Estudio de la estructura interna de la planta
Contenidos
Contraste de los puntos de vista de los estudiantes y de los científicosExperiencias cotidianas de los estudiantesLos estudiantes de primaria más jóvenes pueden tener pocos conocimientos sobre los órganos internos del cuerpo. Tienden a pensar que el contenido del cuerpo es lo que han visto entrar o salir de él, como la comida y la sangre. Sus experiencias con los cortes, arañazos y moratones cotidianos parecen reforzar la idea de que la sangre está debajo de la superficie de la piel, llenando los espacios del interior del cuerpo (como una bolsa de sangre).Los niños mayores son más capaces de enumerar un gran número de órganos, pero pueden no comprender del todo la función o la naturaleza interconectada de éstos. Por ejemplo, los alumnos de estos niveles pueden darse cuenta de que el corazón es una bomba pero no de que la sangre vuelve al corazón, o pueden creer que el cerebro ayuda a las partes del cuerpo pero no siempre se dan cuenta de que el cuerpo ayuda al cerebro.Investigación: Fleer & Hardy (1996), Gellert (1962), Carey (1985)
Mapas de desarrollo de conceptos (funciones celulares): la comprensión por parte de los alumnos de los órganos internos del cuerpo, de cómo están relacionados entre sí y de por qué funcionan juntos como sistemas es un proceso complejo. Un punto de partida útil es identificar las ideas y la comprensión que tienen los alumnos sobre el interior del cuerpo. Utilizar las experiencias cotidianas para sacar a relucir estas ideas es siempre eficaz, como recordar las visitas al médico, las operaciones/procedimientos médicos, las lesiones, las imágenes/escáneres médicos, los carteles y las imágenes publicitarias.Es útil explorar el aspecto de los órganos internos y su ubicación para comprender la función específica de cada uno y cómo contribuye cada uno a mantener el cuerpo vivo y en buen estado. Las experiencias pedagógicas deben empezar a animar a los alumnos a considerar el funcionamiento conjunto de los órganos, es decir, cómo el trabajo de un órgano es similar o contribuye al funcionamiento de otro. Esta idea conduce a la más compleja de que las partes del cuerpo forman sistemas conectados que contribuyen al funcionamiento del cuerpo en su conjunto.
Estudio de la estructura externa del organismo
La biología es la ciencia que estudia la vida. ¿Qué es exactamente la vida? Puede parecer una pregunta tonta con una respuesta obvia, pero no es fácil definir la vida. Por ejemplo, una rama de la biología llamada virología estudia los virus, que presentan algunas de las características de las entidades vivas pero carecen de otras. Resulta que, aunque los virus pueden atacar a organismos vivos, causar enfermedades e incluso reproducirse, no cumplen los criterios que los biólogos utilizan para definir la vida.
Desde sus inicios, la biología se ha enfrentado a cuatro preguntas: ¿Cuáles son las propiedades comunes que hacen que algo esté “vivo”? ¿Cómo funcionan esos distintos seres vivos? Ante la extraordinaria diversidad de la vida, ¿cómo organizamos los distintos tipos de organismos para poder comprenderlos mejor? Y, por último, lo que los biólogos tratan de entender en última instancia, ¿cómo surgió esta diversidad y cómo continúa? Como cada día se descubren nuevos organismos, los biólogos siguen buscando respuestas a estas y otras preguntas.
Enumerar los niveles de organización desde los átomos hasta la ecosfera de la biosfera
Los seres vivos están muy organizados y estructurados, siguiendo una jerarquía que puede examinarse a escala de lo pequeño a lo grande. El átomo es la unidad más pequeña y fundamental de la materia. Está formado por un núcleo rodeado de electrones. Los átomos forman moléculas. Una molécula es una estructura química formada por al menos dos átomos unidos por uno o más enlaces químicos. Muchas moléculas de importancia biológica son macromoléculas, grandes moléculas que suelen formarse por polimerización (un polímero es una molécula grande que se forma combinando unidades más pequeñas llamadas monómeros, que son más simples que las macromoléculas). Un ejemplo de macromolécula es el ácido desoxirribonucleico (ADN) (Figura 1), que contiene las instrucciones para la estructura y el funcionamiento de todos los organismos vivos.
Algunas células contienen agregados de macromoléculas rodeados de membranas, que se denominan orgánulos. Los orgánulos son pequeñas estructuras que existen dentro de las células. Algunos ejemplos de orgánulos son las mitocondrias y los cloroplastos, que desempeñan funciones indispensables: las mitocondrias producen energía para alimentar la célula, mientras que los cloroplastos permiten a las plantas verdes utilizar la energía de la luz solar para fabricar azúcares. Todos los seres vivos están formados por células; la propia célula es la unidad fundamental más pequeña de estructura y función en los organismos vivos. (Este requisito es la razón por la que los virus no se consideran vivos: no están hechos de células. Para crear nuevos virus, tienen que invadir y secuestrar el mecanismo de reproducción de una célula viva; sólo así pueden obtener los materiales que necesitan para reproducirse). Algunos organismos están formados por una sola célula y otros son multicelulares. Las células se clasifican como procariotas o eucariotas. Los procariotas son organismos unicelulares o coloniales que no tienen núcleos ni orgánulos con membrana; en cambio, las células de los eucariotas sí tienen orgánulos con membrana y un núcleo con membrana.
¿De qué se componen los organismos vivos?
Hoy en día estamos de acuerdo en que los organismos están formados por células, pero llegar a esta conclusión fue un largo camino. El tamaño de la mayoría de las células es inferior al poder de resolución del ojo humano, que es de aproximadamente 200 micrómetros (0,2 mm). El poder de resolución es la capacidad de distinguir dos puntos cercanos. Por lo tanto, para observar las células fue necesaria la invención de dispositivos con mayor poder de resolución que el ojo humano. Este dispositivo fue el microscopio óptico. Los microscopios ópticos utilizan luz visible y lentes de cristal para aumentar el poder de resolución. El máximo poder de resolución de los microscopios ópticos es de 0,2 micras, mil veces superior al del ojo humano. Pero, incluso con la ayuda de los microscopios ópticos, se tardó mucho tiempo en darse cuenta de que las células eran las unidades que componen todos los organismos vivos. Esto se debió a la diversidad de formas y tamaños de las células, y también a la mala calidad de las lentes que formaban parte de los microscopios de luz fabricados en aquella época. Otro problema era la falta de técnicas histológicas para procesar y estudiar los tejidos animales y vegetales.