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2 S O L U C I O N E S Y U S O D E L O S R E C U R S O S UNIDAD 12 (páginas 296/321) Relación en los animales Recursos generales de la unidad Actividades digitales 1-3. Diagnóstico. Unidad 12 (E y D) Presentación. Función de relación (E y D) Programación de aula. Unidad 12 (D) Mapa de recursos. Unidad 12 (D) Soluciones de las actividades. Unidad 12 (D) Diagnóstico. Unidad 12 (D) Presentación. Función de relación (D) Enfoques (página 297) 1 ¿Qué tendencia se observa en el gráfico? ¿Cuándo es más acusada? ¿Encon- tráis alguna diferencia entre chicos y chicas? Binge drinking en los últimos 30 días entre los estudiantes de 14 a 18 años (%) en 2018-2019. Según el gráfico, el binge drinking se practica más a medida que avanza la edad. La diferencia más acusada se da entre los 15 y los 16 años en los chicos, y entre los 14 y los 15 años en las chicas. Las chicas se inician en esta práctica antes que los chicos, y los superan entre los 14 y 15 años. A partir de esta edad, ellos lo practican más que las chicas. 2 Un motivo para consumir alcohol que aducen los encuestados es «por diver- sión». ¿Qué otros motivos pueden llevar al consumo de alcohol por atracón? Pueden mencionar la imitación, la presión de grupo, para sentirse integrados, para superar la timidez, etc. 3 ¿Qué factores del entorno creéis que pueden servir como estímulo para el consumo de alcohol? ¿Cuáles pueden actuar en contra? Pueden mencionar la facilidad de acceso, la normalización por parte de la sociedad, la falta de alternativas de ocio, etc. Actividades digitales 1 y 5 (E y D) En el apartado de Enfoques de la Unidad 12, se abordan temas relacionados con el ODS 3 «Salud y bienestar», 4 «Educación de calidad» y 12 «Producción y consumo responsables». BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA 12. Relación en los animales 3 4 Además de las consecuencias para la salud a largo plazo, el consumo de al- cohol también tiene consecuencias a corto plazo. ¿Cuáles son? La consecuencia más grave a corto plazo es el coma etílico, que es una in- toxicación grave que puede causar la muerte. Por otra parte, la pérdida de control durante el estado de embriaguez puede conducir a conductas arries- gadas, agresivas o causar accidentes. 5 Discutid medidas para avanzar en la consecución del ODS 3 de la prevención del consumo de sustancias adictivas, y recogedlas en un documento. RespUesta libRe. Pueden sugerir intervenciones a nivel de formación en el ámbito familiar y los centros educativos; disminuir factores de riesgo fomentando y favore- ciendo actividades de ocio alternativas al consumo de sustancias adictivas; incrementar medidas de control en el acceso a las sustancias adictivas, etc. ¿Cómo consigue el organismo coordinar la actividad de los diferentes órganos? ¿Qué sistemas están implicados en dicha coordinación? Mediante la acción conjunta de los sistemas nervioso y endocrino, que provocan res- puestas, glandulares o motoras, ante los diferentes estímulos internos o externos. Actividades (página 299) Actividades digitales 1-4 (E y D) Algunos animales poseen órganos de los sentidos que nosotros no tenemos o bien pueden captar estímulos de una misma modalidad sensorial que nosotros, pero de un rango diferente. Pon algún ejemplo de estas situaciones. RespUesta libRe. Algunos ejemplos son los sentidos de ecolocalización que poseen algunos ani- males como los murciélagos o los narvales, o los sentidos para la detección del campo electromagnético de algunas especies como las abejas. 1 Indica qué sistema de coordinación actúa preferentemente en cada una de estas situaciones: a) Retirar la mano cuando nos quemamos. Sistema nervioso. b) Eliminar mayor cantidad de orina cuando bebemos mucho. Sistema endocrino. c) Dormir cuando oscurece. Sistema endocrino. d) Segregar saliva cuando vemos una comida apetitosa. Sistema nervioso. 2 Muchos perros corren a esconderse cuando oyen el ruido de los petardos o los fuegos artificiales, ya que les produce estrés acústico. ¿Cuál es la razón? Los perros tienen un umbral auditivo más alto que las personas y son capaces de oír sonidos de muy alta frecuencia que nosotros no captamos. Su percep- ción de los sonidos es tres veces más potente que la nuestra. 2. Los receptores sensoriales (páginas 299/301) La recepción de los estímulos sensoriales (E y D) Regulación térmica en el cuerpo humano (E y D) (D) La evolución del ojo (E y D) (D) La magnetorrecepción (E y D) (D) Actividades de desarrollo (páginas 298/315) 1. La función de relación (página 298) 4 3 Cómo se manifiesta en una persona una disminución de su umbral olfativo? Razona la respuesta. Sentirá olores que otras personas no notan. Se conoce como hiperosmia y permite detectar el olor de sustancias en concentraciones muy bajas, 4 Un ruido inesperado puede asustar a un gato, pero si ese ruido es repetitivo deja de afectarle. ¿Por qué? Debido al fenómeno de adaptación, que hace que los receptores dejen de res- ponder cuando el estímulo es persistente. Actividades (página 301) Actividades digitales 5-7 (E y D) Aunque solemos reconocer cinco sentidos, algunos autores defienden que exis- ten entre siete y nueve. ¿Conoces alguno de estos sentidos «adicionales»? El sentido vestibular, que nos informa del equilibrio; la propiocepción, que informa de la posición de las distintas partes del cuerpo; la nocicepción, que nos permite percibir el dolor; la interocepción, que nos permite percibir sensaciones de los órganos del cuerpo, como el hambre, la sed, la acidez, etc. 5 Algunos animales tienen órganos de los sentidos especializados. Investiga y describe la función de estos: a) Ampollas de Lorenzini. Son órganos sensoriales encargados de la detec- ción de campos electromagnéticos y posiblemente de cambios de tem- peratura. Son, por tanto, células electrorreceptoras que se encuentran en torno a la cabeza de los condrictios. b) Sensilas. Son receptores de estímulos no luminosos, principalmente tác- tiles, que presentan los artrópodos, y que a veces están asociadas a qui- miorreceptores. Están formadas por una neurona modificada con forma de pelo insertada en una foseta. c) Órgano de Jacobson. También conocido como órgano vomeronasal, es un órgano auxiliar del sentido del olfato en algunos vertebrados, que se loca- liza entre la nariz y la boca. Su función en muchos animales es la detección de feromonas. d) Vibrisas. Son propias de mamíferos y tienen una doble función. Por un lado, sirven para detectar corrientes de aire que les informan de la presencia cercana de otros animales (por ejemplo, las nutrias las utilizan para de- tectar a sus presas). En otros casos las usan para orientarse en el espacio, como las ratas o los gatos. También ayudan a los animales que las poseen a mejorar su sentido del olfato, pues pueden dirigir las corrientes de aire directamente hacia sus fosas nasales y percibir así mejor los olores. 6 ¿Por qué tenemos el sentido del tacto más desarrollado en los dedos que en otras zonas del cuerpo? Porque en las yemas de los dedos tenemos mayor cantidad de receptores de Vater-Pacini y de Meissner que en otras zonas del cuerpo. Esto permite detec- tar presiones de mínima intensidad y cambios de textura. 7 Al atravesar el cristalino, la luz proyecta en la retina una imagen invertida. Esta información viaja por el nervio óptico hasta el cerebro, donde es proce- sada y la imagen «se invierte». Busca información acerca de en qué consiste y cómo construir una cámara oscura, y podrás reproducir el modo en que se forman las imágenes en la retina. S T E A M BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA 5 Tendrán que construir un modelo semejante a este: Actividades (página 303) Actividades digitales 8-10 (E y D) Decidimos cruzar una calle cuando el semáforo se pone verde para los peatones. ¿Cómo ha viajado la información desde el estímulohasta la respuesta? El estímulo es la luz verde, que activa los receptores de la retina. Esta informa- ción viaja en forma de impulso nervioso por el nervio óptico hasta el lóbulo occi- pital del cerebro, donde se produce la percepción. En el cerebro se elabora una respuesta que se envía desde el área motora a través de la médula espinal hasta los nervios motores de las piernas para iniciar el movimiento 8 ¿Qué ocurriría si una neurona no se repolarizara después de alcanzar el po- tencial de acción? No alcanzaría de nuevo el potencial de reposo, por lo que quedaría incapacita- da para recibir un nuevo estímulo. 9 ¿Cuál es la función de la bomba de Na+ / K+? ¿En qué se diferencia de la bomba de los canales? Su función es bombear iones Na+ hacia el exterior de la neurona e iones K+ hacia el interior en contra de gradiente, es decir, con gasto de energía. La finalidad es conseguir una distribución desigual de estos iones a ambos lados de la membrana y mantener el potencial de reposo de la neurona. Los canales de Na+ y de K+ son dependientes de voltaje y cuando se abren permiten la difu- sión de estos iones a favor de gradiente y sin gasto de energía. 10 Observa la figura 12.5 y responde: Sobreexcitación Umbral Estímulo Tiempo (ms) Potencial de reposoInicios fallidos Fase refractaria Po te nc ia l d e m em br an a (m V ) +40 0 -55 -70 0 5 a) ¿Por qué se producen los inicios fallidos? Porque el estímulo no ha alcanzado el umbral de excitación. b) ¿En qué fase del gráfico se produce la salida de potasio al exterior? La salida de potasio se produce en la rama derecha de la espiga del poten- cial de acción, con lo que se consigue la repolarización de la membrana por debajo de los –70 mV. c) ¿En qué fase se produce la entrada de sodio? La entrada de sodio se produce en la rama izquierda de la curva, despolari- zando la membrana hasta alcanzar los +40 mV. 3. La coordinación nerviosa (páginas 302/305) El impulso nervioso y el potencial de acción (E y D) ¿Cómo funciona la sinapsis? (E y D) (D) La unión neuromuscular (E y D) (D) ¿Cómo funcionan los antidepresivos? (E y D) (D) 12. Relación en los animales 6 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA Actividades (página 305) Actividades digitales 11-15 (E y D) 11 Busca información sobre el efecto que tienen las siguientes sustancias en el organismo e indica si son estimulantes o depresoras del sistema nervioso: alcohol, nicotina, codeína, cocaína, anfetamina, diazepam, cafeína. Son estimulantes la nicotina, la cocaína, la anfetamina y la cafeína. Son depresores el alcohol, la codeína y el diazepam. 12 Indica una ventaja de la sinapsis eléctrica y otra de la sinapsis química. La sinapsis eléctrica es más rápida. La sinapsis química permite mayor capaci- dad de control y modulación de la respuesta. 13 Deduce qué efecto tendría sobre la neurona postsináptica la liberación de un neurotransmisor inhibidor por la neurona presináptica. ¿Por qué crees que muchas interneuronas ejercen una función inhibidora? El efecto sería el bloqueo de la transmisión del impulso nervioso. Las interneu- ronas son neuronas multipolares que están en comunicación con otras muchas neuronas, por lo que deben inhibir muchos se estos contactos para garantizar que el impulso nervioso viaje únicamente por la vía adecuada, estableciendo circuitos concretos y regulando los niveles de actividad del sistema nervioso central. 14 ¿Desde qué rama de la médula espinal, dorsal o ventral, se transmiten al encéfalo las sensaciones recibidas por los nervios raquídeos? ¿En qué rama se recibe la respuesta que se dirigirá a los efectores? La médula espinal recibe las sensaciones por la rama dorsal de los nervios ra- quídeos y transmite la respuesta por la rama ventral. 15 La siguiente imagen muestra la transmisión del impulso nervioso a lo largo de un axón. a) ¿En qué sentido discurre la corriente nerviosa? Razona la respuesta. Hacia la izquierda, porque la zona que se está repolarizando queda a la de- recha de la zona que se está despolarizando. b) ¿A qué lado de la imagen situarías el cuerpo de la neurona? Razónalo. A la derecha, porque el impulso viaja en sentido dendrita – axón. c) ¿Por qué no puedes estimular la neurona de nuevo, justo después de que el potencial de acción alcance el final de la neurona? Porque es necesario que alcance el potencial de reposo antes de que se pueda iniciar una nueva despolarización. Es el período refractario. 712. Relación en los animales Actividades (página 307) Actividades digitales 16-21 (E y D) ¿Tienen cerebro los invertebrados? Atendiendo a su comportamiento, ¿qué inverte- brados crees que tienen un sistema nervioso más complejo? Algunos invertebrados, como los cnidarios o los anélidos, tienen un sistema ner- vioso formado por neuronas interconectadas que pueden agruparse en ganglios, pero no llegan a formar un cerebro. En algunos casos, los ganglios de la región cefálica alcanzan un gran desarrollo, con funciones equiparables a un cerebro, como ocurre en los artrópodos y los moluscos. Los cefalópodos y los insectos son los invertebrados que tienen un comporta- miento más complejo y han desarrollado un auténtico cerebro. 16 ¿Qué tendencia evolutiva observas en el sistema nervioso de los platelmin- tos respecto de los cnidarios? ¿Cuál de los dos crees que ofrece más ventajas? Polarización de los circuitos, acumulación de neuronas en ganglios, cefalización. Presenta más ventajas el sistema nervioso de platelmintos, porque al tener las neuronas acumuladas en ganglios, su capacidad de procesamiento de la infor- mación es mayor que en la red distribuida que presentan los celentéreos. 17 ¿En qué orden aparecieron los siguientes órganos en los animales? a) Cerebro. b) Redes de neuronas. c) Ganglios. Redes de neuronas – Ganglios – Cerebro. 18 ¿Qué ventajas adaptativas ofrece la cefalización? La cefalización permite concentrar la mayoría de los centros nerviosos en la región anterior del cuerpo, donde se concentran también la mayoría de los órganos sensoriales. Esto permite una mejor coordinación en las respuestas relacionadas con la consecución de comida o la detección del peligro. 19 ¿En cuál de los sistemas nerviosos, ganglionar y anular, existe cefalización? ¿Y centralización? Tanto la cefalización como la centralización se aprecian en el sistema nervioso ganglionar, pero no en el anular. 20 Razona por qué los insectos presentan los ganglios torácicos muy desarrollados. Porque en el tórax se localizan las patas y las alas de estos animales, que requie- ren una gran coordinación de movimientos. 21 En muchos insectos existen nervios ópticos y nervios ocelares. ¿Qué inerva cada uno? Investiga qué tipo de visión percibe cada uno de estos órganos. Los nervios ópticos inervan los ojos compuestos y los nervios ocelares los ojos simples (ocelos). Los ocelos solo perciben diferentes intensidades de luz, pero no imágenes. Los ojos compuestos perciben imágenes en mosaico y también colores Actividades (página 309) Actividades digitales 22-26 (E y D) 22 En la corteza cerebral se han identificado distintas áreas donde se procesan determinados estímulos o se llevan a cabo determinadas funciones. Busca in- formación acerca de las áreas en que se procesa la información del lenguaje, sensitiva, motora, visual, táctil y auditiva, y coloréalas sobre una silueta del cerebro. 4. El sistema nervioso en los invertebrados (páginas 306/307) Estudiar la memoria en un invertebrado (E y D) (D) El salto de las pulgas (D) 5. El sistema nervioso en los vertebrados (páginas 308/311) Los sistemas nerviosos somático y autónomo 8 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA RespUesta libRe. Se trata de que busquen información y reconozcan al menos las regiones del cerebro donde se procesan las distintas modalidades sensoriales,así como las relacionadas con el lenguaje (tanto la encargada de su compren- sión, como la de su elaboración). Adicionalmente se puede pedir que encuen- tren otras, como el área motora, o las relacionadas con la memoria. Son numerosos los esquemas del cerebro que pueden encontrarse en la red con las áreas sensoriales indicadas. Gusto olfato Á re a m ot or a Ár ea s en so ria l Ha bl a Visión Cisura de Rolando Lóbulo frontal Cisura de Silvio Área de Broca: centro del lenguaje articulado (solo en el hemisferio izquierdo) Lóbulo temporal Cerebelo Lóbulo posterior (occipital) Lóbulo parietal Hemisferio izquierdo Hemisferio derecho Área de asociación Área de asociación Audición Piernas Tronco Brazos Cara 23 ¿Por qué la corteza cerebral humana se encuentra tan plegada? Para incrementar la superficie y maximizar así el número de neuronas que se disponen en ella. 24 A comienzos del siglo xx, el fisiólogo ruso Iván Pávlov desarrolló la teoría del «reflejo condicionado». Investiga qué es este reflejo y describe el experimen- to que llevó a cabo Pávlov para demostrar su teoría. El reflejo condicionado es un comportamiento aprendido que se produce como respuesta a un estímulo artificial. Pávlov observó que los perros empezaban a salivar al ver a la persona que les proporcionaba la comida diariamente. Realizó un experimento tocando una campanilla justo antes de poner la comida a los perros. Después de varias repeticiones, comprobó que los perros empezaban a salivar al oír la campanilla 25 Investiga y explica en qué consiste la meningitis. La meningitis es una inflamación de las meninges causada, la mayoría de las veces, por infecciones víricas o bacterianas. Puede provocar lesiones severas en el cerebro e incluso la muerte. Los síntomas más frecuentes son dolor de cabeza, rigidez de la nuca, fiebre, intolerancia anormal a la luz o a los sonidos y trastornos de la consciencia. El diagnóstico temprano es fundamental para frenar su avance. El tratamiento se basa en la administración de antivirales o antibióticos, según la causa. La respuesta al estrés (E y D) Experimentos de Pávlov (E y D) (D) Los pollos y el miedo (D) La magnetorrecepción en humanos (D) 912. Relación en los animales 26 El esquema representa la evolución del encéfalo en los vertebrados. El color rojo corresponde al cerebro. a) Explica la tendencia evolutiva del encéfalo que se observa desde los peces hasta los mamíferos. El encéfalo aumenta de tamaño y adopta una forma más globosa. Dismi- nuye el tamaño de los lóbulos olfatorios en aves y mamíferos y aumenta la relación entre el cerebro y el resto de las regiones del encéfalo. b) Compara el cerebro de aves y mamíferos. El cerebro de los mamíferos es más grande y está surcado por numerosas circunvoluciones como consecuencia de un mayor aumento de la corteza cerebral respecto al volumen del cerebro Somos capaces de controlar algunos movimientos de nuestro cuerpo, pero otros no. ¿Cuál es la razón? Indica algún ejemplo de ambos casos. Somos capaces de controlar los movimientos de la musculatura voluntaria, iner- vada por los nervios somáticos. Los movimientos que no somos capaces de con- trolar son aquellos controlados por el sistema nervioso autónomo o los actos reflejos. Controlamos, por ejemplo, el movimiento de un brazo, pero no pode- mos controlar el movimiento intestinal. Actividades (página 311) Actividades digitales 27-32 (E y D) 27 Copia en tu cuaderno este esquema y complétalo: 28 ¿Por qué una lesión en el lado derecho del encéfalo afecta a menudo a los receptores o efectores del lado izquierdo del cuerpo, y viceversa? Porque algunos nervios, como el auditivo o el óptico, se cruzan en el mesen- céfalo conectando con el área del cerebro correspondiente del lado opuesto. Las fibras motoras de los nervios raquídeos se cruzan en el bulbo raquídeo. 29 ¿A qué zona, dorsal o ventral, de la médula llegan las vías sensitivas de los nervios raquídeos? Llegan a la zona dorsal. Sistema nervioso Central Periférico Médula Somático Parasimpático Simpático Encéfalo Autónomo 10 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA 30 En una situación de estrés pueden aparecer síntomas como la sudoración, la sequedad en la boca o el incremento de la frecuencia cardíaca. ¿Cuál es la razón? Se debe a la acción del sistema nervioso simpático, que actúa en situaciones de tensión. Además de otros efectos sobre el organismo, aumenta la sudoración e inhibe la producción de saliva. 31 Elabora una tabla en la que figuren las diferencias entre los sistemas simpá- tico y parasimpático, teniendo en cuenta cómo son las neuronas preganglio- nares y posganglionares, así como la localización de los ganglios. Sistema Neuronas preganglionares Neuronas Localización de los ganglios Simpático Cortas Largas Cerca del sistema central Parasimpático Largas Cortas Cerca de los órganos 32 ¿Qué componente del sistema nervioso periférico es responsable del movi- miento de los ojos? ¿Y del intestino? Del movimiento de los ojos, el sistema somático; del intestino, el sistema autónomo. Cuando nos sentimos amenazados o en peligro, se produce una respuesta fisio- lógica en nuestro organismo. ¿Qué cambios se producen? ¿Cuál es la finalidad de estos cambios? Se libera adrenalina, aumenta la frecuencia cardíaca y la respiración, se tensa la musculatura e incluso se puede erizar el cabello. La finalidad de estos cambios es preparar al organismo para la lucha o la huida ante una amenaza. Actividades (página 313) Actividades digitales 33-34 (E y D) ¿Qué procesos fisiológicos conoces que estén controlados por hormonas? Pueden citarse el control del ciclo menstrual, de la función reproductora, de los cambios fisiológicos de la pubertad, del crecimiento, del metabolismo, etc. 33 En un experimento con larvas de la mariposa Bombyx mori se ha inhibido la funcionalidad de la glándula protorácica. ¿Cuál crees que será el efecto que se observará sobre esos individuos? Los individuos se mantendrán en estado juvenil porque no pueden mudar y, por tanto, no pueden desarrollarse para dar lugar a la forma adulta. 34 Explica el mecanismo de regulación de la insulina, hormona que reduce la concentración de azúcar en la sangre cuando es elevada, y de la prolactina, responsable de la producción de leche materna. La secreción de insulina sigue un mecanismo de retroalimentación negativa: cuan- do aumenta el nivel de azúcar en sangre, aumenta la secreción de insulina. El au- mento de insulina reduce el estímulo, por lo que la secreción de insulina cesa. La secreción de prolactina sigue un mecanismo de retroalimentación positiva: cuando un bebé mama, la succión del pezón hace que se segregue prolactina que estimula las glándulas mamarias. Esto hace que el bebé succione más y que se secrete más prolactina produciendo más leche. 6. Los efectores (páginas 312) Tipos de músculos y la contracción muscular (E y D) Los músculos y la contracción muscular (E y D) (D) 7. La coordinación hormonal(páginas 313/315) Hormonas y crecimiento de insectos (E y D) (D) Atención materna contra el estrés (D) 1112. Relación en los animales Algunas hormonas, además de controlar funciones fisiológicas, tienen efecto en nuestro comportamiento y en nuestro estado de ánimo, como la oxitocina, lla- mada también «hormona del amor». ¿Puedes identificar alguno de estos efectos? Algunas hormonas y neurotransmisores influyen en el estado de ánimo, como la serotonina, que influye en nuestras emociones; la dopamina, también llamada hormona del placer; las endorfinas que producen una sensación de bienestar, o la adrenalina, que produce una sensación estimulante de máxima alerta. Actividades (página 315) Actividades digitales 35-37 (E y D) 35 ¿Cómo explicarías cada uno de los siguientes hechos? a) En un experimento se alimentó a losrenacuajos de una especie de rana con tiroides de caballo. Los renacuajos sufrieron una metamorfosis pre- matura transformándose en diminutas ranas adultas. b) En los lagos de las montañas de México, donde el agua es deficiente en yodo, existe una especie de salamandra que es capaz de reproducirse mientras permanece en forma juvenil. En los dos casos el yodo es fundamental para el desarrollo de la forma adul- ta de los individuos. En el caso de las ranas, la aplicación de la tiroides de caballo induce el inicio de la metamorfosis de forma prematura y por eso se obtiene un individuo adulto, pero de pequeño tamaño. En el caso de la salamandra de México es la presencia de yodo la que inhibe la maduración. La carencia de yodo induce la maduración de los individuos, aunque eso no se vea reflejado en un incremento del tamaño. 36 ¿Por qué el uso de eritropoyetina (EPO) está prohibido en las competiciones deportivas? Porque incrementa la resistencia al ejercicio físico, ya que estimula la produc- ción de eritrocitos, lo que da lugar a una mayor oxigenación del músculo du- rante el ejercicio físico aeróbico. 37 El siguiente gráfico muestra cómo varía la concentración de glucosa en la sangre en una persona. a) ¿Qué hormonas se segregan en A y B? A, insulina. B, glucagón b) ¿Qué glándula las produce? Ambas se producen en el páncreas. La insulina en las células α de los islotes de Langerhans, y el glucagón en las células β 12 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA Actividades digitales 1-30 (E y D) Refuerzo. Actividades (D) Ampliación. Actividades (D) La función de relación 1 Completa en tu cuaderno la siguiente tabla con las diferencias entre el sistema nervioso y el endocrino. Sistema nervioso Sistema endocrino Velocidad Rápida Lenta Duración Corta Larga Transmisión Electroquímica Moléculas secretadas Vía utilizada Nervios Medio interno Elementos Neuronas Hormonas Especificidad Mayor Menor Los receptores sensoriales 2 ¿Qué semejanzas existen entre los receptores del gusto y del olfato? ¿Y entre los auditivos y los del equilibrio? El gusto y el olfato son receptores químicos que detectan sustancias químicas. Los receptores auditivos y del equilibrio son me- canorreceptores que responden a estímulos mecánicos. 3 Busca información sobre los fosfenos y su rela- ción con la expresión «ver las estrellas». Elabora un breve resumen en el que expliques qué son los fosfenos, por qué se generan y qué cualidad de los receptores con respecto a los estímulos no se cumple en este caso. Los fosfenos constituyen la sensación de fogona- zos de luz que tienen lugar cuando se recibe un golpe en un globo ocular y que es lo que común- mente se conoce como «ver las estrellas». Está ocasionado por la despolarización de las células re- ceptoras de la retina como consecuencia del estí- mulo mecánico. Los fosfenos son una excepción a la especificidad de los recepto-res, pues se genera una sensación visual (los fogonazos) a partir de un estímulo mecánico. 4 Las polillas nocturnas son capaces de detectar sonidos ultrasónicos. ¿Cuál puede ser la razón? Se debe a la coevolución o «carrera de armamen- tos» que se ha establecido entre las polillas y los murciélagos. Se ha observado que las polillas pre- sentan mecanorreceptores que les permiten de- tectar las vocalizaciones ultrasónicas que emiten los murciélagos para guiarse en el espacio y, con ello, anticiparse al ataque de estos. Tanto es así, que se ha observado que las polillas detectan úni- camente las frecuencias ultrasónicas en el rango en el cual emiten las vocalizaciones las especies de murciélagos que son sus potenciales depredadores. 5 Las ilusiones ópticas evidencian las limitaciones del sentido de la vista. ¿Por qué se producen? ¿Qué tipo de ilusión se muestra en estos ejemplos? Investiga en qué consiste la habitación de Ames y explica cómo se utilizó en el rodaje de El señor de los anillos. Son percepciones distorsionadas de la realidad. Algu- nas ilusiones ópticas relacionadas con la geometría se producen porque el cerebro solo puede concentrar- se en una imagen a la vez, por lo que cuando se mez- clan dos formas en una imagen, el cerebro elige una de ellas o genera confusión entre ambas. En la imagen de la izquierda, las líneas con grosores diferentes nos hacen ver una superficie ondulada. En la imagen de la derecha parece que los círculos se mueven. La habitación de Ames es una habitación construi- da de tal forma que vista de frente parece una ha- bitación normal, pero en realidad tanto las paredes como el techo y el suelo están inclinados, estando una de las esquinas del fondo más lejos del espec- tador que la otra. De esta forma, una persona en esa esquina parece mucho más pequeña que la que sitúa en la otra. Esta ilusión se utilizó en algunas secuencias de El Señor de los Anillos para hacer pa- recer a los hobbits mucho más pequeños cuando estaban junto a Gandalf. 6 ¿Por qué se dice que los insectos tienen visión en mosaico? Porque cada uno de los omatidios que forman el ojo compuesto de los insectos funciona como un ojo independiente y percibe una sola imagen. La imagen completa se consigue por la suma de imá- genes parciales recogidas por cada uno de los mi- les de omatidios que puede tener un ojo. Actividades de consolidación y síntesis (páginas 316/317) 1312. Relación en los animales 7 Los seres humanos detectamos cinco sabores básicos. Busca información, describe cuáles son y por un ejemplo de un alimento que se caracterice por cada uno de ellos. Los sabores son salado (ejemplo: sal común), dulce (ejemplo: azúcar), ácido (ejemplo: limón), amargo (ejemplo: café) y umami (ejemplo: queso y, en ge- neral, todos los alimentos ricos en glutamato). La coordinación nerviosa 8 La lidocaína es un fármaco que bloquea la aper- tura de los canales del sodio. ¿Por qué crees que se utiliza como anestésico local? Porque impide que los receptores encargados de la percepción del dolor se exciten (impide la gene- ración del impulso nervioso). 9 El esquema representa la distribución de cargas a ambos lados de la membrana de una neurona. Exterior ++++++++++++++++++++++++++++ Interior --------------------------------------------- a) ¿Está polarizada o despolarizada? Está polarizada. b) ¿Cuál sería la diferencia de potencial en este momento? –70 mV. c) ¿Qué nombre recibe este estado? Potencial de reposo. 10 La tetrodotoxina que segrega el pez globo blo- quea los canales de Na+ de las neuronas. ¿Por qué comerlo es letal si no se eliminan las glándulas que segregan esa sustancia? Porque al bloquear los canales de Na+, estas toxi- nas impiden la despolarización de las neuronas y, por tanto, la conducción del impulso nervioso. Así, la musculatura se va paralizando poco a poco has- ta que afecta a los sistemas respiratorio y cardiaco produciendo la muerte. 11 En la brecha sináptica hay enzimas que degradan el neurotransmisor que se libera desde la neurona presináptica que no se ha unido a los receptores de la neurona postsináptica, para evitar que con- tinúe actuando indefinidamente. La que actúa en las sinapsis que usan como neurotransmisor la acetilcolina se denomina acetilcolinesterasa. In- vestiga por qué el tratamiento más utilizado para hacer frente a los síntomas de la enfermedad de Alzheimer son los inhibidores de esta proteína. La acetilcolinesterasa degrada el neurotransmisor, por lo tanto, su inhibición permite que neurotrans- misor actúe más tiempo aumentando la duración de sus efectos. Esto permite contrarrestar la pérdida de acetilcolina provocada por la muerte de neuronas que se produce en esta enfermedad 12 En ocasiones, basta con oler un determinado ali- mento que nos gusta, para que empecemos a se- gregar saliva y decimos que «se nos hace la boca agua». ¿Qué significa esta reacción desde un pun- to de vistaneurobiológico? Es un reflejo del sistema parasimpático, que se produce por la asociación que hacemos entre el olor y el sabor de un determinado alimento. 13 ¿Qué representa la siguiente ilustración? 4 1 2 3 Representa un arco reflejo. Identifica los siguientes elementos: a) Neurona sensitiva: 1 b) Neurona motora: 3 c) Interneurona: 2 14 La siguiente ilustración muestra la transmisión del impulso nervioso a los 10 milisegundos (ms) de iniciarse, en dos neuronas diferentes. Explica la diferencia. Na+ Na+ Na+ Na+ En B, el impulso ha viajado más deprisa debido que se trata de una fibra con mielina, donde la conduc- ción del impulso es saltatoria. En A, al ser una fibra desprovista de mielina, el impulso nervioso ha re- corrido menos espacio en el mismo tiempo. El sistema nervioso en los invertebrados 15 ¿Qué diferencia hay entre el sistema nervioso de los anélidos y el de los artrópodos? Los artrópodos presentan un mayor grado de cen- tralización del sistema nervioso, mayor concentra- ción ganglionar y mayor cefalización, llegando a formar, en algunos casos, un cerebro. A B 14 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA 16 Copia en tu cuaderno la tabla y complétala: Grupo de animales Tipo de sistema nervioso Crustáceos Ganglionar Equinodermos Anular Platelmintos Cordal Cnidarios Plexos nervioso 17 ¿Por qué se dice que el sistema nervioso de los anélidos se asemeja a una escalera? Porque consta de dos cordones longitudinales con pares de ganglios por segmento, unidos por ner- vios que se asemejan a los escalones de una esca- lera de mano. El sistema nervioso en los vertebrados 18 ¿Qué estructuras señalan los números 1 y 2 en la imagen? ¿Qué componentes se diferencian en cada una? 1. Sistema nervioso periférico. Sus componentes son los ganglios y los nervios. 2. Sistema nervioso central. Sus componentes son el encéfalo y la médula espinal 19 Identifica en la imagen las siguientes regiones del encéfalo: cerebro, bulbo raquídeo, cuerpo calloso, hi- potálamo, cerebelo. Indica la función de cada una. 1: tronco cerebral (se ocupa, en general, de regu- lar procesos vitales involuntarios); 2: hemisferio cerebral; 3: hipotálamo (procesa la información sensorial antes de pasar a la corteza cerebral); 4: hipófisis (regula la liberación de hormonas); 5: bulbo raquídeo (controla funciones vitales); 6: médula espinal (participa en la realización de actos reflejos y transmite información hacia y desde el sistema nervioso central); 7: cerebelo (coordina el movimiento); 8: cerebro (procesa la información sensorial, elabora respuestas y es la base de las fa- cultades superiores como la memoria); 9: cráneo (protege al encéfalo); 20 ¿Cuál es la diferencia entre la sustancia gris y la sustancia blanca? ¿Dónde se encuentra cada una en la médula espinal? ¿Y en el cerebro? La sustancia gris está formada por cuerpos neu- ronales, dendritas y axones sin mielina. La sustan- cia blanca está formada por axones con cubierta mielínica. En la médula espinal, la sustancia gris se encuentra en el interior, rodeada de la sustancia blanca. En el cerebro la sustancia blanca se encuentra en el interior, rodeada por la sustancia gris, que forma el córtex cerebral. 21 Por qué un golpe fuerte en la nuca puede produ- cir la muerte? Porque puede afectar al tronco encefálico, que controla muchas de nuestras funciones vitales involuntarias, entre ellas alguna tan importante como la respiración. Los efectores 22 Busca información acerca de las funciones que desempeñan las feromonas en las hormigas y ela- bora un breve resumen. Las feromonas son segregadas por glándulas exo- crinas. Hay diversos tipos de feromonas y ayudan a las hormigas a identificar, por ejemplo, dónde se encuentra la comida, cuándo comienza el aparea- miento, si hay que defender el nido, hasta dónde se extiende una colonia y quiénes la integran. Las feromonas se transmiten por el aire o por con- tacto directo y las hormigas las detectan median- te células receptoras ubicadas en las antenas. Las huelen como si se tratara de sustancias volátiles, o las saborean al tocar a sus pares. 23 La extirpación de los bulbos olfatorios del hám- ster inhibe su conducta sexual. ¿Qué relación hay entre ambos hechos? Los hámsteres se comunican mediante feromonas que detectan mediante el olfato. La extirpación de los bulbos olfatorios impide dicha comunicación e inhibe por tanto la conducta sexual. 1 2 1 9 8 2 5 4 3 7 6 1512. Relación en los animales 24 ¿Por qué es necesario realizar ejercicios de ca- lentamiento antes de hacer deporte? ¿Qué lesio- nes musculares se pueden producir en la práctica deportiva? Los ejercicio de calentamiento preparan el orga- nismo para la actividad deportiva porque aportan más sangre a los músculos, aumentan la tempera- tura corporal y mejoran la flexibilidad. Las lesiones musculares más comunes de la prácti- ca deportiva son los esguinces, los desgarros y las tendinitis. 25 ¿Qué tipo de musculatura forma el iris? ¿Y el útero? En ambos casos se trata de musculatura lisa, de contracción involuntaria. La coordinación hormonal 26 Explica con un ejemplo en qué consiste la retro- alimentación negativa. Es un mecanismo homeostático que consiste en aumentar el nivel de un determinado factor cuan- do este ha descendido por debajo de un umbral o en disminuirlo cuando ha aumentado por encima de ese umbral. Un ejemplo es la frecuencia del la- tido cardíaco. Cuando estamos haciendo ejercicio la demanda de oxígeno y la necesidad de expulsar mayor cantidad de dióxido de carbono que cuando estamos en reposo hacen que la frecuencia cardía- ca aumente para que el flujo sanguíneo aumente en los tejidos. Cuando paramos cesa la necesidad creada por el ejercicio y con ello el estímulo que hizo aumentar la frecuencia de latido. Otro ejem- plo es lo que sucede después de una comida muy rica en glucosa. En ese caso se liberará insulina des- de el páncreas para reducir los niveles de glucosa. Cuando se hayan alcanzado los niveles normales de glucosa, se dejará de secretar la insulina. 27 Completa en tu cuaderno la siguiente tabla acer- ca de las hormonas en los invertebrados: Grupo Glándula Hormona Cefalópodos Ópticas Gonadotrópica Anélidos Ganglios cefálicos Neurohormonas Insectos Cuerpos alares Hormona juvenil 28 Indica dónde se segregan y qué función tienen las siguientes hormonas: prolactina, oxitocina, al- dosterona, secretina, adrenalina. Prolactina: segregada por la adenohipófisis, esti- mula la producción de la leche tras el parto en los mamíferos. Oxitocina: segregada por la neurohipófisis, esti- mula las contracciones uterinas durante el parto. Aldosterona: segregada por la corteza suprarrenal, regulan la reabsorción de iones en el riñón. Secretina: segregada por la pared del intestino delgado, estimula la secreción pancreática. Adrenalina: segregada por la médula suprarre- nal actúa elevando la frecuencia cardíaca, la pre- sión sanguínea y la concentración de azúcar en la sangre. 29 Cita dos hormonas con efectos antagónicos e indica la función de cada una. La insulina disminuye el nivel de azúcar de la san- gre; el glucagón aumenta el nivel de azúcar en la sangre. La paratohormona, provoca la deposición de calcio en los huesos; la calcitonina provoca la liberación de calcio de los huesos. 30 El siguiente gráfico muestra la evolución del ni- vel de glucosa en la sangre en una persona sana y en una diabética tras la ingestión de una bebida azucarada. Persona diabética Persona no diabética G lu co sa e n sa ng re (m g/ 10 0 m L) 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 Horas desde la ingestión de glucosa a) ¿Cuál es el nivel inicial de glucosa de cada uno? ¿Y el nivel máximo? El nivel inicial de la persona sana es 75 mg/100ml y su nivel máximo 170 mg/100ml. El nivel inicialde la persona diabética es 150 mg/100ml, y su nivel máximo 375 mg/100ml b) ¿Cuánto tardan en empezar a descender los ni- veles de glucosa en cada caso? En la persona sana, 1 hora. En la persona diabé- tica 2 horas c) ¿Cuánto tardan en recuperar el nivel inicial de glucosa? La persona sana 3,5 horas. La persona diabética aún no lo ha recuperado transcurridas 5 horas. 16 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA Desarrollo de competencias Actividades digitales 1-4 (E y D) Desarrollo de competencias. Los efectos de los plaguicidas (D) 1 En el primer caso: a) ¿Qué representa el esquema? b) Identifica la estructura señalada con una X. c) ¿Cuál es el efecto de los neonicotinoides en la transmisión sináptica? a) Representa la transmisión sináptica. b) Es el canal de recaptación de los neurotransmisores. c) El efec- to de los neonicotinoides es el bloqueo transmisión sináptica, ya que estos sustituyen al neurotransmisor impidiendo su efecto en el organismo. 2 En el segundo caso: a) ¿Qué consecuencias podría tener la disminución del número de abejas a nivel mundial? b) ¿Qué pretende demostrar el estudio? c) Identifica las variables dependiente e independien- te. d) ¿Cuál es el grupo control? e) ¿Cuál sería la conclusión del estudio? a) La disminución de abejas tendría como consecuencia, entre otras cosas, el fracaso de las cosechas por falta de polinizadores y pondría en riesgo la alimentación mundial. b) El estudio pretende demostrar que el despoblamiento de las colmenas de abejas está relacionado con el tiempo de exposición al insecticida. c) Variable independiente: las semanas de exposición al insecticida; variable dependiente: el porcentaje de colmenas despobladas. d) El grupo control es el grupo de colmenas que no ha sido expuesta al insec- ticida. e) El despoblamiento de colmenas aumenta con la exposición al insecticida. Ciencia, Tecnología y Sostenibilidad (página 318) Los efectos de los plaguicidas SITUACIÓN DE APRENDIZAJE 3 En el tercer caso. ¿Qué consecuencia cabría esperar en cada caso? Los disruptores endocrinos pueden amplificar el efecto de la hormona natural (A) o bien impedir su efecto (B). 4 Realizad en grupo un informe que recoja las consecuencias de un descenso generalizado de insectos como consecuencia del abuso de los plaguicidas. Respuesta libRe. Se puede organizad un debate argumentando a favor y en contra del uso de los pesticidas, integrando en él los efectos ambientales, económicos y sociales. Al finalizar, se debe hallar una solución de consenso. Notas 1712. Relación en los animales Técnicas de trabajo y experimentación (página 319) Cálculo del tiempo de reacción ante un estímulo Actividades digitales 1-3 (E y D) Video del experimento. Cálculo del tiempo de reacción ante un estímulo (E y D) Informe. Cálculo del tiempo de reacción ante un estímulo (E y D) Análisis de los resultados 1 Representa los resultados de tu grupo en una gráfica de barras. Deberán representar los resultados en una gráfica de este tipo: 15 Tiempo (s) N ú m er o d e al u m n o s Velocidad de reacción 10 5 0 0,00-0,09 0,10-0,19 0,20-0,29 0,30-0,39 0,40-0,49 2 ¿Qué tipo de respuesta has dado al ver caer la regla? Se trata de un acto voluntario. 3 La velocidad de transmisión del impulso nervioso en los mamíferos varía de 2 a 100 m/s. Calcula la distan- cia recorrida por el impulso nervioso desde el receptor hasta el efector. ¿Hay mucha diferencia con tus resultados? Se espera que los datos caigan dentro de este rango. La distancia recorrida por el impulso nervioso debe calcularse midiendo el eje antero-posterior del cráneo (desde el ojo hasta el occipital), desde este punto hasta la columna a la altura del hombro y desde ahí hasta el codo, donde se insertan los músculos flexores del carpo. Suponiendo que esta distancia sea de 110 cm y el tiempo de reacción sea 0,13 s, en un segundo se habrían recorrido, aproximadamente, 846 cm, es decir, 8,46 m. En un segundo habría recorrido aproximadamente 846 cm, es decir, 8,46 m. Notas 18 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA ESPACIO PRO. Relación en los animales (E y D) Actividades digitales 1-8 (E y D) Prueba de evaluación. (D) Test de evaluación. (D) Test online. (D) 1 El siguiente gráfico representa los procesos que tienen lugar cuando se genera un impulso nervio- so en una neurona. B C D Po te nc ia l d e m em br an a (m V ) Tiempo (ms) +40 0 -55 -70 0 1 2 3 4 5 A a) Indica el significado de las letras A, B, C y D. A: Potencial de reposo. B: Despolarización. C: Potencial de acción. D: Repolarización. b) ¿Cuál es la diferencia de potencial del umbral de excitabilidad? –55 mV. c) ¿En qué momento se produce el estímulo? En 1 ms. d) ¿Cuándo podría estimularse de nuevo la neurona? En 5 ms. 2 Una de las pruebas que se llevan a cabo para de- terminar la muerte cerebral consiste en proyectar la luz de una linterna sobre el ojo para comprobar si disminuye el tamaño de la pupila. a) ¿Qué tipo de respuesta se está valorando? Una respuesta involuntaria al estímulo luminoso. b) Describe el recorrido de la corriente nervio- sa desde que se produce el estímulo luminoso hasta que se produce la respuesta. La luz estimula las células de la retina, que en- vían el impulso nervioso hasta la corteza visual del lóbulo occipital del cerebro. Desde la cor- teza se envía la respuesta, que viaja por la vía parasimpática del nervio oculomotor hasta la musculatura del iris. c) ¿Cuál es la función de la pupila? La pupila es la abertura del centro del iris que permite el paso de la luz hacia la retina. 3 Una persona que ha sufrido un accidente pue- de sentir un pinchazo en el talón, pero no puede mover los dedos del pie. a) ¿Cuál de los tres cortes 1, 2 o 3 es responsable de la lesión? El corte 3. b) Identifica las neuronas A, B y C. A: neurona sensitiva. B: neurona de asociación. C:, neurona motora. 4 Una mariposa macho del género Bombyx mori es capaz de volar durante kilómetros al detectar bombicol en el aire producido por una hembra. a) ¿Qué tipo de sustancia es el bombicol? ¿Qué función cumple? Una feromona. Es una señal química que pro- voca la atracción sexual del macho. b) ¿Qué tipo de glándulas las segregan? Glándulas exocrinas. ESPACIO PRO. Relación en los animales (E y D) Conocimientos básicos (página 320) Evaluación (página 321) 1912. Relación en los animales 5 El siguiente esquema representa el efecto de la cocaína sobre los mecanismos sinápticos. a) ¿Qué tipo de sustancia es la dopamina? ¿Qué función tienen los canales de recaptura de la dopamina? La dopamina es un neurotransmisor. Los cana- les de recaptura tienen la función de recupe- rar los componentes de los neurotransmisores para que puedan volver a ser utilizados por la célula. b) ¿Crees que la cocaína es una droga estimulan- te o depresora? Razona tu repuesta basándote en lo que observas en la ilustración. La cocaína bloquea la recaptura de la dopami- na, por lo que el efecto de este neurotrans- misor se prolonga más tiempo. Es una droga estimulante. 6 Observa el dibujo de un cerebro de rata y el de una persona que se muestran abajo. Señala dos dife- rencias entre ellos y explícalas aportando razones de tipo evolutivo. El cerebro humano es más grande, tiene la corteza cerebral plegada (circunvoluciones cerebrales) y los lóbulos olfatorios son más pequeños. El mayor tamaño del cerebro está relacionado con una ma- yor capacidad para analizar la información senso- rial y controlar los movimientos voluntarios, y es donde se localizan las funciones superiores, como la memoria y la inteligencia. Las circunvoluciones de la corteza cerebral se ori- ginan al tener que plegarse para poder alojarse dentro de la caja craneana, debido a su gran desa- rrollo en los humanos.Los lóbulos olfatorios son más reducidos en los hu- manos debido a que este sentido pierde importan- cia para su supervivencia en favor de la vista. 7 En los vuelos transoceánicos es frecuente sufrir un trastorno conocido como jet lag, que puede provocar dificultad para conciliar el sueño. Para paliar los efectos de este trastorno se recomienda la administración de una hormona que induce el sueño. a) ¿Por qué crees que se produce el jet lag? Por un desequilibro entre el ritmo interno de sueño y vigilia y el nuevo horario del lugar de destino. b) ¿Qué hormona puede paliar sus efectos? La melatonina. c) ¿Qué glándula la segrega? ¿En qué circunstan- cias la segregamos de forma natural? La segrega la epífisis. El estímulo que provoca la liberación de melatonina es la oscuridad. 8 Algunos animales, como el camaleón, tienen vi- sión monocular, y otros, como los primates, la tie- nen binocular. a) ¿Qué significan estos términos? La visión monocular significa que cada ojo tie- ne una visión independiente. La visión binocu- lar significa que se percibe una sola la imagen formada por la información de ambos ojos. b) ¿Qué ventaja proporciona cada una? En la visión monocular el campo de visión es mayor, lo que es una ventaja para detectar la presencia de depredadores. La visión binocular obliga a que ambos ojos se sitúen en posición frontal, lo que reduce el campo visual, pero permite una visión tridimensional y mayor pre- cisión en el cálculo de distancias, lo que resulta esencial para los depredadores o para los rápi- dos movimientos de los primates en su despla- zamiento por las copas de los árboles. 20 BLOQUE. UNIDAD Y DIVERSIDAD DE LA VIDA
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