6° Semestre - Organismos: estructuras y procesos. Herencia y evolución biológica - Progresiones de Aprendizaje - CNEyT

Todos los organismos comparten características en común, en relación con sus estructuras y su funcionamiento. Están organizados y constituidos en estructuras jerárquicas, en las que cada nivel da sustento al siguiente, desde la base química de los elementos y átomos, hasta las células y los sistemas de los organismos individuales, las especies y las poblaciones que viven e interactúan en complejos ecosistemas.

Para razonar sobre la organización jerárquica de los organismos complejos es fundamental comprender que las células son las unidades básicas que “habilitan las funciones de la vida". Las células son los bloques de construcción fundamentales de los niveles superiores de organización (tejidos y órganos); obtienen energía, crecen, se dividen y realizan multitud de funciones dentro del cuerpo; a su vez, las funciones celulares permiten llevar a cabo los procesos de los tejidos y órganos. Las propias células pueden verse como entidades jerárquicas a las que también se les puede aplicar la correlación estructura- función. Están formadas por muchas estructuras más pequeñas que incluyen organelos y moléculas como proteínas y ADN. Estas subestructuras trabajan juntas para llevar a cabo las funciones de la vida dentro de la célula, incluida la captura de la energía en las moléculas de azúcar (p. ej., el papel funcional de las mitocondrias). AI igual que a nivel macro, las estructuras específicas en las moléculas permiten y restringen sus interacciones con otras moléculas y, por lo tanto, su función.

Los organismos pueden estar hechos de una sola célula o de millones de células, y responden a los estímulos del ambiente. Crecen y se reproducen, transfiriendo su información genética a la siguiente generación. Mientras que los organismos con reproducción asexual portan la misma información genética a lo largo de su vida, los organismos con reproducción sexual presentan la mutación y la transferencia de información genética de padres a hijos produciendo nuevas combinaciones de genes. La selección natural puede conducir a lo largo del tiempo a cambios genéticos importantes, que pudieran tomar varias generaciones o incluso en el transcurso de una generación.

La relación entre genes y rasgos dentro y entre generaciones explica cómo los genes (genotipo) que recibimos de nuestros padres generan nuestrosrasgos observables (fenotipo). En esencia, esta idea proporciona una explicación del mecanismo que vincula los rasgos y genes que tienen los padres con los rasgos y genes de su descendencia.

La idea es que los genes son fundamentalmente instrucciones para las proteínas y son éstas las que llevan a cabo una multitud de funciones que finalmente dancomo resultado nuestros rasgos observables. Las proteínas pueden transportar sustancias, permiten que las sustancias entren y salgan de la célula, participan en la señalización celular y forman partes de nuestras células y cuerpo. Una molécula de proteína es esencialmente una cadena larga de aminoácidos que se pliega sobre sí misma. El tipo y el orden de los aminoácidos en la cadena proteica están determinados directamente porel código genético. Este código es universal, lo que significa que el material genético de cada organismo se construye a partir de las mismas cuatro unidades químicas, conocidas como bases nitrogenadas.

Finalmente, la perspectiva evolutiva nos ayuda a dar sentido tanto a la unidad como a la diversidad de la vida y llegar a una comprensión más profunda de la interconexión de todos los seres vivos. La evolución emplea un conjunto universal de herramientas en respuesta a una amplia variedad de condiciones ambientales, como entornos extremadamente fríos o calientes, falta de agua y otras situaciones desafiantes. Los procesos evolutivos han generado la diversidad que observamos en el registro fósil y en todo lo que nos rodea hoy. La comprensión de los procesos a través de los cuales toda la vida en la Tierra cambia con el tiempo, también permite avanzar en el entendimiento sobre las formas en que los humanos afectan el medio ambiente y los seres vivos dentro de él y cómo la biodiversidad a su vez nos impacta como humanos.

Aplicación disciplinar

Las ideas y conceptos relacionados con la energía, se utiliza en todas las disciplinas científicas y su aplicación alcanza todos los fenómenos naturales conocidos, así como a los dispositivos construidos por los seres humanos.

Progresión de aprendizaje del concepto central “Conservación de la energía y sus interacciones con la materia”

Para Ciencias Naturales, Experimentales y Tecnología, las progresiones de aprendizaje son ideas que permiten la apropiación del concepto central, ordenadas progresivamente (de lo más simple a lo más complejo). Estas ideas se complementan con los conceptos transversales y las prácticas de ciencia e ingeniería, para mayor referencia sobre estas relaciones, así como con los propósitos, contenido científico asociado y prácticas sugeridas.

El propósito de la progresión de aprendizaje es ayudar a las y los estudiantes a apropiarse del concepto central y proporciona al docente una idea clara del nivel de conocimientos que tienen sus estudiantes. A partir de la recuperación de sus ideas previas se puede orientar de mejor forma a las y los estudiantes a alcanzar una mayor comprensión y desarrollo del sentido científico.

Código	Progresión de Aprendizaje
PA6.1.	La célula es la unidad estructural y funcional de todos los organismos vivos. Los organismos pueden estar formados por una sola célula (unicelular) o por millones de células diferentes (pluricelular) que realizan, en conjunto, sus funciones vitales.
PA6.2.	Dentro de las células, existen estructuras especializadas que son responsables de funciones específicas. La membrana celular constituye la frontera que controla lo que entra y sale de la célula.
PA6.3.	Los organismos multicelulares tienen una organización estructural jerárquica (célula, tejido, órgano, y sistema); en la que cada nivel de organización está formado por conjuntos de células que llevan a cabo funciones específicas.
PA6.4.	Dentro de los organismos, durante la respiración celular, los alimentos se descomponen y reorganizan a través de una serie de reacciones químicas en presencia de oxígeno. Durante este proceso se sintetizan nuevas moléculas que contribuyen al crecimiento y se libera energía.
PA6.5.	Por medio de reacciones químicas entre diferentes tipos de moléculas orgánicas, los sistemas de células especializadas dentro de los organismos permiten realizar las funciones esenciales para la vida.
PA6.6.	Todas las células contienen información genética en forma de moléculas de ácidos nucleicos. Los genes son regiones del ADN que contienen la información necesaria para sintetizar proteínas.
PA6.7.	Los organismos se reproducen, de forma sexual o asexual, y transfieren su información genética a su descendencia.
PA6.8.	Los genes se encuentran en los cromosomas de las células. Cada gen distinto contiene la información para la producción de proteínas específicas, que a su vez afecta a los rasgos del individuo.
PA6.9.	Cada cromosoma consta de una sola molécula de ADN muy larga, y cada gen en un cromosoma es un segmento particular de ese ADN. La información genética que determina las características de las especies se encuentra en el ADN.
PA6.10.	La variabilidad entre individuos de la misma especie se debe a factores genéticos que resultan del subconjunto de cromosomas heredados.
PA6.11.	Los individuos de una especie tienen genes similares, pero no idénticos. En la reproducción sexual, cada padre aporta la mitad de los cromosomas del individuo. La variabilidad de los rasgos entre los padres y su descendencia surgen del conjunto particular de cromosomas heredados.
PA6.12.	Las similitudes y diferencias anatómicas entre organismos actuales y fósiles permiten reconstruir la historia evolutiva e inferir las líneas de descendencia evolutiva.
PA6.13.	La información genética proporciona evidencia de la evolución. Las secuencias de ADN varían entre especies, pero existen similitudes que permiten inferir las líneas de descendencia entre organismos.
PA6.14.	La evolución es una consecuencia de la relación entre cuatro factores: potencial reproductivo, variabilidad genética, interacciones intraespecíficas e interespecíficas, y selección natural.
PA6.15.	La selección natural conduce a que ciertos rasgos en la población de una especie, que permiten con mayor éxito la reproducción y la supervivencia, se vuelvan predominantes y más comunes.
PA6.16.	La adaptación por selección natural que actúa durante generaciones es un proceso importante por el cual las especies evolucionan con el tiempo en respuesta a cambios en las condiciones ambientales, esto ha contribuido considerablemente a la biodiversidad del planeta.

Cuadro 1. Uso de los conceptos transversales y las prácticas en la apropiación del concepto central “Organismos: estructuras y proceso. Herencia y evolución biológica”

CT1 - Patrones	CT2 - Causa y efecto	CT3 - Medición	CT4 - Sistemas (modelos de sistemas)	CT5 - Flujos y ciclos de la materia y la energía	CT6 - Estructura y función	CT7 - Estabilidad y cambio	Prácticas
En la diferenciación celular encontramos la formación de diversos tipos de patrones espaciales entre los diferentes tipos celulares dentro de un organismo multicelular.	Los organismos responden a los estímulos de su entorno y mantienen activamente su equilibrio interno a través de la homeostasis.	Diferenciar entre organismos unicelulares y multicelulares, la cantidad de células que conforman a un ser vivo ayuda a determinar su clasificación. Un cromosoma consta de una sola molécula de ADN muy larga (20 Angstrom de diámetro) y se mide en función del número de nucleótidos (una kilobase =mil nucleótidos).	Los modelos se pueden utilizar para ver/conocer los diferentes tipos de células, sus estructuras y característica s que dan las funciones específicas de los organelos.	Los organismos requieren materiales (masa) y energía de su entorno para poder realizar funciones y procesos específicos. Casi toda la energía que sostiene la vida en nuestro planeta proviene del Sol.	Los organismos son complejos, organizados y construidos sobre una estructura jerárquica, en la que cada nivel proporciona la base para el siguiente, desde la base química de los elementos y átomos, hasta las células y los sistemas de los organismos individuales, las especies y las poblaciones con estructuras sociales en los ecosistemas complejos. También en los seres vivos y sus "partes" están hechos de células, que son las unidades estructurales de la vida y que a su vez tienen subestructuras moleculares que sustentan su funcionamiento.	La evolución es una consecuencia de la relación entre varios factores, por ejemplo: las relaciones complejas entre los genes y las interacciones de los genes con el medio ambiente determina cómo se desarrollará y funcionará un organismo. La herencia es el factor clave que causa la similitud entre los individuos de una población de especies.	Las y los estudiantes realizarán a lo largo del curso prácticas relacionadas con los organismos sus estructuras y función, como con la herencia y evolución biológica, lo que les permitirán también desarrollar las habilidades de hacer preguntas, utilizar modelos, obtener, analizar e interpretar datos, usar su pensamiento matemáticos, así como evaluar y comunicar información.