especiales de contraste de fase, de interferencia diferencial y de campo oscuro hacen posible estudiar células vivas. Un avance tecnológico importante fue el uso de computadoras y cámaras de video integradas a los microscopios. El primero que utilizó la palabra célula fue Robert Hooke, en 1665, al observar en un microscopio pequeños compartimentos parecidos a un panal en los cortes realizados de la corteza de un corcho. En 1831, Robert Brown descubrió el núcleo de las células vegetales. En 1838, Matthias Schleiden, afirmo que todas las plantas estaban hechas de células. En 1839, Theodor Schawann, amplio las observaciones de Schleiden pero con tejidos animales. Schleiden y Schwann, llegaron a la conclusión de que, la de célula constituye la unidad básica de toda la vida. Todas estas observaciones conforman la TEORIA CELULAR y significa que toda planta o animal está formado de células La teoría celular afirma que: Todos los seres vivos están constituidos por células. Las células se originan de otras células. Existe una similitud fundamental entre todas las formas vivientes. En muchos casos una sola de célula representa un organismo vivo. Ejemplo: la ameba. Este organismo unicelular lleva a cabo todas las funciones de la vida. Se alimenta por si misma, tiene capacidad de intercambiar materia y energía con el medio, responde a estímulos del ambiente, crece y se reproduce. La mayoría de seres vivos están compuestos por muchas células. En estos organismos pluricelulares, cada de célula se ha especializado en la ejecución de una o posiblemente de unas pocas funciones del organismo del cual forman parte. Por ejemplo: una de célula nerviosa. MATERIALES Y REACTIVOS: Microscopio Agua Destilada Aceite de inmersión Colorante Wrigth Colorante de Azul de Metileno Colorante de Eosina Mechero PROCEDIMIENTO Células epiteliales (parte interna de la mejilla): En un portaobjetos colocar una gota de solución salina a un extremo. Con un bajalenguas frotar suavemente la superficie interna de tu mejilla (las células se desprenden fácilmente, no es necesario 18

19 refregar el bajalenguas). Introduce el extremo del bajalenguas en la gota de solución salina y mézclalo, tratando de hacer un frotis, extendiendo. Prepare un frotis en cada una de las láminas y fíjela mediante el calor. Deje Reposar a Temperatura ambiente. Proceda a colorear cada preparado con el colorante proporcionado por el docente. Lave suavemente con agua y deje secar a temperatura ambiente. Observe cada una de las láminas al microscopio utilizando el objetivo de menor aumento donde las células aparecerán como pequeñas masas de material granulado Células sanguíneas Toma de muestra: Lávese y séquese bien las manos. La muestra de sangre puede obtenerse de dos maneras: por punción capilar o punción venosa. La presente práctica se va a realizar por punción capilar: para ello desinfectar, con ayuda de una mota de algodón con alcohol, la yema de un dedo de la mano masajeando suavemente. Dejar secar, sin soplar. Presionar levemente y puncionar la zona desinfectada con una lanceta estéril, desechar la primera gota y colocar la segunda gota en un extremo del portaobjetos y continuar con el procedimiento de Frotis sanguíneo. Frotis sanguíneo: Es importante, para la realización de un buen frotis sanguíneo, utilizar portaobjetos perfectamente limpios, libres de grasa, de preferencia nuevos. Además de un portaobjetos con bordes lisos para utilizarlo en la extensión de la gota de sangre. preparación los hematíes, los leucocitos y las plaquetas. Dibújelas con detenimiento, observe en los leucocitos los núcleos (su forma y textura), el tamaño de las células, la coloración del citoplasma. Interrogantes para resolver antes de la práctica: 1. Escribe al menos tres interrogantes que tengas antes de iniciar la cesión y discútelos con tus compañeros de grupo, estos también se deberán incluir en el informe 2. Cuáles son los componentes principales encontrados en la sangre (relaciónalo con la constitución de la sangre) 3. Diga que sucedería si a una persona le faltara alguno de dichos componentes. Interrogantes finales 1. Identifica los diferentes tipos de tejido que constituyen al organismo humano y coloca la función de cada uno. Qué tipo de células posee cada uno de ellos? 2. Describa el papel biológico de cada uno de los componentes de la sangre y relaciónelos con los observados en el laboratorio 3. Realice una breve reseña sobre el para que le sirve conocer este tipo de células animales para su profesión. Se procede a depositar una pequeña gota de sangre en un extremo del portaobjetos. Colocar otro portaobjetos de borde liso, frente a la gota de sangre que se depositó en el primer portaobjetos, formando un ángulo de 45º, presionar ligeramente y jalar hacia la derecha, de manera que fluya la sangre a lo largo del borde como se demuestra en la figura 5, extienda hacia la izquierda rápidamente, sin detenerse, ni despegarlo, sin presionarlo, conservando el ángulo, de manera que la gota de sangre quede como una capa fina sobre el portaobjetos, debe tener precaución en como ealiza el frotis y que este no quede erróneamente preparado, lo que podría influenciar negativamente en la placa obtenida. Dejar secar al aire y a temperatura ambiente el frotis preparado. Tiña el frotis utilizando colorante de Wrigth. Lave suavemente con el portaobjetos con la ayuda del frasco lavador y deje secar a temperatura ambiente. Observe al microscopio. Identifique en la 19

20 8. EVALUACIÓN La evaluación entendida como un proceso se hará a lo largo de todas las clases y se discutirá con los estudiantes en la presentación del seminario. De igual forma al final se contrastará el cuestionario y los dibujos anteriormente aplicados en la exploración de ideas previas. La evaluación que será un conjunto de criterios cualitativos y cuantitativos se manejará según recomienda el docente de la siguiente manera: -Asistencia a clases, talleres y laboratorios 20% de esto se llevará la asistencia y permanencia de cada una de las clases del seminario. -Exposición y ensayo 20%, se evaluarán la claridad, la coherencia y el dominio del tema escogido. -Entrega de informes de laboratorio 20% Se tendrán en cuenta para los informes de laboratorio, los criterios generales de evaluación en los informes escritos, al igual que el buen análisis y conclusiones de lo trabajado. -Evaluación final escrita 30% Se llevará a cabo una evaluación escrita que contendrán diversas preguntas con el fin de evaluar conocimientos y saberes construidos de la célula. Es importante mencionar que la evaluación final escrita será la misma que se llevó a cabo durante la exploración de ideas previas. -Autoevaluación 10% los estudiantes harán uso de su capacidad auto calificativa y valorativa para poner una nota, que según sus esfuerzos en la materia lo ameriten y consideren sea la que merecen. -Evaluación del docente: Según sea el tiempo con el cual se cuenta en el momento de terminar el seminario se hará una discusión de todo el grupo dejando como constancia un acta escrita o se entregará una hoja con un formato con diversas preguntas orientativas y observaciones generales o específicas que deberán llenar los estudiantes en la cual se evaluará cualitativa y cuantitativamente al docente con el fin de mejorar, reforzar o continuar con la forma de trabajo o transformar los criterios de procedimientos. -Evaluación de la infraestructura: Se analizarán y evaluarán si los espacios de aprendizajes fueron convenientes y apropiados, específicamente el aula de clases y el laboratorio, así como las fuentes tecnológicas, los materiales y reactivos proporcionados por parte de la universidad. 20

21 9. BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS Libros de bibliografía básica (disponibles en biblioteca): -PANIAGUA, R. et al (2007). Biología celular (3ª edición) Mc Graw-Hill interamericana. -KARP, G. (2010). Biología celular y molecular: Conceptos y experimentos. (6ª edición). México. Mc Graw Hill Libro de bibliografía complementaria: CURTIS, H. & N. S. BARNES Biología. 6ta. ed. Ed. Médica Panamericana. Referencias bibliográficas: -Biblioteca del Congreso Nacional (19 de agosto de 2011). «Sistema Nacional de Aseguramiento de la Calidad de la Educación». -Caballer, M.J. y Giménez, I. (1993). Las ideas del alumnado sobre el concepto de célula al finalizar la Educación General Básica. Enseñanza de las Ciencias, 11(1), Cohen, R. y Yarden, A. (2010). How the curriculum guideline The Cell is to be studied longitudinally is expressed in six israeli junio high school. Journal of Science Educationand Technology, 19(3), Flores, F. et al. (2000). Representación e Ideas Previas acerca de la Célula en los Estudiantes del Bachillerato. México: Eds. UNAM. -Frida, D., Barriga, A., y Gerardo, H. (2002). Estrategias docentes para un aprendizaje significativo, Mc Graw Hill. México. -Mengascini, A. (2006). Propuesta Didáctica para el aprendizaje de la organización celular. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 3(3), Ministerio de Educación de Chile (27 de agosto de 2011), Ley Nº 20529: Sistema nacional de aseguramiento de la calidad de la educación. - Rodríguez, M. y Moreira, M. (1999). Modelos mentales de la estructura y el funcionamiento de la célula: dos estudios de casos. Investigações em Ensino de Ciências, 4(2), Soares, F et al. (2008). Estratégia didática com uso de analogias no ensino de biologia celular. Revista Brasileira de Biociências, 6(1),