EL TRABAJO DE LOS CIENTÍFICOS1. Describe el ciclo vital de las personas. ¿Crees que hay diferencia

significativa entre ambos sexos?En el ciclo vital de una persona podemos destacar las siguientes fases:- Formación del cigoto y el desarrollo embrionario.- Nacimiento del individuo.- Infancia y adolescencia, donde se produce principalmente el crecimiento.- Etapa adulta, con la reproducción.- La vejez, en la que se produce la pérdida de algunas habilidades y el deterioro

orgánico.La principal diferencia entre ambos sexos surge en la adolescencia, donde se acentúan, fruto de la actividad hormonal. En esta etapa se reanuda la formación de los gametos femeninos (interrumpida en el momento del nacimiento); la desaparición definitiva de los ciclos menstruales se corresponde con el final de la etapa fértil.

2. El crecimiento de un organismo pluricelular, ¿se produce únicamente por aumento del tamaño de sus células? Razona tu respuesta.

No, el crecimiento de un individuo pluricelular se caracteriza, no sólo por un aumento del tamaño de sus células, sino también por el aumento en el número de sus células, lo que implica el reforzamiento de la estructura del organismo, como la masa ósea, muscular, superficie foliar, alargamiento de tallos, raíces…

3. Indica qué ventajas e inconvenientes presentan el microscopio óptico y el electrónico?

MICROSCOPIO ÓPTICO MICROSCOPIO ELECTRÓNICO

VENTAJAS

Permite observar material vivo y realizar un análisis estructural.

Es un instrumento óptico portátil.

Se pueden obtener fotografías de la muestra en blanco y negro o en color.

No se consiguen aumentos superiores en la imagen a 2500 veces la realidad de la muestra.

INCONVENIENTES

Permite realizar análisis ultraestrucutral de la muestra, consiguiéndose incluso, en MEB imágenes tridimensionales.

Posee un gran poder de resolución, unas 500.000 veces superiores a las del ojo humano.

No es posible observar material vivo.

Son materiales ópticos muy grandes, no portátiles.

Las imágenes que se obtienen de las muestras son en blanco y negro, aunque se pueden colorear artificialmente.

4. Ordena las etapas siguientes del método científico:a) Diseño experimental.b) Obtención de conclusiones.c) Observación de un

fenómeno natural.d) Revisión bibliográfica.

e) Formulación de hipótesis.

f) Obtención de resultados.g) Planteamiento del

problema.h) Análisis e interpretación de

los resultados.

Observación de un fenómeno natural; Planteamiento del problema; Revisión bibliográfica; Formulación de hipótesis; Diseño experimental; Obtención de resultados; Análisis e interpretación de los resultados; Obtención de conclusiones.

5. Indica el nombre de los siguientes aparatos e instrumentos y señala para qué se utilizan:

a) Lupa binocular, para observar ciertas estructuras aumentadas.b) Placa Petri, para preparar cultivos de hongos o bacterias.c) Vidrio de reloj, para colocar sustancias en él en pequeña cantidad.d) Micrótomo, que realiza cortes muy finos en las muestras durante la etapa de

preparación de la misma, para ser observadas al microscopio óptico.

6. ¿Por qué la Biología se considera una Ciencia?La Biología se considera una Ciencia porque es el conocimiento ordenado y sistemático de los seres vivos mediante un procedimiento de trabajo propio, el método científico, que se inicia con una observación minuciosa de la realidad y donde se llega a enunciar leyes y teorías que explican un determinado fenómeno.

7. ¿Cómo podríamos comprobar si una hipótesis es verdadera o es falsa?La única forma de comprobar si una hipótesis es verdadera o falsa es aplicando el método científico, es decir, deberemos realizar los experimentos que diseñemos para comprobar su veracidad. Cuando se realice el análisis de los resultados comprobaremos la veracidad de nuestra hipótesis.

8. ¿Para qué utilizarías una lupa binocular y para qué un microscopio óptico?

Ambos instrumentos ópticos permiten realizar un análisis estructural de la muestra. La lupa binocular es utilizada, por ejemplo, para observar la cabeza de un insecto, mientras que el microscopio óptico se utiliza para observar una muestra en vivo que contenga bacterias.

9. Señala a cuáles de las siguientes cuestiones puede responderse utilizando el método científico:a) ¿Qué función llevan a cabo los cloroplastos de las células vegetales?b) ¿Por qué existen las aves?c) ¿Qué ocurriría a los pingüinos del Polo Sur si disminuye el grosor de la

capa de ozono?d) ¿Para qué sirve el corazón?e) ¿Por qué tienen tráqueas los insectos?f) ¿Cómo evolucionó la especie humana?g) ¿Qué función tienen los genes situados en el cromosoma 1 de las

personas?h) ¿Podría existir vida en la Tierra si desapareciesen los vegetales?

Se puede responder utilizando el método científico a las preguntas a, d y h.10. ¿Por qué razón el microscopio electrónico permite ver la

ultraestructura de las células?

Porque alcanza resoluciones de unos 0,2 nm, es decir, unas 500.000 veces la resolución del ojo humano.

11.¿Qué diferencia hay entre el microscopio electrónico de transmisión y el de barrido?

Mientras que con el microscopio electrónico de transmisión se consigue una imagen plana

obtenida con los electrones que atraviesan la muestra, el microscopio electrónico de barrido proporciona una imagen tridimensional formada por los electrones

que rebotan de la superficie de la preparación.

12.¿Qué unidades de medida se utilizan en microscopía? ¿Qué relación hay entre ellos?

La unidad más utilizada en microscopía es el micrómetro (μm), aunque también se utilizan

los nanómetros (nm) y los ángstrom (Å). Se relacionan de la siguiente manera:

1 micrómetro (o micra)= 1 μm = 0,001 mm (milésima de milímetro)1 nanómetro = 1 nm = 0,000 001 mm (millonésima de milímetro)1 ángstrom = 1 Å = 0,1 nm (diez millonésimas de milímetro)

13. Indica cuáles de los siguientes rasgos son propios del método científico:a) Utilización del lenguaje matemático.b) Observación minuciosa de la realidad.c) Recogida de datos.d) Difusión de los resultados obtenidos.e) Estudio de la bibliografía antes de plantear una pregunta.f) Observación poco detallada de la realidad.g) Diseño experimental.h) Utilización del razonamiento inductivo.

Son rasgos característicos del método científico las opciones a, b, c, d y g.

14. Una determinada imagen ha sido tomada con un microscopio óptico, en el que se ha utilizado un ocular de 15x y un objetivo de 100x. ¿A cuántos aumentos se observa la preparación?

El aumento con el que se observa la preparación se calcula multiplicando el aumento del ocular por el aumento del objetivo:

15x100 = 1.500 aumentos

15. ¿Qué funciones tienen el ocular y el objetivo en la formación de una imagen?

El ocular es la lente a través de la cual se visualiza la muestra, con posibilidad de aumentarla.El objetivo contiene varias lentes que proporcionan un aumento diferente de la imagen.

16. ¿Qué indican las diferentes letras en el microscopio óptico de la figura?a) Ocularb) Tubo óptico

c) Revólverd) Objetivoe) Platinaf) Condensadorg) Fuente de luzh) Diafragmai) Piej) Tornillo macrométricok) Tornillo micrométricol) Brazo

17. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas. En el caso de las falsas, indica por qué:

a) El trabajo científico es un trabajo planificado.b) Las necesidades de la sociedad influyen en el trabajo de los

científicos.c) Para que una teoría científica tenga carácter universal, debe ser

comprobada en el laboratorio repetidas veces.d) Normalmente, el trabajo científico es un trabajo individual.e) Previamente a la observación, debemos comprobar

experimentalmente el fenómeno a estudiar.f) La elaboración de unas hipótesis requiere mucha intuición e

imaginación.

a) verdadera b) verdaderac) Falsa, ya que las conclusiones deben poder ser reproducibles en cualquier momento y lugar, siempre que se cumplan las mismas condicionesd) Falsa, ya que además de ser un trabajo en equipo, es interdisciplinare) falsa, pues la primera etapa del método científico es siempre la observación, por lo que la experimentación siempre es posterior

f) verdadera.

18. Realizando una determinada experiencia de laboratorio, un científico descubre un fenómeno que entra en contradicción con una teoría que años atrás había sido formulada. Indica si las siguientes afirmaciones son correctas:

a) Se debe repetir de nuevo la experiencia.b) El fenómeno observado debe ser falso, pues es contrario a la

teoría.c) Hay que modificar la teoría, porque ésta debe estar de acuerdo

con el fenómeno.

La teoría debe estar de acuerdo con el fenómeno pero esto no significa que haya que modificarla, antes habría que repetir la experiencia para asegurar si los resultados obtenidos eran correctos, puesto que contradicen a la teoría que había sido enunciada. Si finalmente se considera que los resultados son fiables, la teoría original puede modificarse.

19. ¿Crees que sería posible construir microscopios ópticos con un poder de resolución mayor de 0,2 micrómetros o 200 nanómetros? Justifica la respuesta.

No es posible, la mejor resolución es de 0,2 μm (200 nm), que se corresponde a un aumento máximo de la imagen de 2.500 veces. Esta resolución de los microscopios ópticos está condicionada por la longitud de onda de la luz, cuanto menor sea ésta,

mayor será la resolución del microscopio y debido a que la longitud de onda visible más corta es de 400 nm, la resolución en el microscopio óptico se verá limitada.

20. Indica cómo aplicarías el método científico para comprobar la siguiente afirmación: “Si ingerimos una cucharadita de lecitina de soja, entonces se reduce el nivel de colesterol”.

Diseñaría un experimento en el que sometería a un grupo de individuos a la ingestión de una cucharadita de lecitina de soja durante un periodo de tiempo adecuado para realizar el estudio (realizando consultas previas bibliográficas o con expertos en materia de nutrición) y consideraría otro grupo de individuos (grupo control) a la vez a los que no se les proporcionaría la lecitina de soja. Pasado el tiempo necesario se mediría el colesterol y una vez obtenidos los datos y analizados podríamos concluir si la hipótesis inicial era verdadera o falsa en función de la existencia o no de diferencias significativas.

21. ¿Crees que la única forma en la que podemos alcanzar el conocimiento científico es a través de la experimentación? ¿Podríamos conseguirlo también mediante la descripción? Si la respuesta anterior es afirmativa, ¿cumpliríamos ahora el denominado método científico?

No podremos aplicar la experimentación a todas las ramas de las ciencias, como por ejemplo, la astronomía, la vulcanología, etc. Por otro lado, la descripción sí que es un aspecto fundamental en cualquiera de las ramas de las ciencias. Sin embargo, sólo podemos estudiar algunos fenómenos sólo con la descripción, como por ejemplo, los fenómenos históricos; en este caso, no aplicamos el método científico.

22. La teoría de la evolución hasta la fecha no ha sido probada en sentido matemático ni es comparable ni refutable. ¿Es entonces correcto hablar de teoría? Justifica la respuesta.

La Teoría de la evolución, pese a no haber sido probada matemáticamente, se apoya en un gran número de pruebas, sin que existan hasta ahora evidencias científicas que la invaliden. Cuando se apoya en un gran número de datos que la confirman, y explica un elevado número de fenómenos, la hipótesis puede alcanzar el rango de teoría.

23. Completa el siguiente cuadro comparativo:Microscopio óptico Microscopio electrónico

Límite de resolución 0,2 μm = 200 nm 2·10-4 = 0,2 nmPoder de resolución 500 500.000Fuente de radiación

empleadaLuz visible que atraviesa

la muestraHaces de electrones que salen de un filamento o

cátodo¿Cómo se observa la

imagen?En color o en blanco y

negro En blanco y negro

Tipo de lentes que utiliza Dos lentes convergentes en objetivo y ocular Lentes electromagnéticas

24. Señala algún ejemplo de hipótesis en el campo de la biología que no pueda ser validada mediante experimentos controlados en el laboratorio.

Un ejemplo de este tipo de hipótesis podría ser: “Si existen diferentes niveles de contaminación en distintos hábitats, el color de las alas de las mariposas que en ellos habitan será diferente”.

25. Gracias a los datos paleontológicos de los que se dispone actualmente se acepta la hipótesis de que los mamíferos descienden de antepasados de los actuales reptiles que vivieron a principios del Mesozoico. ¿Cómo crees que podría ser invalidada dicha hipótesis?

La hipótesis podría ser rechazada si se encontrasen restos fósiles de mamíferos anteriores a los años de principios del Mesozoico.

26. Qué tipo de microscopio utilizarías para observar:

a) Las crestas de la membrana interna de las mitocondrias. Microscopio electrónico.b) La superficie de un óvulo. Microscopio electrónico.c) La forma de las células del tejido epitelial. Microscopio óptico.d) Las células de la mucosa bucal. Microscopio óptico.e) Los microorganismos presentes en el agua de una charca. Microscopio óptico.f) La doble membrana del núcleo de las células eucariotas. Microscopio electrónico.

27. Relaciona cada disciplina biológica con el nivel de organización que estudia (molecular, celular, tisular, organismo, poblaciones y ecosistemas): ecología, bioquímica, microbiología, organografía, histología, botánica, virología, taxonomía, paleontología, genética, citología, embriología, etología, botánica, fisiología, biofísica, anatomía y antropología.

- Nivel molecular: Bioquímica, Biofísica y Virología.- Nivel celular: Citología y Microbiología.- Nivel tisular: Histología.- Nivel de organismo: Organografía, Botánica, Embriología, Fisiología, Anatomía,

Paleontología, Taxonomía y Genética.- Nivel de poblaciones: Ecología y Antropología- Nivel de ecosistemas: Ecología.

28. ¿Con qué objetivo se puede conseguir un mayor poder de resolución en el microscopio óptico? ¿Qué técnica emplearías para ello?

Con el objetivo de inmersión, en el que, entre la lente y la preparación se depositan unas gotas de aceite de inmersión, por tener un índice de refracción mayor que el del aire. De esta forma se recoge un gran número de rayos oblicuos y se aumenta la amplitud del cono de luz recogida por el objetivo, que en caso contrario se perderían al atravesar la preparación, aumentando así el poder de resolución.Este efecto se consigue cuando el objetivo se halla casi tocando la preparación y, posteriormente, enfocando con el micrométrico.29. Indica con qué tipo de microscopio se han obtenido las siguientes

imágenes:

Microscopio electrónico de transmisión – Microscopio óptico – Microscopio electrónico de barrido

30. Una empresa ganadera desea saber la relación que existe entre la cantidad de somatotropina, una hormona sintética, suministrada a sus vacas y la cantidad de leche que producen. Para ello realiza cuatro grupos, a tres de ellos, que llamaremos A, B y C, les proporciona una determinada cantidad de hormona con el pienso, y al grupo D no le suministra la hormona.

a) ¿Qué hipótesis quiere comprobar la empresa ganadera?“La somatotropina aumenta la producción de leche en la vaca”

b) ¿Cuál es la variable dependiente del experimento? ¿Y la independiente?

La variable dependiente del experimento es la producción de leche y la independiente la cantidad de hormona somatotropina.

c) ¿Cuál es el objetivo de no suministrar la hormona al grupo D?El grupo D se utiliza como grupo control, con el fin de comparar resultados obtenidos al final del experimento.

d) ¿Se ha planteado la empresa el seguimiento del método científico ¿Por qué?

Sí, pues la empresa plantea una hipótesis similar a la del apartado a) y realiza un experimento diseñado con el fin de comprobar si la hipótesis expuesta es cierta o no.

31.¿Consideras que los científicos han perdido el tiempo a lo largo de la historia, teniendo en cuenta que hemos conocido muchas teorías que en su época fueron aceptadas y que posteriormente se han mostrado como falsas?

Todo el tiempo empleado por los científicos en estudiar los diferentes fenómenos nunca puede ser considerado una pérdida de tiempo, aunque los mismos establezcan teorías que más tarde son anuladas, dado que gracias a estos trabajos, se puede ir avanzando poco a poco en otras investigaciones futuras.

32.En una experiencia se colocan dos macetas de determinadas especies vegetales, a las que llamaremos A y B, en la misma habitación y que inicialmente tienen la misma altura. Durante siete semanas se riega, a la misma hora, la planta A con 50 ml. de agua y la planta B con 100 ml. de agua.

Al cabo de las siete semanas se tienen los siguientes datos:

Semana (tiempo)

Altura planta A (cm)

Altura planta B (cm)

0 10 101 11,5 122 12,5 13,43 13 14,24 14 15,45 15 166 15,5 16,87 16 17,4

a) ¿Cuáles son la variable dependiente y la variable independiente del experimento?

La variable dependiente del experimento es la altura que alcanza la planta y la variable independiente es la cantidad de agua con la que se riega la planta.

b) ¿Cuáles son las variables controladas?La luz que reciben, la temperatura y los nutrientes.

c) ¿Qué hipótesis se pretende probar con la experiencia?“Si se aportan diferentes cantidades de agua a distintas plantas, el crecimiento de éstas en altura será diferente.

d) Representa los datos en una gráfica y elabora las conclusiones.

Como se ve, la cantidad de agua con la que se riega una planta afecta al crecimiento de la misma. Se observa que partiendo los dos de la misma altura en la semana 0, la planta A, que se riega con 50 ml, alcanza a lo largo de cada una de las siete semanas de experimentación, menor altura que la planta B, regada con 100 ml.

e) ¿Qué fórmula matemática relaciona ambas variables?Debe ser una que relaciones la altura alcanzada por la planta con la cantidad de agua de riego y el tiempo transcurrido.

f) ¿Qué ley podemos decir de la experiencia?“La cantidad de agua con la que se riega una planta afecta al crecimiento en altura de la misma de manera directamente proporcional”.