Programa de Biología
Primer ciclo
VERSIÓN PRELIMINAR . 2007
Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires Ministerio de Educación
Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires
Jefe de Gobierno . Jorge Telerman
Ministra de Educación . Ana María Clement
Subsecretario de Educación . Luis Carlos Rubén Liberman Directora General de Educación . Adelina de León
Director del Área de Educación del Adulto y del Adolescente . Alejandro Kuperman
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Programa de Biología. Primer ciclo
Versión preliminar . 2007
Coordinación: Isabel Malamud . Especialista en contenidos: Patricia Iglesia
La Dirección de Currícula agradece la participación de profesores y directivos de los Centros Educativos de Nivel Secundario que asistieron a los diversos espacios de consulta para la revisión, elaboración y ajuste de estos programas: en el año 2006, CHARBUKI, Marcela Beatriz – CENS Nº46; CLUSELLAS, Javier María – CENS Nº52; GARGAGLIONE, Adriana – CENS Nº54; NIEVA, Fabiana – CENS Nº41; OTERO MAC DOUGALL, Omar Alejandro – CENS Nº54; PELLE, Sandra Gabriela – CENS Nº42; ROSSI, Adriana Beatriz – CENS Nº28; VEGA, Claudio Guillermo – CENS Nº28; y durante el año 2007, CHARBUKI, Marcela Beatriz – CENS Nº46; CORRADO, Celina Estela – CENS Nº58; GARGAGLIONE, Adriana – CENS Nº54; NIEVA, Fabiana – CENS Nº41; VEGA, Claudio Guillermo – CENS Nº26.
El proceso de elaboración de los programas se caracterizó por la activa colaboración de docentes y directivos de los CENS, quienes a través de sucesivas reuniones, convocadas por la Dirección del Área de Educación del Adulto y del Adolescente y la Dirección de Currícula, revisaron propuestas preliminares, sugirieron la introducción y/o la supresión de distintas temáticas, plantearon ajustes, discutieron perspectivas, aportaron información y contribuyeron en la redacción de las versiones preliminares.
Se espera que los programas que hoy se ponen a disposición de los docentes alcancen rango de Resolución del Ministerio de Educación del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires, una vez que se haya completado la elaboración para las demás asignaturas de formación general.
© Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires Ministerio de Educación
Dirección de Currícula. 2007
Hecho el depósito que marca la Ley Nº 11.723.
Dirección General de Planeamiento. Dirección de Currícula Esmeralda 55, 8º piso
C1035 ABA – Buenos Aires. Teléfono/fax: 4343 4412
Permitida la transcripción parcial de los textos incluidos en este documento, hasta 1.000 palabras, según Ley Nº 11.723, art. 10º, colocando el apartado consultado entre comillas y citando la fuente; si éste excediera la extensión mencionada, deberá solicitarse autorización a la Dirección de Currícula.
La enseñanza de las Ciencias Naturales propone formas particulares de mirar el mundo y explicar los fenómenos que suceden. La propuesta que presentamos incorpora conceptos estructurantes del área: unidad, diversidad, sistema, cambio, interacción, materia, energía; estos conceptos serán trabajados de manera recurrente en las diferentes unidades, así como en las materias que conforman el área.
La selección de contenidos de Biología se orientó a promover que los estudiantes en tanto ciudadanos adultos puedan conocer, comprender y reflexionar críticamente acerca de distintas problemáticas relacionadas con su vida cotidiana, en particular aquellas vinculadas con el medio ambiente y el funcionamiento del propio cuerpo. Los contenidos están organizados alrededor de tres núcleos temáticos: ecosistemas, seres vivos y organismo humano, proponiendo un tránsito por diferentes niveles de organización.
El recorrido comienza con una breve puesta en escena del planeta Tierra, su origen y evolución. La intención es presentar el escenario en el que se desarrollan los seres vivos y realizar un primer abordaje a la noción de sistema, también se espera comenzar a construir la noción de ambiente, integrando all estudio de la biosfera elementos de la geosfera, atmósfera e hidrosfera.
En la unidad siguiente, la propuesta hace foco en algunas de las similitudes y diferencias que presentan los seres vivos que conforman a las poblaciones. Las características, tanto estructurales como funcionales, que comparten los organismos, son un sólido argumento que sustenta su origen común. En tanto que las teorías evolutivas explican la diversidad biológica a partir de modelos aceptados por la comunidad científica.
Por último, la tercera unidad está centrada en el organismo humano como modelo de ser vivo. La organización de esta unidad enfatiza la articulación entre los sistemas de órganos vinculados con la nutrición. Desde allí se retoman conceptos como sistema abierto, nutrición, metabolismo, abordándolos ahora en un contexto particular que consideramos significativo para el alumno. De esta manera, se puede promover la elaboración de explicaciones más potentes sobre el funcionamiento del propio cuerpo que tiendan a superar el pensamiento mágico y las explicaciones de sentido común.
Se sugiere reservar más tiempo de clase para la tercera unidad, de forma tal que sea posible integrar y retomar en ella contenidos presentados en las unidades anteriores.
Propósitos
Promover en los alumnos una visión sistémica de los ecosistemas, los seres vivos y el organismo humano, jerarquizando las interacciones que se establecen entre sus componentes.
Proponer situaciones que favorezcan que los estudiantes comprendan que los seres vivos, y en particular el organismo humano, son sistemas abiertos en continua interacción con el ambiente.
Ofrecer a los alumnos oportunidades para que construyan explicaciones que incorporen elementos de los modelos científicos vigentes.
Seleccionar casos que les permitan a los alumnos interpretar información relacionada con el cuidado de su propia salud.
Unidad I. Ecosistemas, interacción y cambio
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
Organización del planeta Tierra.
- Breve historia del planeta Tierra. Origen y cambios.
- Los sistemas del planeta Tierra: geosfera, atmósfera, hidrosfera, biosfera.
- Características del planeta que posibilitan la vida. La biosfera.
Ecosistemas naturales. Componentes y relaciones.
- Poblaciones naturales (componentes bióticos). Concepto biológico de especie.
Comunidades.
- Medio físico (componentes abióticos). Por ejemplo: características del suelo, intensidad lumínica, disponibilidad de agua, etcétera.
- Relaciones entre los seres vivos y factores del medio.
- Relaciones entre seres vivos: intraespecíficas e interespecíficas.
- Niveles tróficos: productores, consumidores,
Se pretende describir el planeta como marco en el que se desarrollan los seres vivos incorporando en esa presentación ciertos acontecimientos que permitan poner en evidencia relaciones entre los sistemas que lo conforman. Por ejemplo, la intensa actividad volcánica de la geosfera durante las primeras etapas de formación del planeta, o la posterior actividad
fotosintética realizada por los seres vivos autótrofos, pueden ser vinculadas con la composición química de la atmósfera. Al plantear algunas de las múltiples interacciones que se
establecen entre las partes del planeta, la intención es describir su organización y realizar un primer abordaje a la noción de sistema. También interesa aquí comenzar a construir la noción de ambiente, integrando al estudio de la biosfera elementos de la geosfera, atmósfera e hidrosfera, vinculándolos con las
condiciones globales que permiten la presencia de seres vivos en la Tierra.
Se sugiere explicitar el cambio gradual de nivel de organización que conlleva el recorrido propuesto: planeta, biosfera,
ecosistemas, comunidades, poblaciones; considerando que cada nivel implica la emergencia de propiedades particulares (por ejemplo, la biodiversidad en el nivel comunidad o el tamaño poblacional). Se pretende considerar en particular los
ecosistemas y describir sus componentes poniendo énfasis en las relaciones que se establecen entre ellos. Con respecto a los componentes bióticos interesa que los alumnos puedan tener en cuenta que las relaciones ecológicas se establecen en un nivel supraindividual y no entre individuos aislados (“el puma”, “la oveja”, “el pasto”), por ello importa enfatizar el papel de las poblaciones como objeto de estudio.
En relación con el medio físico se propone la incorporación de diferentes componentes abióticos jerarquizando las relaciones que establecen con los seres vivos, dado que así como las condiciones del medio físico influyen sobre los seres vivos, también los seres vivos modifican ese medio.
Se sugiere trabajar la noción de interacción mediante el análisis de situaciones en las que se pueda reconocer la influencia mutua entre seres vivos (competencia, predador-presa) o entre una población y los componentes abióticos. Por ejemplo, las características del suelo influyen en la disponibilidad de agua y nutrientes que captan las plantas, pero a su vez la presencia de vegetación modifica la estructura y la composición del suelo dado que puede disminuir la compactación y la erosión.
Se recomienda la presentación de diferentes clases de
relaciones entre los seres vivos de una misma especie: elección de pareja, reproducción, cuidado de crías, competencia por recursos del medio, etc. También se pueden establecer diferentes tipos de relaciones entre organismos de distintas poblaciones, en particular las relaciones tróficas.
El rol de los productores en los ecosistemas.
Fotosíntesis.
Autótrofos y heterótrofos.
Representación mediante cadenas y redes tróficas.
- Circulación de la materia y flujo de energía a través de los seres vivos.
- Introducción al proceso de respiración celular.
Cambios en los ecosistemas.
- Problemas ambientales.
mediante el proceso de fotosíntesis, dado que estas poblaciones serían las “puertas de entrada” de la materia y la energía a un ecosistema. En este sentido, interesa considerar al proceso de fotosíntesis. En esta unidad sólo se pretende realizar una aproximación funcional a los conceptos de materia y energía, posteriormente serán retomados al considerar el metabolismo en la unidad siguiente. Como el rol de los consumidores suele ser reconocido por los alumnos, resulta necesario jerarquizar el papel de los descomponedores como organismos claves en el reciclado de materiales en un ecosistema.
Una determinada población puede establecer múltiples
relaciones alimentarias con otras poblaciones, estas relaciones se pueden representar mediante cadenas y redes. Se propone la interpretación y la elaboración de cadenas y redes a partir del análisis de información sobre un ecosistema concreto. También interesa relacionar ambas formas de modelizar las relaciones alimentarias exponiendo el recorte que implica construir una representación simplificada de una realidad compleja.
La intención es aproximarse al ciclo de la materia sin hacer hincapié en la composición química de las sustancias involucradas. Se sugiere presentar este tema integrando los diferentes niveles tróficos a través del alimento. Los productores sintetizan sustancias orgánicas que utilizan como alimento a partir de materia inorgánica. Los materiales circulan a través de los consumidores al alimentarse. Los descomponedores de alguna manera “cierran” el ciclo de circulación de materiales al degradar los desechos que provienen de los productores y consumidores, transformándolos en sustancias inorgánicas (sales minerales) que pueden ser incorporadas y utilizadas por los organismos fotosintéticos.
Con respecto al flujo de energía interesa destacar el aporte continuo de energía externa (mediante la luz solar) a los ecosistemas, así como mencionar las transformaciones de energía que ocurren en cada nivel trófico. Para ello resulta necesario incluir una aproximación al proceso de respiración celular realizado por los seres vivos como aquel que les permite obtener energía a partir de los alimentos. Este proceso será retomado en las unidades siguientes.
Se puede abordar un problema ambiental local (inundaciones en la ciudad, contaminación de napas subterráneas de agua, tratamiento de residuos domiciliarios, etc.) incluyendo en el análisis algunos de los múltiples aspectos involucrados (biológico, económico, social, cultural, político, etc.). De esta manera se podría aproximar un modelo de análisis que permita posteriormente interpretar la complejidad de problemáticas ambientales globales.
UNIDAD II. Seres vivos unidad y diversidad
teorías evolutivas que explican la diversidad biológica a partir de modelos aceptados por la comunidad científica.
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
Características comunes de los seres vivos.
- Los seres vivos como sistemas abiertos. Intercambio de materia y energía con el ambiente.
- Los seres vivos realizan transformaciones de materia y energía. Introducción al concepto de metabolismo. Relación entre el intercambio y las
transformaciones de materia y energía en los seres vivos.
- Organización celular de los seres vivos. Similitudes y diferencias entre las células. Componentes.
Criterios utilizados para clasificar la diversidad celular.
Células procariotas y eucariotas.
- Organismos unicelulares y pluricelulares.
- Crecimiento y reproducción como características propias de los
seres vivos.
Origen de los seres vivos. - Teorías que explican el origen de
la vida.
No interesa aquí hacer un listado extenso de propiedades, sino seleccionar algunas que permitan retomar contenidos
previamente trabajados e ir construyendo la noción de ser vivo como un sistema integrado y abierto. Proponemos una aproximación al concepto de metabolismo, recontextualizando los procesos metabólicos ya mencionados (respiración celular y fotosíntesis). Para ejemplificar los conceptos de sistema abierto y metabolismo, se sugiere retomar la clasificación de los seres vivos en autótrofos y heterótrofos, y así comparar los materiales incorporados, aquellos eliminados y las transformaciones realizadas. Al relacionar las propiedades mencionadas, se intenta presentar una caracterización integrada del ser vivo.
Se sugiere presentar las propiedades comunes de las células para ir construyendo un modelo de célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos. Así también se
propone comparar distintos tipos celulares analizando diferencias observables (forma, tamaño, componentes) en imágenes
obtenidas a través del microscopio óptico y electrónico. Al describir la estructura de las células se recomienda seleccionar aquellos componentes que sean relevantes porque pueden vincularse con procesos ya mencionados (como mitocondrias y respiración celular), o porque se utilizan para clasificar a las células en grandes grupos. Interesa aquí presentar las principales diferencias entre células procariotas y eucariotas para realizar una primera aproximación a la noción de división del trabajo en las células.
Se propone diferenciar entre seres vivos unicelulares y pluricelulares, así como mencionar los distintos niveles de organización (celular, tisular, órganos, sistemas de órganos) que pueden alcanzar los organismos pluricelulares.
Sólo se pretende presentar estas características que se
retomarán en Educación para la Salud durante el siguiente ciclo.
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
Diversidad biológica. - Identificación de criterios de
clasificación: tipo celular, tipo de nutrición; poseer una o muchas células, etcétera.
- Clasificación en reinos.
Evolución.
- Las teorías evolutivas como modelos explicativos de la biodiversidad.
- Mecanismo de selección natural. Reproducción diferencial. Adaptación.
Se pretende enfatizar la gran diversidad de estrategias que tienen los diferentes grupos de seres vivos (a pesar del origen común). Las clasificaciones tienen sentido porque permiten ordenar la información; se recomienda explicitar que siempre un tipo de clasificación implica considerar ciertos criterios y no otros. En este caso se presentará la agrupación de los seres vivos en cinco reinos como una de las clasificaciones posibles.
La intención es presentar cómo se explica la biodiversidad existente a partir de la Teoría enunciada por C. Darwin. Se pueden comparar diferentes posturas acerca de la evolución biológica y analizar algunas de las evidencias que se constituyen en pruebas históricas de la evolución. Se pretende conocer el mecanismo de selección natural como uno de los que permite explicar los cambios ocurridos en las especies. Así como considerar la adaptación como resultado de la selección natural.
UNIDAD III. El organismo humano como sistema integrado y abierto: nutrición
En esta unidad se enfoca la atención en el organismo humano como modelo de ser vivo. Se retoma el concepto de nutrición abordándolo ahora con mayor detalle en el cuerpo humano con el propósito de conocer su funcionamiento y poder favorecer el cuidado de la salud.
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
Incorporación y transformación de los alimentos
Alimentos y nutrientes
- Relación entre ambos conceptos.
Principales componentes de los alimentos: carbohidratos, proteínas, lípidos, vitaminas.
- Relación entre la composición de los alimentos y la de los seres vivos.
- Dieta. Principales funciones de los componentes presentes en los alimentos.
Se sugiere comenzar el estudio del proceso de nutrición en el organismo humano caracterizando los nutrientes y alimentos. A partir de la lectura y el registro de la información expuesta en las etiquetas de productos alimenticios que se consumen habitualmente, se espera establecer una primera aproximación a las biomoléculas (proteínas, carbohidratos, lípidos) como componentes característicos de los alimentos.
Se pretende identificar las principales funciones (estructurales y energéticas) de los componentes de los alimentos. A través de esta primera aproximación se sugiere discutir el concepto de “alimentación sana”. Para ejemplificar problemas nutricionales, se propone trabajar con algún caso como la anemia
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
Sistema digestivo. - Órganos del sistema.
- Digestión química: rol de las enzimas en la transformación de los alimentos.
- Absorción de nutrientes: relación entre estructura y función del intestino delgado.
- Relación entre digestión y absorción. Vinculación del sistema digestivo con el sistema circulatorio.
- Reabsorción de agua en el intestino grueso.
La circulación como estrategia de distribución de nutrientes a las
células.
- Sistema circulatorio.
Características del corazón y los vasos sanguíneos. Circuitos vasculares.
Relación entre los diferentes tipos de vasos sanguíneos (arterias, venas y capilares).
- Sangre. Caracterización de los componentes del tejido sanguíneo: plasma, glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas. Función biológica. Principales funciones de los
glóbulos rojos.
Se recomienda presentar al sistema digestivo de manera integrada “siguiendo” al alimento a través de los diferentes órganos. Al mencionar los órganos se pretende dejar de lado descripciones anatómicas que no aporten a la construcción de la concepción del funcionamiento conjunto y continuo del sistema. La intención aquí es trabajar la concepción de digestión como un proceso de “desarmado” secuencial de los alimentos. Interesa caracterizar a las enzimas como actores fundamentales del proceso digestivo.
Se sugiere detenerse en la estructura de las vellosidades, relacionando la extensa superficie del intestino delgado con la función que cumple. Dado que para que se produzca la absorción los nutrientes deben atravesar membranas celulares, se propone bajar de nivel de organización para vincular al intestino delgado (órgano) con las células que lo conforman. De esa manera, se pretende relacionar digestión y absorción, además de poner en conflicto la creencia cotidiana que sostiene que “incorporamos lo que necesitamos y lo demás lo eliminamos”.
Proponemos considerar algunas de las funciones de la última porción del sistema digestivo. La retención de agua (en este caso el medio en el que van inmersos los nutrientes) es una estrategia imprescindible para todo organismo terrestre. Es posible ampliar el tema analizando por ejemplo la relación simbionte entre el organismo humano y las bacterias que habitan el intestino grueso, la función de las fibras que se ingieren, los probióticos.
Se sugiere presentar el sistema circulatorio en conexión con el sistema digestivo, retomando la absorción de nutrientes y su paso a los capilares sanguíneos que así serán distribuidos a todas las células. Desde allí sería posible plantear la continuidad de la circulación vinculando los vasos sanguíneos (arterias, venas y capilares) entre sí, y relacionándolos con el corazón. Para ello, por ejemplo, se podría describir el recorrido que hace un nutriente desde el intestino delgado hasta su arribo a una célula muscular de la pierna.
Se recomienda hacer hincapié en la función de los glóbulos rojos dado que permite retomar el déficit de hierro, vincularlo con la menor producción de hemoglobina en casos de anemia y, por tanto, la función de los glóbulos rojos como
CONTENIDOS ALCANCES Y COMENTARIOS
La respiración y su relación con la obtención de energía.
- Sistema respiratorio: órganos que lo componen. - Relación estructura función.
Por ejemplo, relacionar la estructura extensamente ramificada del sistema con la función de intercambio gaseoso.
- Relación entre el sistema respiratorio y el sistema circulatorio. Hematosis: intercambio de O2 y CO2
- Respiración: distintos significados del término. - Relación entre el intercambio
de gases y el proceso de respiración celular. - Respiración celular y
obtención de energía en el organismo humano.
La excreción
y la eliminación de desechos.
- Sistema urinario: función de los riñones.
Filtración de la sangre, reabsorción de agua y nutrientes, excreción de orina.
Breve descripción de los órganos que forman al sistema respiratorio relacionando algunas características estructurales con la función que tienen. Por ejemplo, la presencia de cilios y moco producidos por las células de los diferentes órganos del sistema, resulta una primera barrera defensiva ante la
presencia de agentes extraños.
Se recomienda presentar el sistema respiratorio vinculado al sistema circulatorio de manera tal de ir construyendo la noción del organismo humano como sistema.
Se sugiere diferenciar los distintos niveles en los que se utiliza el término respiración y los significados que tiene el concepto en cada caso; para ello, se recomienda caracterizar el intercambio de gases, diferenciarlo y relacionarlo con la respiración celular.
Retomar el concepto de respiración celular como proceso metabólico ubicándolo en el contexto del propio cuerpo. No interesa una descripción exhaustiva de la reacción química sino conocer las sustancias iniciales, cómo llegan a las células, qué productos se obtienen. En especial se sugiere jerarquizar la obtención de energía a partir de los alimentos. Se puede retomar aquello ya trabajado sobre hemoglobina y transporte de oxígeno para darle más sentido.
Se sugiere relacionar la función del sistema con la filtración de los desechos metabólicos que circulan por sangre. Se recomienda diferenciar la excreción de la egestión. Interesa aquí ubicar la reabsorción como una estrategia de los organismos terrestres relacionada con la conservación del agua.
Objetivos
Identificar los componentes de los ecosistemas, describir la circulación y la transformación de materia y energía en los diferentes niveles de organización involucrados.
Reconocer las interacciones entre productores, consumidores y descomponedores modelizando las relaciones tróficas que se establecen mediante redes y cadenas alimentarias.
Caracterizar a los seres vivos como sistemas abiertos y a sus células como unidades estructurales y funcionales.
Explicar la diversidad biológica actual a partir de los argumentos propuestos por la Teoría de la selección natural.
Caracterizar y describir las funciones de los distintos tipos de nutrientes en el organismo humano, ejemplificando algunas consecuencias derivadas de carencias alimentarias.
Relacionar las diferentes estructuras (células, tejidos, órganos) que intervienen en el proceso de nutrición con las funciones que cumplen.
