Título:

¿Cómo la célula resuelve sus problemas fisiológicos?

Carlos Ríos Velázquez

Universidad de Puerto Rico, Recinto Universitario de Mayagüez, Departamento de Biología

P.O. Box 9012, Mayagüez, Puerto Rico 00681-9012

maiarocio@hotmail.com

Disciplina: Biología

Tiempo sugerido: 2 periodos de conferencia de una hora cada uno

Conferencia o laboratorio: Conferencia

Objetivos: Dadas una serie preguntas guías, terminos, características y

estructuras de las células eucariotes y procariotes, los estudiantes:

a. Enumerarán por lo menos tres problemáticas que actualmente afectan al ser humano.

b. Representarán un modelo de una célula a base de un problema fisiológico establecido.

c. Describirán la estructura y función de la nueva célula de acuerdo al problema establecido.

d. Identificarán y describirán aquellos organelos que son requeridos para el funcionamiento de la nueva célula.

e. Compararán y contrastarán la nueva célula con las células animales típicas.

Conceptos claves:

a. Metabolismo cellular d. Endosimbiosis

b. Compartamentalización e. Fisiología animal

c. Características de los seres vivos. f. Estructura y función celular

Introducción:

La Biología es la rama de las ciencias que estudia los seres vivos. La vida ha sido definida en nuestro planeta basada en características específicas tales como: reproducción, crecimiento, adaptabilidad, movimiento, metabolismo e irritabilidad. Siendo la célula la unidad básica estructural y funcional de los seres vivos y cumpliendo con los requisitos antes mencionados, el estudio de la misma, desde el punto de vista taxonómico, fisiológico y morfológico es impresindible como herramienta para conocer el los organismos en niveles de más sencillos, (bacterias, unicelular), hasta los de mayor complejidad (plantas, animales, multicelular). En la actualidad, resulta aún un enigma el origen primero de los seres vivos, el origen de la primera célula. Teorías como la del endosimbionte, explican el fenómeno como uno de interacción y simbiosis entre organismos primitivos. La teoría expone que esa interacción permitió la presencia y el desarrollo de células más complejas, con organelos involucrados en procesos fisiológicos vitales como la generación de energía (mitocondrios), y la fotosíntesis (cloroplastos). Han sido además la presencia de los distintos organelos en las células, las que definen función y las que proveen ventajas selectivas y adaptabilidad de acuerdo al ambiente donde se encentren. Cada uno posee una función e importancia particular. Los flagelos por ejemplo, permiten movilidad a las células que los poseen, ayudándoles a acercarse a lugares ricos en nutrimentos, o alejarse de áreas donde existen depredadores o peligro. El aparato de Golgi modifica biomoléculas y se encarga del tráfico de esos productos en el interior de la célula o la secreción de materiales al exterior como lo pueden ser toxinas y enzimas. Por el contrario, estructuras como pared celular presente en las plantas, básicamente solo proveen rigidez y forma. En conjunto, cada organelo juega un papel indispensable para que la maquinaria celular pueda realizar su función correspondiente, en el ambiente donde se encuentre.

Esta actividad pretende desarrollar el trabajo en equipo, motivar el pensamiento crítico y la creatividad en la medida en que evalúan y aplican los conceptos básicos de estructura y función celular para la solución de problemás pertinentes a su ambiente, a su planeta, a su entorno biológico y social. De acuerdo a los recursos disponibles, los estudiantes pueden también desarrollar otras destrezas; tales como de uso de computadoras, búsqueda en la internet, uso de programas de dibujo y procesadores de palabras.

El límite en esta actividad es la imaginación, y quién sabe si en el grupo podamos despertar el espíritu creador y emprendedor de Julio Verne, Darwin, Galileo. Todo lo que la mente humana puede concebir y soñar, es posible…

Estrategias de Enseñanza:

a. Aprendizaje cooperativo e. semejanza y contraste

b. Uso de manipulativos f. trabajo en equipo

c. “role playing” g. solución de problemas

d. conceptualización

Materiales:

a. Libro de texto d. transparencias

b. Marcadores de colores e. Proyector de transparencias

c. Diccionario científico f. Si accesible, computadora con internet

Procedimiento:

I. Formación de equipos:

1. Los equipos estarán formados por cinco estudiantes donde se asignarán los siguientes papeles o roles:

a. Dos expertos biólogos: los estudiantes seleccionarán éstos

de acuerdo a las ramas de la biología que consideren

ayudarán en la solución del problema escogido. Por ejemplo:

zoológo, botánico, ecólogo, fisiólogo celular etc.

a. Ilustrador científico: este integrante buscará consenso y tomará de la decisión de la manera en que la nueva célula y los nuevos organelos serán dibujados e ilustrados.

b. Investigador científico: este integrante será responsable de recoger el insumo del grupo sobre la manera de aplicar el método científico a la nueva célula creada, de tal manera que justifique su función.

c. Anotador y experto en bioinformática: este integrante tomará nota y resumirá lo discutido por el grupo y tendrá en su poder textos y acceso a la internet (si disponible) para realizar las búsquedas correspondientes para clarificar dudas o preguntas.

II. Creación de nueva célula:

1. Usando preguntas guías suministradas por el profesor:

a. Los estudiantes de cada equipo harán una lista de problemas que afecten al ser humano y de las cuales no hayan soluciones en la actualidad.

A continuación una lista de posibles áreas y problemáticas:

1. Problemas ambientales: derrames de petróleo, capa de ozono, lluvia ácida, radiación ultravioleta.

2. Condiciones médicas (enfermedades)

tales como cáncer, Alzheimer, distrofia muscular,

depresión.

3. Epidemias y síndromes: Síndrome de

Inmunodefiencia Adquirida (SIDA), Ántrax, Ebola.

b. Seleccionarán una de los problemas de la lista.

c. Discutirán qué adaptaciones deben tener las células para resolver el problema.

d. Describirán la adaptación y cómo la célula resolverá el problema seleccionado.

e. La célula debe incluir los organelos ya existentes además de la nueva adaptación.

f. Los estudiantes prepararán un modelo que ilustre la célula modificada.

g. Cada grupo presentará y defenderá su modelo frente a la

clase.

Discusión y evaluación:

Preguntas guías

1. ¿Qué es la teoría celular?
2. ¿Qué es un organelo?
3. ¿Qué problemas afectan al ser humano en el área de la salud.
4. ¿ Qué posibles soluciones podrían solucionar ese(os) problema(s)?
5. ¿Qué alternativas podrían solucionar esos problemas?
6. ¿Qué adaptaciones serían necesarias para que las células resuelvan el problema?
7. Relacione los siguientes conceptos usando como base los problemas

seleccionados. Use flechas para indicar cuál concepto está más

directamente relacionado con el otro.

1. eucariote g. célula l. hombre
2. social h. planeta tierra m. mujer
3. nuevo organelo g. comunidad
4. económico i. núcleo
5. procariote j. salud
6. ADN k. organelo ya existente

Preguntas para análisis

1. ¿Cuál es el nombre de la nueva célula y por qué?

2. Función propuesta

3. Mencione las características de lo vivo. ¿Cómo cumple la célula creada con las mismas?.

4. Clasifique los organelos requeridos para la función de la nueva célula en ya existentes y nuevos, y describa su respectiva función.

Ya existentes

Nuevos

Nombre	Función	Nombre	Función
Ejemplo: Mitocondrio	Generación de energía	Ejemplo: Catalisoma	Aumenta el metabolismo

5. ¿Está la nueva célula o el grupo de ellas localizada en alguna región en particular del cuerpo humano?, porqué?

6. Aplica la teoría del endosimbionte la manera en que la nueva célula pudo haberse creado.

7. Prepare un informe escrito basado en la problemática que resolverá la nueva célula y su función, donde se incluyan las siguientes partes:

a. Problema (problemática a resolver)

b. Hipótesis (¿cómo tentativamente considera el grupo que la nueva célula resolverá el problema?)

c. Experimentación (¿cómo lo demostrarían experimentalemte?)

Variable dependiente e independiente

Grupo control y experimental

d. Resultados y discusiones hipotéticas

e. Conclusiones hipotéticas

8. Porqué cree que la nueva célula no existía en la naturaleza

anteriormente?

Avalúo:

Para medir la actividad desde el punto vista individual.

Hoja de avalúo individual de la actividad

Actividad: ¿Cómo la célula resuelve sus problemas fisiológicos?

En una escala del 1 (pobre) al 5 (excelente) evalúe el desempeño del equipo de trabajo.

Criterio	Valor
Esta actividad me estimuló a participar en la misma.
Esta actividad fue divertida
Me ayudó a mejorar destrezas de computadora
Me permitió ser creativo
Me ayudó a aclarar los conceptos de la estructura de la célula
Me ayudó a aclarar los conceptos de la función de los organelos celulares

Para medir efectividad del trabajo en equipo.

Hoja de avalúo de trabajo en equipo

a. Con esta evaluación el estudiante puede determinar cómo

fue su desempeño en el trabajo en equipo y recibir y dar

además retroalimentación a y de sus compañeros.

b. Esta hoja también puede usarse para determinar la manera en que el grupo como un todo, evalúa la actividad.

Hoja de avalúo de trabajo en equipo

Actividad: ¿Cómo la célula resuelve sus problemas fisiológicos?

En una escala del 1 (pobre) al 5 (excelente) evalúe el desempeño del equipo de trabajo.

Criterio	Mi persona	Int. 1	Int. 2	Int. 3	Int. 4	Promedio
Uso apropiado de destrezas interpersonales
Participación activa
Calidad de la contribución
Uso apropiado del tiempo
Desempeño del papel asignado
Contribución para lograr la meta del equipo
Desempeño en comparación con sus compañeros
Promedio

Int. 1 = integrante

Fecha:________ Curso:__________ Sección:_________

Estudiante siendo evaluado________________________

Nombres Compañero 1:_________________________

Compañero 2:_________________________

Compañero 3:_________________________

Compañero 4:_________________________

Tomado y modificado de “assessment tool box” (programa Promise UPR-Mayagüez).

Referencias:

Debe usarse su texto de Biología preferido los estudiantes aplicarán los conceptos cubiertos en los primeros cuatro capítulos específicamente el de organización de la célula.

Solomon, E.P., L.R. Berg and D.W. Martin. 1999. Biology. 5^th Ed. Saunders College Publishing, Fl. 1232 p.