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Curso de Articulación Disciplinar BIOLOGÍA Unidad 1. PARTE I 2021 Unidad Nº 1: “Introducción a la Biología” - Unidad Nº 1: La Biología como ciencia - Unidad Nº 2: La química de la vida - Unidad Nº 3: Metabolismo Nuestra propuesta… - Unidad Nº 4: La célula - Unidad Nº 5: La reproducción celular Unidad 1. Introducción a la Biología La importancia de la experimentación en Biología Niveles de organización biológica ¿Qué es un organismo vivo? Clasificación de los seres vivos Repasemos ideas previas… ¿Qué es la ciencia ? ¿Qué áreas de la misma conoces? Menciónalas. ¿Qué es la Biología? Reconoces las células procariotas y eucariotas. Realiza un diagrama sencillo en el que se observe su estructura. ¿ Qué es ciencia? “Conjunto de conocimientos que el hombre organiza en forma sistemática para explicar el mundo real”. “ Conocimiento sistematizado, elaborado mediante observaciones, razonamientos y pruebas metódicamente organizadas.” Ciencia (en latín scientia, de scire, ‘conocer’), “ Conocimiento sistematizado en cualquier campo, pero que suele aplicarse sobre todo a la organización de la experiencia sensorial objetivamente verificable” CONOCIMIENTO- CURIOSIDAD - NECESIDAD-ENTENDIMIENTO ¿QUE ES UNA CIENCIA? La Biología es un intento sistemático de satisfacer la necesidad humana de explicación respecto de la estructura y el funcionamiento de los seres vivos ES EL ESTUDIO CIENTÍFICO DE LA VIDA Citología Histología Bioquímica Fisiología Medicina Genética Taxonomía Anatomía Biofísica Morfología Obstetricia Embriología Ginecología Estudia a los seres vivos teniendo en cuenta sus características a distintos niveles (células, tejidos, órganos, etc). BIOLOGIA La Ginecología es la especialidad de la Medicina que tiene el propósito de atender las necesidades de salud integral de la mujer a lo largo de su vida. La Obstetricia (del latín obstare estar a la espera) se ocupa de la mujer en todo su periodo fértil (embarazo, parto y puerperio) y la Ginecología (del griego gynaika "ciencia de la mujer") es la subespecialidad médica y quirúrgica que trata las enfermedades del sistema reproductor femenino (útero, vagina y ovarios). Historia de la Obstetricia… La Historia de la Obstetricia está ligada a la Historia de la Humanidad. El parto siempre ha entrañado un gran peligro, tanto para la mujer, como para el recién nacido; siendo una causa histórica de mortalidad. 1er Periodo de la Obstetricia: Arcaico Desde la antigüedad, ya se conocían distintos tipos de parto: de pie, por manteo, a pisotones… Celso (filósofo griego del s. II) y -en general- la escuela hipocrática, observaron que el feto podía tomar diferentes posiciones en el útero. Eran capaces de dilatar el cuello, sabían romper la bolsa de las aguas, así como realizar versiones (de hecho, la madre de Sócrates era partera), sin embargo, el conocimiento en la edad antigua no avanza mucho. En el Cristianismo: En el siglo V se comenzaron a realizar cesáreas postmortem (Lex regia), con objeto de bautizar al niño. En el Renacimiento: s.XV-XVI. En el siglo XVI no progresa mucho la asistencia al parto, pero si se beneficia de los conocimientos anatómicos de la pelvis. En la Edad Media se pensaba que el útero tenía 7 cavidades: La mitad izquierda es la que se encarga de albergar a los bebés de sexo femenino; la mitad derecha, a los de sexo masculino; y en el centro, los hermafroditas. Incluso los dibujos anatómicos de Leonardo da Vinci están impregnados de esta idea; como podemos ver a continuación: Historia de la Obstetricia… Llegamos al Renacimiento, con la idea de que el útero conectaba con la mama a través de un conducto, y que la sangre se transformaba en leche en los periodos no menstruales. En el varón, el pene contactaría con el pulmón -responsable de la insuflación del pene durante la erección-, y el semen procedería del cerebro –a través de la médula-. En el siglo XVI, la figura de la matrona se extiende en la sociedad y comienzan a asistir masivamente los partos. Las matronas eran grandes profesionales con muchos conocimientos. Podemos destacar la figura de Madame Boursier, elegida por la reina Maria de Medici para atender sus partos, y autora de numerosos libros. La mala fortuna hizo que una de sus pacientes muriera de fiebre puerperal, y cayó en desgracia. Siglo XVII Dos hitos caracterizan al siglo XVII: 1) Se comienza a conocer el proceso reproductivo: − descubrimiento del espermatozoide (Van Leeuwenhoek). − y del folículo de Graaf (que no el óvulo). 2) Se describe el fórceps: A finales del siglo XVI, una familia francesa, lo inventó. Pedro y Hugo Chamberlain – padre e hijo-, no difundieron su aparato, para asegurar su propio éxito; de hecho, se tapaban con una manta al realizar los partos, con la finalidad de evitar que alguien pudiera copiar su idea. El uso del fórceps supuso un gran beneficio, puesto que si no se saca al niño, acaban muriendo niño y madre. El gran progreso del siglo XVII (finales) es la actuación de la matrona en coordinación con el medico obstetra. Siglo XVIII En el siglo XVIII se conoce la biomecánica del parto y de la pelvis –con sus ejes y diámetros- y se difunde la utilización del fórceps. Historia de la Obstetricia… Siglo XX Para comienzos del s.XX, los conocimientos se resumían de la siguiente manera: 1) Se emplea el fórceps y la cesárea. 2) Se empieza a auscultar el feto. 3) Se estudia la patología de la gestación. Historia de la Obstetricia… 3er Periodo de la Obstetricia: Contemporáneo Actualmente los fetos se mueren in-útero, sin que sepamos por qué (sin saber el diagnóstico). A veces podemos hacer el diagnóstico en la autopsia. Las dos grandes causas de mortalidad perinatal son: − Malformaciones congénitas graves − Prematuridad Como consecuencia, la tasa de cesáreas es superior al 30%, pese a que sus complicaciones son 10 veces mayores; todo por complacer al paciente (estas cifras se elevan a un 50% en la práctica privada). Siglo XIX A mitad del siglo XIX a su mitad, existe una fecha que fue trascendental en la historia de la medicina (1847), cuando: − se introduce la anestesia (lo que permite operar cavidades) − y aparece la lucha contra la infección (aplicación de las normas de asepsia) CONOCIMIENTO- CURIOSIDAD- NECESIDAD-ENTENDIMIENTO INVESTIGACIÓN Ciencia del descubrimiento Ciencia basada en hipótesis DESCRIBIR EXPLICAR BIOLOGIA OBSTETRICIA CIENCIAS MÉTODO CIENTÍFICO Método científico. “El método científico es el marco de la generación del conocimiento objetivo.” Es un procedimiento ¿Cómo se producen los conocimientos en Biología? Investigación Científica Los investigadores observan, se preguntan, predicen, experimentan y publican los resultados objetivamente. Sistemático Organizado Objetivo El procedimiento que da origen a la investigación tiene x objeto resolver problemas (de aplicación directa o búsqueda de conocimientos). Este procedimiento no es único ni rígido. 15 ¿Cuáles son las principales características del conocimiento científico? CONOCIMIENTO CIENTIFICO CONOCIMIENTO VULGAR Objetivo (Abstraerse de lo subjetivo) Subjetivo Racional (Conceptos, juicios, razonamientos) Infundado (creencias y supuestos, basado en la experiencia, la fe, etc.) Sistemático (Organizado) Espontáneo Verificable susceptible de ser puesto a prueba (lógica/experiencia) Inverificable (se basa en creencias y supuestos) Provisorio Provisorio (se reemplazan sin respaldo científico) Riguroso (Claro y preciso) Impreciso (inexacto) Transferible (Comunicable) Cuasi-transferible (por tradición, etc.) General Singular Predictivo Impredictivo (por ser infundado, espontáneo y singular) Tomado y modificado de Abecasis y Heras, 1994 Haga clic para modificar el estilo de texto del patrón Segundo nivel Tercer nivel Cuarto nivel Quinto nivel El método científico aplicar atentamente los sentidos a un objeto o a un fenómeno para estudiarlos tal como se presentan en realidad. Observar no es "mirar". Para contrarrestarlas limitaciones de nuestros sentidos, el ser humano ha creado instrumentos que lo auxilian para realizar buenas observaciones. La observación también implica examinar lo que otros han determinado al respecto. 1º paso: Observación 17 2º paso: Identificación de problemas, formulación de preguntas 3º paso: Desarrollo de hipótesis: (comprobables y refutables) suposiciones acerca de las posibles respuestas a las preguntas o soluciones al problema (predicciones) El método científico Es una proposición general que puede verificarse sólo de manera indirecta por el examen de sus predicciones. Las predicciones son los resultados esperados bajo el supuesto de que nuestra hipótesis es verdadera. Mario Bunge, 1997. ¿Qué es hipótesis? Una hipótesis científica es una proposición aceptable que ha sido formulada a través de la recolección de información y datos, aunque no esté confirmada, sirve para responder de forma alternativa a un problema con base científica. Una hipótesis puede usarse como una propuesta provisional que no se pretende demostrar estrictamente, o puede ser una predicción que debe ser verificada por el método científico. 19 4º paso: Objetivos y Experimentación, seleccionando los materiales y los controles necesarios, examinando errores, repitiendo pruebas 5º paso: Registro de resultados, análisis de datos e interpretación. Validar o rechazar la hipótesis (Conclusiones). Elaborar leyes o teorías. El método científico IMPORTANTE: Las pruebas o resultados que sostienen las hipótesis no lo hacen porque confirmen que son correctas, sino porque no las eliminan mediante una refutación. El método científico Método científico Observación de hechos Formulación de hipótesis Planteo del problema Diseño experimental Validación de hipótesis Rechazo de hipótesis Generalizaciones Principios Leyes Teoría Evaluación y análisis de los resultados obtenidos Sistemático Organizado Objetivo Conocimiento 22 Ciencias Obstetricia Biología Lectura comprensiva de los trabajos de Semmelweis en relación con la Fiebre Puerperal. ¿Podés identificar los pasos del método científico que aplicó este médico para poder arribar a sus conclusiones? Si tuvieras que investigar un problema de la obstetricia en la actualidad, cuál sería y cómo realizarías esta investigación (para ello considera objetivos, hipótesis, predicciones y diseño) Siglo XIX… Semmelweis fue un médico húngaro que consiguió disminuir drásticamente la tasa de mortalidad por fiebre puerperal, entre las mujeres que daban a luz en su hospital, mediante la recomendación a los obstetras de que se lavaran las manos antes de atender los partos. Observó que la tasa de mortalidad variaba, en los partos atendidos en el hospital, de un 18% en los atendidos por médicos a un 1% en los asistidos por matronas; y constató que se debía a la ausencia de lavado de manos, una vez terminadas las autopsias, por parte de los médicos. La comunidad científica de su época lo denostó y acabó falleciendo a los 47 años en un asilo, a causa de la infección que el mismo se provocó cortándose con un escalpelo (bisturí) contaminado, para demostrar su teoría. 2021 Eje II. Niveles de Organización Biológica Niveles de organización de la vida. Pág. 18 Biosfera Ecosistema Comunidad Población Organismo multicelular Sistema de órganos Órganos Tejidos Células Organelas Moléculas Átomos Partículas subatómicas Nivel de complejidad Biosfera Ecosistemas Anatomía Tejidos Orgánulos Moléculas Histología Citología Morfología Microscopía Difracción de rayos X Comunidades Órganos Poblaciones Organismos Ojo y lente simple Células Niveles de organización 27 La cualidad de la VIDA surge como resultado de las increíblemente complejas interacciones ordenadas de las partes de un ser vivo. Dado que está basada en esas propiedades emergentes, la vida es una cualidad fundamentalmente intangible. Los seres vivos son sistemas complejos Los seres vivos como sistemas biológicos “El todo es más grande que la suma de sus partes” ¿Qué son las PROPIEDADES EMERGENTES? Actividad de la página 8 del cuadernillo ¿Cuáles son las propiedades emergentes que tiene una torta y que no tienen los elementos que la constituyen? ¿Cuáles las de un tejido, por ejemplo el nervioso, el muscular, el sanguíneo, que no tienen sus células, consideradas aisladamente? Actividad: realizar la consigna de la página 8 Niveles de Organización Biosfera Ecosistema Comunidad Población Organismo multicelular Sistema de órganos Órganos Tejidos Células Organelas Moléculas Átomos Partículas subatómicas Vamos a Profundizar… Generalidades de Tejidos Un tejido en una asociación de células y componentes extracelulares que, de forma organizada, desempeñan una función particular y especializada… Por lo tanto… Un Tejido puede ser definido como un conjunto organizado de células que funcionan de manera colectiva… Los tejidos constituyen los diferentes órganos del cuerpo y son los responsables de las diversas funciones corporales… Todos los órganos que conforman los diferentes Sistemas del cuerpo humano, están constituidos por 4 tejidos básicos: Tejido Epitelial. Tejido Conjuntivo. Tejido Muscular. Tejido Nervioso. 33 Órganos y Sistemas Los Órganos, están conformados por distintos tejidos con el objeto de cumplir una función específica y generalmente tienen una forma característica. Ej.: corazón, riñón, pulmón, etc. Los sistemas o aparatos están formados por un conjunto de órganos relacionados entre sí con una función en común. Sistema esquelético Sistema articular Sistema muscular Sistema cardiovascular Sistema digestivo Sistema respiratorio Sistema Urinario Sistema reproductor Los niveles de organización ecológica Biosfera: Capa delgada de la Tierra en la cual habitan todos los seres vivos Población: Conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un lugar y tiempo determinados Individuo (multicelular): Organismo capaz de sobrevivir por si mismo en un ambiente determinado. Comunidad: Conjunto de individuos de diferentes especies que habitan en un lugar y tiempo determinados Ecosistema: La/s comunidad/des biótica/s y su ambiente abiótico funcionando como un sistema Actividad Les proponemos abordar los contenidos trabajados hasta aquí en los Ejes I y II. (La actividad completa se encuentra en la página del ingreso de Biología UNL) 1-Leer atentamente el siguiente texto. Un equipo de Veterinarios realiza un estudio sobre los parásitos externos de mamíferos presentes en los Esteros del Iberá. De los mamíferos observados, algunos presentan una gran cantidad de garrapatas. Particularmente, los investigadores se interesan en el Carpincho (Hydrochoerus hydrochaeris). Para estudiarlos seleccionan 20 ejemplares, 10 hembras y 10 machos. A cada carpincho se lo mide, pesa, se cuenta el número de garrapatas y se le toma una muestra de sangre. Asimismo, se extraen ejemplares de garrapata para su posterior análisis. En el laboratorio se observan las garrapatas, se determina que todas pertenecen a la especie Amblyomma dubitatum y se realizan cortes de estas garrapatas para observar sus estructuras internas y se les extrae el tubo digestivo. Finalmente, se realiza un análisis de la sangre de los carpinchos con un recuento de glóbulos rojos y blancos y se reserva material para un estudio de su cariotipo y su ADN. Con los datos obtenidos se elabora una investigación que es presentada en un congreso de la especialidad y posteriormente publicada en una revista científica. 2- A partir de la lectura de este texto y del material:…. Analiza en grupo los siguientes consignas: -Identificar en contexto los diferentes niveles de organización integrados en esta investigación (al menos un ejemplo de todos los diferentes niveles). -Reflexionar sobre la siguiente pregunta ¿Por qué el concepto de propiedades emergentes es central en Biología? -Relacionar los diferentes niveles de organización conlos instrumentos ópticos/tecnológicos utilizados para su observación, medición, etc. -Vincular el análisis realizado con el progreso de la ciencia y su implicancia en el campo de la disciplina. Integremos los diferentes niveles biológicos con un ejemplo…