U N I V E R S I T Y O F C A L I F O R N I A , B E R K E L E Y • L A W R E N C E H A L L O F S C I E N C E

S E C O N D E D I T I O N

ISSUES and Life ScienceSPANISH

S E C O N D E D I T I O N

ISSUES and Life ScienceS P A N I S H

S E C O N D E D I T I O N

S P A N I S H

ISSUES and Life Science

SEPUP Lawrence Hall of ScienceUniversity of California at BerkeleyBerkeley CA 94720-5200

e-mail: sepup@berkeley.eduWebsite: www.sepuplhs.org

Published by:

17 Colt CourtRonkonkoma NY 11779 Website: www.lab-aids.com

Este libro es parte de la sucesión de cursos de secundaria (middle school) de SEPUP

ISSUES AND EARTH SCIENCE, 2nd Edition

Studying Soil ScientificallyRocks and MineralsErosion and DepositionPlate TectonicsWeather and AtmosphereThe Earth in SpaceExploring Space

ISSUES AND LIFE SCIENCE, 2nd Edition

Experimental Design: Studying People ScientificallyBody WorksCell Biology and DiseaseGeneticsEcologyEvolutionBioengineering

ISSUES AND PHYSICAL SCIENCE, 2nd Edition

Studying Materials ScientificallyThe Chemistry of MaterialsWaterEnergyForce and MotionWaves

Materiales educativos adicionales SEPUP incluyen: SEPUP Modules: Grades 7–12 Science and Sustainability: Course for Grades 9–12 Science and Global Issues: Biology: Course for High School Biology

This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grant No. 9554163. Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation.

Para ver los créditos de las ilustraciones y las fotografías consultar la página I-19, que es una extensión y forma parte de esta página de derechos de autor.

El formato preferido para citar de este libro es SEPUP. (2012). Issues and Life Science. Lawrence Hall of Science, University of California at Berkeley. Published by Lab-Aids®, Inc., Ronkonkoma, NY

1 2 3 4 5 6 7 8 9 16 15 14 13 12

©2012 The Regents of the University of California

ISBN: 978-1-60301-499-1 ISBN: 1-60301-499-3

Una carta a los alumnos de Issues and Life Science

Al ir examinando las actividades de este libro, te preguntarás ¿Por qué se ve tan distinto este libro de los otros libros de ciencia que conozco? La razón es muy simple: Éste es un programa de educación de ciencia muy distinto y ¡únicamente parte de lo que aprenderás aparece en estas páginas!

Issues and Life Science, o sea IALS, utiliza varios tipos de actividades para enseñar ciencia. Por ejemplo, diseñarás y llevarás a cabo un experimento que investiga el fenómeno de cómo reaccionan las personas a un estímulo exterior. Examinarás un modelo de cómo las especies compiten por conse-guir alimento. También jugarás el papel de científicos que están investi-gando las causas de las enfermedades infecciosas. Una combinación de experimentos, lecturas, modelos, debates, actuación de papeles y proyectos han de ayudarte a descubrir la naturaleza de la ciencia y la relevancia que ésta tiene en tus propios intereses.

Descubrirás qué ideas científicas importantes aparecen una y otra vez en las diversas actividades. Es de esperarse que harás mucho más que sólo apren-der de memoria estos conceptos: se te exigirá que los expliques y que los apliques. En particular vas a mejorar tus habilidades de hacer decisiones, usando la evidencia y considerando las consecuencias de lo que decidas cuando la sociedad debe resolver problemas de forma científica.

¿Cómo sabemos que éste es un buen sistema para aprender? En general, la investigación educativa de ciencia así lo indica. En particular, las activi-dades de este libro han sido realizadas por centenas de estudiantes y por sus maestros, y han sido modificadas según las sugerencias de los mismos. En cierto sentido, todo el libro es el resultado de una investigación: hemos pro-bado las ideas con personas, hemos interpretado los resultados y hemos modificado nuestras ideas originales. Creemos que al final quedarás con-vencido que aprender más de las ciencias es importante, placentero y relevante a tu propia vida.

Equipo IALS de SEPUP

v

PROYECTO DE ISSUES & LIFE SCIENCEDirector (2003–2012): Barbara Nagle

Director (2001–2002): Herbert D. Thier

AUTORES

Barbara Nagle

Manisha Hariani

Donna Markey

Herbert D. Thier

Asher Davison

Susan K. Boudreau

Daniel Seaver

Laura Baumgartner

OTROS CONTRIBUYENTESSara Dombkowski, Kathaleen Burke, Richard Duquin, Laura Lenz, Raquel Araujo Gomes

CONTENIDO Y REVISIÓN CIENTÍFICAJim Blankenship, Professor and Chairman of Pharmacology, School of Pharmacy,

University of the Pacific, Stockton, California (Studying People Scientifically and Micro-Life)

Gary R. Cutter, Director of Biostatistics, AMC Cancer Research, Denver, Colorado (Studying People Scientifically and Body Works)

Peter J. Kelly, Emeritus Professor of Education and Senior Visiting Fellow, School of Education, University of Southampton, Southampton, England (Complete course)

Eric Meikle, National Center for Science Education, Oakland, California (Evolution)Deborah Penry, Assistant Professor, Department of Integrative Biology, University of

California at Berkeley, Berkeley, California (Complete course)Arthur L. Reingold, Professor, Department of Public Health Biology and Epidemi-

ology, University of California at Berkeley, Berkeley, California (Micro-Life)

PRODUCCIÓNCoordinación, diseño, investigación fotográfica y composición:

Seventeenth Street Studios

Edición: Trish Beall

Asistente administrativo: Roberta SmithTraducción al español: Luis Shein y Miriam Shein

vi

vii

CENTROS DE PRUEBA DURANTE EL DESARROLLO DEL PROGRAMAEl salón de clase es el laboratorio de SEPUP para el desarrollo. Estamos sumamente agradecidos a los directores de estos centros así como a los maestros y sus alumnos, quienes impartieron el programa durante los años escolares 2003-04 y 2004-05. Éstos maestros y sus alumnos contribuyeron de manera significativa a mejorar la primera edición de este curso. Desde entonces, Issues and Life –Science ha sido uti-lizado en miles de salones de clase en todo Estados Unidos. Esta segunda edición está basada en lo que hemos aprendido de los maestros y los estudiantes en estos salones de clase. También incluye nuevos datos e información, por lo que los temas que contiene el curso permanecen frescos y actualizados.

REGIONAL CENTER, SOUTHERN CALIFORNIA

Donna Markey, Center Director Kim Blumeyer, Helen Copeland, Pat McLoughlin, Donna Markey, Philip Poniktera, Samantha Swann, Miles Vandegrift

REGIONAL CENTER, IOWA

Dr. Robert Yager and Jeanne Bancroft, Center Directors Rebecca Andresen, Lore Baur, Dan Dvorak, Dan Hill, Mark Kluber, Amy Lauer, Lisa Martin, Stephanie Phillips

REGIONAL CENTER, WESTERN NEW YORK

Dr. Robert Horvat, Center Director Kathaleen Burke, Dick Duquin, Eleanor Falsone, Lillian Gondree, Jason Mayle, James Morgan, Valerie Tundo

JEFFERSON COUNTY, KENTUCKY

Pamela Boykin, Center Director Charlotte Brown, Tara Endris, Sharon Kremer, Karen Niemann, Susan Stinebruner, Joan Thieman

LIVERMORE, CALIFORNIA

Scott Vernoy, Center Director Rick Boster, Ann Ewing, Kathy Gabel, Sharon Schmidt, Denia Segrest, Bruce Wolfe

QUEENS, NEW YORK

Pam Wasserman, Center Director Gina Clemente, Cheryl Dodes, Karen Horowitz, Tricia Hutter, Jean Rogers, Mark Schmucker, Christine Wilk

TUCSON, ARIZONA

Jonathan Becker, Center Director Peggy Herron, Debbie Hobbs, Carol Newhouse, Nancy Webster

INDEPENDENT

Berkeley, California: Robyn McArdle Fresno, California: Al Brofman Orinda, California: Sue Boudreau, Janine Orr, Karen Snelson Tucson, Arizona: Patricia Cadigan, Kevin Finegan

Contenido

xi

25 LECTURA

Curando al corazón B-72

26 INVESTIGACIÓN

Sonidos de corazón B-78

27 LABORATORIO

Está puesta la presión B-82

28 LECTURA

Problemas de corazón B-85

29 PROYECTO

Ayudando corazones B-90

UNIDAD C La biología de las células y las enfermedades

30 HACIENDO UN MODELO

¡Es contagioso! C-4

31 PROYECTO La variedad de la enfermedad C-8

32 INVESTIGACIÓN

¿Quién infectó a quién? C-12

33 MIRA Y REFLEXIONA Del uno al otro C-16

34 DISCUTIENDO EL TEMA La historia de la lepra C-18

35 LABORATORIO Una licencia para aprender C-21

36 LABORATORIO Buscando señales de vida microscópica C-27

37 ACTUANDO EL PAPEL

La historia de la teoría de los gérmenes que causan enfermedades C-30

38 LABORATORIO Los microbios, las plantas y tú C-40

Issues and Life Science

xii

39 LABORATORIO Células vivas C-44

40 HACIENDO UN MODELO

Modelo de una célula C-48

41 HACIENDO UN MODELO

Una célula tan pequeña C-52

42 LECTURA

Mirando de cerca C-56

43 LABORATORIO Microbios bajo observación C-63

44 INVESTIGACIÓN

¿Quién es quién? C-66

45 LECTURA

El mundo de los microbios C-68

46 INVESTIGACIÓN

Guerreros combatiendo enfermedades C-76

47 LABORATORIO Reduciendo el riesgo C-81

48 INVESTIGACIÓN

¡Lávese las manos, por favor! C-84

49 ACTUANDO EL PAPEL

Más vale prevenir C-89

50 MIRA Y REFLEXIONA

Peleando en contra C-95

51 HACIENDO UN MODELO La dosis completa C-97

52 DISCUTIENDO EL TEMA

Medicinas milagrosas. ¿Sí o no? C-100

53 INVESTIGACIÓN

Erupciones modernas C-104

C

La biología de las células y las enfermedades

Unit C

C-3

 Era verano y Alex iba a pasar dos semanas en un campamento. Hacia la mitad de la primera semana, descubrió unas peque-

ñas manchas rojas en todo su cuerpo. Las manchas le daban tanta comezón que tuvo que acudir a la enfermera del campamento.

“Esta erupción que tengo realmente me molesta mucho. ¿Me podría dar alguna loción?” preguntó Alex.

La enfermera observó a Alex cuidadosamente. “Temo que será nece-sario algo más que una loción. ¡Tienes varicela!”

“¿Qué quiere decir? ¿Es malo esto? Me siento un poco enfermo, pero pensé que era la comida del campamento”, dijo Alex.

“No te preocupes, vas a estar bien”, lo calmó la enfermera. “Pero leí en los expedientes de salud que en el campamento hay personas que no han tenido varicela ni han sido vacunados en contra de la varicela. Así que voy a tener que aislarte en la enfermería hasta que tu mamá venga a recogerte”.

“¿Pueden, por lo menos, visitarme mis nuevos amigos?”

“Desgraciadamente no. Para evitar riesgos, únicamente los trabajadores del campa-mento, que sabemos que han tenido varicela, van a poder acercarse a ti”.

¿Es esto justo? ¿Debe de aislarse a alguien que está enfermo? ¿Por qué podían ciertas personas acercarse a Alex mientras que otras no? ¿Qué información tenía la enfer-mera del campamento que le ayudó llegar a esa decisión?

En esta unidad explorarás qué causa las enfermedades infecciosas, cómo se trans-miten y cómo la medicina se usa para combatirlas.

La biología de las células y las enfermedades

C-4

30 ¡Es contagioso!

 Las diferentes enfermedades son causadas por factores dis-

tintos, tales como gérmenes, la he-rencia, y hasta el medio ambiente. Algunas de las enfermedades causa-das por gérmenes son infecciosas, lo que quiere decir que pueden pasarse de persona a persona. Muchas de las enfermedades infecciosas, como la varicela, son más comunes entre niños. ¿Qué tan rápido puede propa-garse una enfermedad infecciosa entre un grupo de personas? ¿Qué puede hacerse para evitar que más personas se contagien?

¿Cómo se extiende en una comunidad una enfermedad infecciosa?DESAFÍO

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 gotero con Indicador de enfermedad

Para cada pareja de alumnos 1 vaso grande de plástico conteniendo “saliva”

Para cada alumno 1 charola SEPUP 1 gotero 1 bolsa de plástico toalla de papel 1 Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación:

Las enfermedades” 1 Hoja de Alumno de lectura y escritura básica 1a,

“Manteniendo un cuaderno de ciencias” 1 Hoja de Alumno 30.2, “Siguiendo la pista de la

enfermedad” 1 par de anteojos protectores

Para la Investigación Adicional copias adicionales de la Hoja de Alumno 30.2

MATERIALES

HACIENDO UN M

OD

ELO

C-5

Actividad 30

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores cuando trabajes con substancias químicas. No toques las substancias químicas ni las pongas en contacto con tu nariz o boca. Lávate bien las manos al terminar esta actividad.

PROCEDIMIENTOParte A: Planeando tu díaLlena la columna “Antes” de la Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las enfermedades”.

1. ¿Qué tan rápido puede una enfermedad infecciosa, como la gripe, propagarse en la población? Después de discutir esto en clase, anota tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

2. Discute en tu grupo de cuatro, cuáles son las variables que afectan el que una persona, expuesta a una enfermedad, contraiga él mismo, la enfermedad. Escribe tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

3. En la Tabla 1, “Mis movimientos” (en la Hoja de Alumno 30.2, “Siguiendo la pista de la enfermedad”), llena en la columna Lugar, el lugar o evento al que planeas ir cada día.

RECORDATORIO

¡Un procedimiento de laboratorio correcto significa que no habrá contaminación accidental! Asegúrate de seguir las instrucciones y ten cuidado con tu gotero.

4. Usa tu gotero para poner 10 gotas de “saliva” del vaso grande de plástico a la Taza A de tu charola SEPUP.

5. Usa tu gotero para llenar 3/4 de la Taza B con “saliva” del vaso grande.

6. Una vez de que tú y tu compañero o compañera completen los Pasos 2 y 3, devuelvan el vaso grande a tu maestro o maestra.

Parte B: Reuniéndose con otras personasTu maestro o maestra te ayudará con los Pasos 7 a 11.

7. En el Día 1, ve al lugar que escogiste y apuntaste en la Tabla 1 de la Hoja de Alumno 30.2. Continúa entonces:

a. Lee la tarjeta para determinar el número de personas con las que debes intercambiar “saliva”. (Si no aparece nadie en este lugar, no tienes que hacer nada.)

C-6

b. Intercambia “saliva” con la gente en este lugar, usando el gotero para transferir 10 gotas de la solución en tu Taza B a la Taza B de la charola del otro alumno. A la vez, este alumno debe transferir 10 gotas de la solución de su Taza B a la Taza B de tu charola. La Taza B debe ahora contener aproximadamente la misma cantidad de solución que antes.

c. Usa tu gotero para transferir aproximadamente la mitad de la solu-ción de tu Taza B a la Taza C de tu charola SEPUP.

d. Regresa a tu lugar y apunta los nombres de las personas con las que intercambiaste en la Hoja de Alumno 30.2.

8. En el Día 2, ve al lugar que escogiste en la Tabla 1. Repite los Pasos 5a y 5b, pero esta vez transfiere las soluciones en la Taza C.

9. Usa tu gotero para transferir aproximadamente la mitad de la solución de la Taza C a la Taza D de tu charola SEPUP.

10. Regresa a tu lugar y apunta los nombres de las personas con las que intercambiaste en la Hoja de Alumno 30.2.

11. En el Día 3, ve al lugar que escogiste en la Tabla 1. Repite los Pasos 5a y 5b, pero esta vez transfiere las soluciones en la Taza D.

12. Regresa a tu lugar y apunta los nombres de las personas con las que intercambiaste en la Hoja de Alumno 30.2.

Parte C: Haciéndose una prueba

13. ¿Adquiriste la enfermedad? Averígualo siguiendo los siguientes pasos:

a. Pon la Hoja de Alumno 30.2 en una bolsa de plástico.

b. Pon una gota de “saliva” del Día 3 en la bolsa de plástico sobre el cuadro Prueba de enfermedad para el Día 3. Enjuaga el gotero.

c. Agrega una gota del Indicador de enfermedad a tu “saliva”. Enjuaga el gotero. Si te has infectado de la enfermedad, la solución cambiará de color. Si la solución no cambia de color, ¡felicidades! ¡Escapaste de adquirir la enfermedad en esta ocasión!

14. Si adquiriste la enfermedad ¿Cuándo la adquiriste? Averígualo haciendo la prueba a tu “saliva” inicial (Taza A), y “saliva” de Día 1 (Taza B), y de Día 2 (Taza C). Para realizar la prueba, agrega una gota del Indicador de enfermedad a una gota de “saliva” en la bolsa de plástico sobre el corres-pondiente cuadro de Prueba de enfermedad. Enjuaga el gotero.

15. Una vez que hayas terminado de hacer la prueba, escribe tus resultados en tu cuaderno de ciencias o en una hoja de papel. Después usa una toalla de papel para limpiar las gotas de prueba y para sacar tu Hoja de Alumno de la bolsa de plástico. Copia tus resultados de las cuatro prue-bas en la Tabla 1 de la Hoja de Alumno 30.2.

Actividad 30

Intercambia10 gotas conotra persona

Mueve la mitadde la solución ala Taza C

C-7

16. En tu cuaderno de ciencias, usa los datos de la clase para llenar una tabla como la que aparece abajo.

17. Usa los datos en tu tabla para crear una gráfica de línea del número de personas infectadas con relación al tiempo. Incluye los datos iniciales (Día 0) y asegúrate de etiquetar tus ejes y de titular la gráfica.

INVESTIGACIÓN ADICIONALRepitan esta actividad. Escojan lugares y eventos distintos a los que puedan ir. ¿Se propagó la enfermedad dentro de tu comunidad de forma similar? ¿Qué similitudes y qué diferencias notaste? ¿Qué papel juegan las personas que estaban originalmente infectadas en la propagación de la enfermedad?

ANÁLISIS 1. Basándote en los resultados de la clase, ¿qué sucedió, a lo largo del

tiempo, con el número de personas infectadas con la enfermedad?

2. Piensa en cómo la enfermedad infecciosa se propagó de persona en persona en tu comunidad. Si hubieras tratado de evitar contagiarte de la enfermedad, ¿qué podrías haber hecho? Usa las evidencias de esta actividad para justificar tu respuesta.

3. a. Imagínate que eres director de un departamento de salud pública en el poblado donde la enfermedad se está propagando. Es tu respon-sabilidad ayudar a la gente a prevenir infectarse. Explica qué reco-mendarías para evitar que más gente resulte infectada.

b. ¿Cuáles serían las repercusiones de tus recomendaciones?

4. ¿Cuáles son los aciertos y cuáles son las debilidades de este modelo para demostrar la propagación de una enfermedad infecciosa?

5. ¿Podrías usar esta actividad para probar cómo se extienden enferme-dades que no son infecciosas? Explica tus razones.

6. Llena la columna “Después” para las afirmaciones 1 a 3 de la Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las enfermedades”. ¿Has cambiado de opinión?

Actividad 30

Resultados de la clase

Día de prueba Número de personas infectadas Porcentaje de personas infectadas

Inicial (Día 0)

Día 1

Día 2

Día 3

24-Lesson Title

C-8

31 La variedad de la enfermedad

 Andando por la calle, notas que hay un anuncio que advierte a los jóvenes de los riesgos que se toman al fumar. Lees en un anuncio

en una revista que debes tomar más leche. Prendes la televisión y ves un anuncio de 10 segundos que te dice que debes leer más. Estos anuncios que no intentan venderte un producto o un servicio determinado, se conocen como PSA (Public Service Announcements) o Anuncios de Servicio Público. Los PSA proveen al público información útil e importante. Muchos de los

PSA animan a los niños y a adultos jóvenes a tomar decisiones que les aseguren salud

a largo plazo. Las gentes que producen los PSA son responsables en presentar información precisa y útil. Esto significa

que lo que anuncian tiene que estar basado en investigaciones y estudios científicos. En esta actividad producirás un PSA acerca de una enfermedad.

Enfermedad es, simplemente, un rompimiento en la estruc-tura o funcionamiento de un organismo vivo. En los huma-nos, existen muchas formas en la que las estructuras (como teji-dos y órganos) y sus funciones (como digestión) pueden afec-tarse. Antes de hacer tu PSA, tendrás que aprender acerca de una enfermedad y decidir entonces qué información es importante compartir con otros.

PROYECTO

Muchos de los PSA alientan a adultos jóvenes y niños a tomar decisiones que les aseguren la salud a largo plazo.

C-9

¿Qué tipo de información debería incluirse en un PSA acerca de una enfermedad?

PROCEDIMIENTOParte A: Conocimiento de enfermedades

1. Usa la Hoja de Alumno 31.1, “Vamos a cazar”, para encontrar alumnos en tu clase que conocen alguien que ha tenido una enfermedad específica. Pídeles que pongan los iniciales de su nombre en el cuadro al lado del nombre de esta enfermedad. Cada persona (incluyéndote a ti) puede úni-camente poner sus iniciales en uno de los cuadros de tu Hoja de Alumno.

2. En la Hoja de Alumno 31.2, “Conociendo las enfermedades”, marca una “X” en la columna “Alumno” si conoces a alguien que haya tenido esta enfermedad.

3. Usa la Hoja de Alumno 31.2, para averiguar si tu padre o madre, o alguno de tus abuelos conoce a alguien que haya tenido una enferme-dad específica.

4. Como clase, suma el número de alumnos, padres, y abuelos que han conocido a alguien con una enfermedad específica.

Parte B: Investigación de enfermedades

5. Escoge una enfermedad que quisieras investigar. Quizá quieras elegir una de las que aparecen en la lista de enfermedades en la Hoja de Alumno 31.2.

6. En los próximos días o semanas, busca información sobre esta enfer-medad en libros, revistas, discos compactos, el Internet o en entrevistas. También puedes ir al sitio de SEPUP en el Internet para encontrar cone-xiones con otros sitios que tienen más información acerca de las enfer-medades mencionadas en esta actividad.

Para la clase libros, revistas, discos compactos, acceso al Internet, etc.

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 31.1, “Vamos a cazar” 1 Hoja de Alumno 31.2, “Conociendo las enfermedades”

(opcional) 1 Hoja de Alumno 31.3, “Reporte de investigación de una

enfermedad”

MATERIALES

DESAFÍO

7. Usa la información que encuentres para completar la Hoja de Alumno 31.3, “Reporte de investigación de una enfermedad”. Deberás poder describir:

a. las causas de la enfermedad

b. síntomas de la enfermedad

c. cómo se propaga esta enfermedad entre humanos

d. cómo puede prevenirse esta enfermedad

e. cómo se trata médicamente esta enfermedad

f. dos hechos interesantes o importantes acerca de esta enfermedad.

8. Usa tu Reporte de investigación de una enfermedad para crear un Anuncio de Servicio Público, un PSA, en el formato de un cómic. Crea un cómic de 3 a 6 dibujos que le informe al público cómo prevenir contagiarse de la enfermedad o al menos, le informe de algún hecho importante de esta enfermedad. Un ejemplo se muestra abajo. Recuerda que tu anuncio puede ser divertido, pero que ¡tiene que ser apropiado para su uso en clase!

3. Mamá me examina y encuentra que tengo man-chas rojas: “¡Creo que tienes viruela!” me dice.

2. Unas horas más tarde me siento más caliente. Tengo comezón y me duelela cabeza.

1. Tengo seis años y estoy afuerajugando pelota con un amigo.¡De repente siento MUCHO CALOR!

5. El doctor dice:“¡QUE NO VAYA A LA ESCUELA hasta que se le sequen los granos!, No queremos que se contagien los otros niños. Tampoco deje que se rasque. Acetominofen, baños de avena y loción de calamina le ayudará a sentirse mejor.

6. Así que me siento terrible y tengo comezón, pero puedo quedarme en casa y ¡ver televisión a pierna suelta por casi una semana!

4. Le habla al doctor y ledescribe mis síntomas.

ANÁLISISParte A: Conocimiento de enfermedades

1. ¿Para cuáles enfermedades fue fácil encontrar alguien que podría poner sus iniciales en tus cuadros en la Hoja de Alumno 31.1?

2. ¿Piensas que las mismas enfermedades han de ser iguales de comunes en las diferentes partes del mundo? ¿Por qué sí o por qué no?

3. Compara el número de estudiantes, padres, y abuelos que conocían a alguien con una enfermedad específica. ¿Cuáles son las pautas que observas? Por ejemplo, ¿qué enfermedades eran más conocidas a la generación de tus abuelos comparadas con las de tu generación? ¿Por qué crees que sucede esto?

Parte B: Investigación de enfermedadesMira los PSA que prepararon los otros alumnos.

4. ¿Qué puede hacerse para prevenir contagiarse de una enfermedad infecciosa?

5. ¿Qué tipo de enfermedades no pueden prevenirse? Explica tus razones.

32 ¿Quién infectó a quién?

INVES T IG

ACIÓ

N  Los epidemiólogos son científicos que trazan la propagación de una enfermedad en una población. Hacen esto para aprender cómo se

extiende la enfermedad y a encontrar formas para que esta propagación se detenga. Una manera en que los epidemiólogos recogen esta infor-mación es ir a una comunidad para comparar a personas enfermas con personas sanas. Lo que complica su trabajo es que en ocasiones no toda persona expuesta a la infección cae enferma. Vacunas, exposiciones pre-vias a la enfermedad y estado general de salud afectan si una persona expuesta a la infección adquirirá o no la enfermedad. En ocasiones no hay correlación obvia entre las personas que resultaron enfermas. Los epi-demiólogos tienen entonces que recurrir a pruebas de infección en gentes sanas para averiguar cuál es la trayectoria de la infección. Esto se debe a que puedes comunicar una infección antes de tú mismo caer enfermo. Algunas infecciones como la tifoidea y la difteria pueden portarse (y propagarse) por largo tiempo por una persona que nunca presente los síntomas de la enfermedad. Estos portadores pueden ser eslabones impor-tantes en la propagación de una enfermedad.

Ayer, un maestro de ciencias en la Secundaria “Salk” fue enviado al hospital con una enfermedad seria. Los resultados del laboratorio regresaron con una diagnosis sorprendente de un nuevo tipo de infección. ¿Por qué sorprendente? Porque este tipo de enfermedad nunca se había observado en Abingdon. La maestra Shah se enfermó el 3 de diciembre con fiebre alta, dolor de garganta y mucha tos. Al principio, creyó que tenía la gripe, pero cuando tuvo dificultad de respirar fue a ver al doctor. El Dr. Holmes del hospital de Abingdon notó síntomas similares en un alumno de la escuela secundaria. En su entrevista, el doctor dijo, “La maestra Shah tenía síntomas muy graves. Ella estuvo

Diciembre 15

enferma por una semana y estuvo dos días en el hospital. Debido a que la maestra Shah está en contacto diariamente con muchos alumnos, temía yo que la enfermedad se extendiera. Sin embargo, no aparecieron nuevos casos por unos 10 días. ¡Esto me calmó mucho!”

Pero, desde entonces, varias personas en la secundaria desarrollaron síntomas similares y han caído enfermas. Los encargados de Salud Pública están alarmados. ¿Podría ser esto el principio de una epidemia? Una epidemióloga local, la Dra. Montagu, está investigando la trayectoria de transmisión: ¿quién infectó a quien? A fin de determinar esto, ha empezado a colectar información. Hasta la fecha ha entrevistado a ocho individuos.

El Diario de Abingdon

¿Una nueva enfermedad en la secundaria “Salk”?

DESAFÍO ¿Quién o quiénes son los transmisores de la enfermedad?

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores cuando trabajes con substancias químicas. No toques las substancias químicas ni las pongas en contacto con tu nariz o boca. Lávate bien las manos al terminar esta actividad

Parte A: Evidencia de las entrevistas

1. Lee la información en las Tarjeta de entrevista.

2. Discute con tu pareja cómo pudo haberse propagado la enfermedad de persona a persona.

3. Mueve las tarjetas para formar una red que muestra quién pudo haberse contagiado de quien.

4. En tu cuaderno de ciencias, dibuja lo que crees es la red de la transmi-sión de la enfermedad. Asegúrate de mostrar cómo están conectados los individuos. Por ejemplo:

clase de ciencias

Ms. Shah (con síntomas) ––––––––––––> Heather (con síntomas)

Para la clase 2 botellas con gotero marcadas “Ed” 2 botellas con gotero marcadas “Heather” 2 botellas con gotero marcadas “Laura” 2 botellas con gotero marcadas “Miriam” 2 botellas con gotero marcadas “Tran” 2 botellas con gotero marcadas “Mr. Klasky” 2 botellas con gotero marcadas “Mr. Milligan” 2 botellas con gotero marcadas “Ms. Shah”

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 botella con Indicador de enfermedad

Para cada pareja de alumnos 1 conjunto de Tarjetas de entrevista 1 charola SEPUP

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las

enfermedades” de la Actividad 30

MATERIALES

5. Discute con tu pareja quiénes pueden ser los portadores de la enferme-dad. Anota tus pensamientos en tu cuaderno de ciencias.

6. A fin de probar tu hipótesis, vas a poder hacer pruebas de muestras de “saliva” de estas personas para ver si tienen la enfermedad. Basado en tu hipótesis, escoge cuatro personas que te gustaría examinar.

7. Haz una tabla en tu cuaderno de ciencias que se parezca al de abajo y apunta los nombres de las personas que examinarás.

Parte B: Coleccionando evidencia de laboratorio

RECORDATORIO

¡Un procedimiento de laboratorio correcto significa que no habrá contaminación accidental! Cuando uses una botella con gotero, destornilla la tapa pero no la pongas en la mesa. En vez de esto, usa el gotero e inmediatamente tapa de nuevo su botella.

8. Encuentra la botella con gotero que lleva el nombre de una de las perso-nas que quieres examinar. Este gotero contiene la “saliva” de esa persona. Pon 3 gotas de la muestra de “saliva” en una de las tazas chicas de tu charola SEPUP.

9. Haz una prueba de esta muestra poniéndole 2 gotas del Indicador de enfermedad. Asegúrate que el gotero no toca la “saliva”. Un resultado positivo de la prueba se indica cambiando a color de rosa.

10. Anota tus resultados en la Hoja de Alumno 32.1.

11. Repite los Pasos 8 a 11, para el resto de las personas que quieres examinar.

Pruebas de laboratorio

Síntomas Resultados de ¿Es esta persona Nombre (¿sí o no?) prueba de un portador? enfermedad (¿sí o no?)

ANÁLISIS 1. Basándote en los resultados de tus pruebas, dibuja una red que mues-

tra la trayectoria que propones de la propagación de la enfermedad. En tu red, indica quién está infectado, las fechas en que cayó enfermo, y si la persona es un portador. ¿Cómo se compara esta red a la de tu hipótesis original?

2. a. ¿Quién (o quiénes) fueron los portadores de esta enfermedad?

b. ¿Qué evidencias tienes para justificar tu respuesta?

3. Recuerda las recomendaciones que hiciste para prevenir la propagación de una enfermedad cuando discutimos las Preguntas de Análisis 2 y 3 de la Actividad 30, “¡Es Contagioso!”. ¿Cómo afecta a tus ideas el hecho de que algunas enfermedades pueden ser propagadas por personas que son portadoras? En otras palabras, ¿qué recomendarías a una comuni-dad que está sufriendo una propagación de enfermedad?

4. Llena la columna “Después” de las afirmaciones 4 a 6 de la Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las enfermedades”. ¿Has cam-biado de opinión?

5. Un grupo de padres de Abingdon quieren obligar a los miembros de familia y los amigos próximos de todos los individuos infectados, incluyendo alumnos y maestros, se queden en casa hasta que todas las personas con síntomas se mejoren. Explica si estás de acuerdo con esta demanda. Apoya tus respuestas con evidencia e identifica cuales son los ventajas y desventajas de tu decisión. Sugerencia: Para escribir una respuesta completa, escribe primero tu opinión. Ofrece dos o más evidencias que justifiquen tu opinión. Con-sidera entonces todos los aspectos del asunto e identifica las ventajas y desventajas de tu decisión.

6. ¿Cambiarías tu repuesta a la Pregunta 5 en caso de que la enfermedad tuviera síntomas más severos y una mayor probabilidad de causar la muerte? Explica tus razones.

7. Reflexión: Si estás enfermo, ¿cuándo debes ir a la escuela y cuándo debes quedarte en casa? Explica tus razones.

INVESTIGACIÓN ADICIONALDibuja una red de transmisión de enfermedad de los resultados de tu clase de la Actividad 30, “¡Es contagioso!”.

 Los humanos no son los únicos organismos que pueden propagar las enfermedades. Algunas enfermedades como la peste bubónica

y la malaria son propagadas por vectores. Un vector es un organismo (no humano) que pasa gérmenes que causan enfermedades sin que él mismo sea afectado. Ratas, garrapatas, mosquitos, y pulgas pueden actuar como vectores para varias enfermedades humanas. Garrapatas, por ejemplo, pro-pagan la enfermedad de Lyme (borreliosis). Por eso es importante usar man-gas y pantalones largos cuando se va a pasear al campo en ciertos lugares para evitar que se le peguen a uno garrapatas.

¿Cuál es el papel que juegan los vectores en la propagación de las enfermedades?

DESAFÍO

33 Del uno al otro

MIRA Y REFLEXION

A

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las

enfermedades” de la Actividad 30

MATERIALES

PROCEDIMIENTO 1. En tu grupo de cuatro, piensen en qué enfermedades puede uno conta-

giarse de los animales. Escribe las más posible que puedan pensar en tu cuaderno de ciencias.

2. A fin de prepararse a ver la historia en el vídeo, lee primero las Pregun-tas de Análisis 1 a 3.

3. Mira los segmentos sobre la peste bubónica en el vídeo.

ANÁLISIS 1. En 1900, la gente no sabía cómo se propagaba la peste bubónica. ¿Qué

hicieron los oficiales encargados de tratar de parar la propagación de la enfermedad?

2. a. Dibuja un diagrama que muestre cómo se propaga la peste bubónica.

b. Identifica al vector de esta enfermedad.

3. Para 1906, los oficiales sabían cómo se propagaba la peste bubónica. ¿Qué hicieron entonces para evitar la propagación de la enfermedad?

4. a. La malaria, una enfermedad particularmente común en África, es causada por un germen minúsculo llamado Plasmodium. Cuando un mosquito hembra le pica a una persona infectada con malaria, chupa el Plasmodium junto con la sangre de la persona enferma. Cuando pica a una persona sana, los gérmenes ahora en su saliva infectan a esa persona. ¿Cuál es el vector en este caso?

b. Ahora que conoces el vector de la malaria, sugiere dos formas de reducir o prevenir la propagación de la malaria.

5. Llena la columna “Después” de las afirmaciones 7 y 8 en la Hoja de Alumno 30.1, “Guía de anticipación: Las enfermedades”. ¿Has cam-biado de opinión?

INVESTIGACIÓN ADICIONALPara aprender más de la peste bubónica, visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Actividad 33

34

 Cuando la peste bubónica apareció por primera vez en San Francisco en 1900, la respuesta oficial fue la de aislar, o poner en cuarentena,

el barrio de Chinatown. Para 1906, era claro que la cuarentena no era la forma de parar la propagación de una enfermedad causada por las pul-gas. Pero durante el primer ataque, las gentes de Chinatown tuvieron que defenderse con sus propios recursos.

La lepra, o la enfermedad de Hansen, es otra enfermedad con la cual se usaba la cuarentena. Debido a que esta enfermedad es de larga duración, la gente infectada fue forzada a vivir aislada por muchos años. En esta actividad leerás acerca de la lepra y harás decisiones de cómo gente con lepra y otras enfermedades infecciosas deberían de ser tratadas.

¿Cómo deberían ser tratadas las gentes que tienen enfermedades infecciosas?

DESAFÍO

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 34.1, “Red de discusión: La historia de

la lepra”

MATERIALES

DISCUTIENDO EL TEM

A

Una doctora examina la piel de un joven que está recibiendo una medicina para combatir la lepra.

PROCEDIMIENTO 1. En tu grupo de cuatro alumnos, discute lo que sabes acerca de la enfer-

medad de la lepra. Apunta tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

2. Escucha mientras tu maestro o maestra lee la historia de la lepra. Piensa cómo se pueden y deben controlar las enfermedades infecciosas.

3. Discute las Preguntas de Análisis 1 y 2 con tu grupo.

LA HISTORIA DE LA LEPRAImagínate tener una enfermedad, que si la gente supiera que la tienes, te forzarían a abandonar tu familia y a vivir en otro lugar. Si tuvieras esta enfermedad, las otras personas tendrían miedo de acercarse a ti o de tocarte. No se te permitiría comer o dormir cerca de gente que no está infectada.

Esta es la historia de la lepra. Desde el punto de vista histórico, la gente con lepra ha sido expulsada de la sociedad. En la edad media, la gente con lepra era considerada como muerta. Se les hacia un velorio aun en vida, y se les forzaba a vagar, sin casa, a pedir limosna hasta su muerte. La gente siem-pre ha tenido miedo de las personas con lepra porque la enfermedad puede causar graves deformaciones de la cara, brazos y piernas. Daña los nervios provocando insensibilidad de la piel. Estas personas podían perder dedos de pies y manos por heridas que no sentían. Daño al nervio óptico podría llevar a ceguera. Además, era común tener llagas en la piel. Muchos de estos cam-bios eran permanentes y dejaban inválidos a muchos de los infectados.

En 1894, La Casa de Lepra de Louisiana se estableció en Carville, Lousiana. En esa época, a las personas infectadas con la lepra no se les permitía usar transportación pública y eran enviados a la Casa en una embarcación. Inclusive, a algunas les ponían cadenas en pies y manos para que no escaparan. Una vez ahí no se les permitía hacer llamadas telefónicas o votar. El miedo de que la enfermedad se propagase hacía que se esterilizara su correo y su dinero. La compañía de bebidas locales ni siquiera aceptaba recibir de regreso las botellas vacías de la Casa.

En 1873, el Dr. G. A. Hansen descubrió que la bacteria Mycobacterium leprae causaba la lepra. Sin embargo, nadie sabía cómo podía evitarse la propa-gación de la bacteria. No fue sino hacia finales de los 1950, cuando el uso de antibióticos contra la lepra permitió que los enfermos de lepra en los Estados Unidos pudieran escoger dónde querían vivir. Hoy en día la lepra se llama la enfermedad de Hansen en su honor. Este nuevo nombre tam-bién refleja la nueva actitud hacia la enfermedad. Ahora es posible tratar y curar la enfermedad de Hansen con medicamentos. Una persona infectada puede convertirse en no contagiosa después de tan sólo unos días de trata-miento, y la propagación de la enfermedad puede controlarse sin que haya que aislar por largos períodos a las víctimas.

Actividad 34

Escucha mientras que tu maestro o maestra lee en voz alta.

Detente cuando veas este lápizamarillo y cierra tu libro.

Escribe las ideas más impor-tante que acabas de oír.

La ironía es que la enfermedad de Hansen no se propaga fácilmente y es muy difícil contagiarse. Únicamente como el 5% de los miembros de la familia que viven con un infectado desarrollan la enfermedad. La forma exacta en la que la enfermedad se propaga es aún desconocida. Los cientí-ficos creen que para infectarse se necesita estar en contacto directo con la persona infectada por largos períodos de tiempo. Sin embargo, siempre ha sido poco usual que aun la gente que cuida a las personas con la enferme-dad de Hansen se infecte. Esto quizá se deba a que se piensa que el 90% de la población es inmune a la enfermedad. Esto quiere decir que estas personas no contraerían la enfermedad aún cuando estuvieran expuestas a la misma.

A pesar de que ya es rara en los Estados Unidos, la enfermedad de Han-sen es un problema médico serio en partes de Asia, África y Sudamérica (particularmente en el Brasil), donde en general afecta a la población más pobre. A pesar de los avances en su tratamiento, cada minuto se diagnos-tica un caso de enfermedad de Hansen en algún lugar del mundo.

ANÁLISIS 1. ¿Cómo se les ha tratado a las personas con la enfermedad de Hansen a

través de la historia? Da ejemplos específicos.

2. Imagínate que encuentras a alguien que te dice que tiene la enferme-dad de Hansen. ¿Cómo actuarías? Apoya tu respuesta con evidencia de esta actividad.

3. Discute qué factores deberían determinar cómo debe tratarse a una per-sona con una enfermedad infecciosa.

4. Basándote en tu conocimiento de las enfermedades infecciosas, explica si tu piensas que personas con enfermedades infecciosas deberían po-nerse en cuarentena. Apoya tu opinión con evidencias e identifica las repercusiones de tu decisión. Sugerencia: A fin de redactar una respuesta completa, empieza por escribir tu opinión. Ofrece una o dos razones que justifican tu opinión. Entonces considera todas perspectivas del asunto e identifica las reper-cusiones de tu decisión.

5. Reflexión: En las Actividades 30, 32 y 33 has considerado cómo preve-nir la propagación de enfermedades infecciosas. Imagínate que tú estu-vieras infectado por una enfermedad infecciosa. ¿Te harías voluntario para estar en cuarentena? Explica tus razones.

INVESTIGACIÓN ADICIONALVisita la página de Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet para buscar eslabones con otros sitios con más información acerca de la historia de la lepra en los Estados Unidos.

Actividad 34

El germen que causa la enfermedad de Hansen puede encontrarse en ciertos animales,incluyendo al armadillo (que se muestra arriba). ¿Podrían los armadillos ser vectores de esta enfermedad? Los científicos todavía no saben la respuesta.

 Frecuentemente los descubrimientos científicos aparecen después de algún desarrollo de nuevas herramientas y nuevas tecnologías. Esto

es particularmente cierto en el caso de las enfermedades infecciosas. En los años 1890, los investigadores Alexandre Yersin y Shibasaburo Kitasato usaron el microscopio para identificar, independientemente, la causa de la peste bubónica. Microscopios compuestos—microscopios que usan más de una lente—fueron inventados hacia 1595. Estos primeros microscopios usualmente amplificaban objetos unas 20 o 30 veces su dimensión original. Pero como aprenderás en las próximas actividades, aún este nivel de ampli-ficación fue suficiente para descubrir todo un mundo de ideas científicas.

Hacia 1840, el físico italiano Giovanni Amici había inventado el microsco-pio de inmersión en aceite, que podía amplificar objetos 6,000 veces. En la mayoría de las escuelas secundarias, el nivel más alto de magnificación es en general como 400 veces. Hoy en día, el microscopio electrónico de trans-misión y el microscopio electrónico de barrido pueden amplificar más de ¡40,000 veces!

¿Cuál es la forma correcta de usar un microscopio?

LABORATOR

IO

La fotografía de la izquierda muestra un microscopio electrónico de barrido, que muestra la superficie de los objetos. En la fotografía de la derecha, puedes ver la cabeza de una catarina, vista a través de este microscopio amplificada 23 veces.

35 Una

DESAFÍO

PROCEDIMIENTOParte A: Obteniendo una licencia

1. Tu maestro o maestra te enseñarán las diferentes partes de un micros-copio, tal como aparecen en el dibujo de abajo.

Actividad 35

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 vaso con agua 1 gotero 1 tijeras (opcional)

Para cada pareja de alumnos 1 portaobjeto 1 cubreobjeto 1 microscopio papel especial para limpiar lentes materiales distintos como una historieta o comics,

cabello humano, hoja, etc.

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 35.1, “Revisión del microscopio” 1 Hoja de Alumno 35.3, “Dibujos bajo microscopio” 1 compás

MATERIALES

PARTES DE UN MICROSCOPIOocular

objetivos

platina

clips de la platina

diafragma

fuente de luz

tornillo macrométrico

tornillo micrométrico

Actividad 35

2. Como clase, discutan las reglas para usar un microscopio.

3. Enseña lo que has aprendido del microscopio, según lo que te ha exigido tu maestro o maestra.

4. ¡Obtén tu licencia para manejar un microscopio! Ahora sí que estás listo para usar un microscopio.

Reglas para usar un microscopio

Carga un microscopio usando siempre las dos manos, como se muestra en el dibujo de la derecha.

Rota los objetivos lentamente y con cui-dado. No les permitas tocar la pla-tina o nada puesto sobre ella, como un portaobjeto. Esto puede dañar al microscopio.

Cuando uses el tornillo macromé-trico, empieza teniendo la platina en su posición más alta, y siempre enfoca bajando la platina (alejándolo del objetivo).

Usa únicamente papel especial para lim-piar lentes para limpiar el ocular o los objetivos.

Cuando hayas terminado de usar el microscopio, apaga la luz del microscopio y vuélvelo a poner a mínima amplificación (usualmente el objetivo de 4×).

Parte B: Facilitando los dibujos bajo microscopio

Abajo aparece una foto tomada a través de un microscopio del alga Spirogyra. El dibujo de la derecha muestra cómo un biólogo o ilustrador de biología podría representar y etiquetar el dibujo. ¿Sabías que hay artistas que únicamente se dedican a hacer ilustraciones científicas? Algunas suge-rencias para lograr mejores dibujos:

ALGUNAS SUGERENCIA PARA LOGRAR MEJORES DIBUJOS:

Usa lápices afilados y un buen borrador.

Trata de relajar tus ojos cuando mires por el ocular. Puedes cubrir un ojo o aprender a ver manteniendo los dos ojos abiertos. Trata de no parpadear.

Usa un compás para dibujar un círculo sobre tu papel. Todo lo que veas en tu portaobjeto lo dibujarás dentro del círculo.

Ve por el microscopio a la vez que haces tu dibujo. Mira a través del microscopio más tiempo del que miras tu papel.

No dibujes todos los detalles pequeños en tu portaobjeto. Concén-trate únicamente en uno o dos de los aspectos más interesantes o más comunes.

Puedes dibujar más grande de cómo ves las cosas. Esto te ayuda a mostrar todos los detalles que ves.

Apunta las palabras fuera del círculo.

Usa una regla para trazar las líneas rectas a tus etiquetas. Mantén las líneas paralelas—no cruces una línea sobre la otra.

Acuérdate en apuntar el nivel de amplificación a un lado de tu dibujo.

SPIROGYRA (ALGAE) x 400

cloroplastopared celular

Parte C: Usando el microscopio

5. Limpia tu portaobjeto y cubreobjeto bañándolos en agua y secándolos cuidadosamente.

6. Con tu pareja, mira la lista de materiales preparada por tu maestro o maestra y decide qué examinarán bajo el microscopio.

7. Pon el material (o una pequeña parte del mismo) aplanándolo en el centro del portaobjeto.

8. Usa tu gotero para poner una gota de agua directamente sobre tu material. Con cuidado toca una arista de tu cubreobjeto al agua en un ángulo (como se muestra en el dibujo de arriba). Deja caer, muy des-pacio, el cubreobjeto sobre el portaobjeto.

9. Asegúrate que tu microscopio está puesto con la mínima amplificación (el objetivo de menor potencia) antes de poner tu portaobjeto sobre la platina. Centra el portaobjeto para que tu material esté directamente sobre la aper-tura de la diafragma y ajusta el resto del microscopio como sea necesario. Sugerencia: Para estar seguro que estás enfocado sobre el material que está en tu portaobjeto, mira a través del ocular y mueve tu portaobjeto ligeramente— deberás ver que tu material se mueve cuando mueves el portaobjeto.

10. Empieza observando tu muestra usando bajo poder (usualmente el obje-tivo 4×). En la Hoja de Alumno 35.3, “Dibujos bajo microscopio” dibuja lo que observes. Cuando encuentres un área que quisieras explorar usando más amplificación, fija el portaobjeto con los clips de la platina. Sugerencia: Si el material en tu portaobjeto aparece demasiado lumi-noso, reduce la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto cerrando el diafragma que está abajo de la platina.

11. Sin mover el portaobjeto, cambia a amplificación intermedia (usual-mente el objetivo de 10x). Si es necesario, ajusta los controles del microscopio y prepara otro dibujo de lo que observes. Sugerencia: Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado oscuro, aumenta la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto abriendo la apertura del diafragma que está abajo de la platina.

12. Cuando hayas terminado de usar el microscopio, apaga la luz del microscopio y vuélvelo a poner a mínima amplificación (usualmente el objetivo de 4×).

PONIENDO EL CUBREOBJETO

Actividad 35

ANÁLISIS 1. ¿Cómo cambia el microscopio la imagen que ves?

Sugerencia: Compara el material que pusiste sobre el portaobjeto con lo que ves a través del ocular.

2. Describe cómo los materiales que examinaste se ven cuando usaste baja amplificación y cuando usaste amplificación media. ¿Qué diferencias observaste? ¿Cómo se compara esto con verlos a simple vista?

3. Haz una lista de tres sugerencias que te ayudan a hacer más fácilmente dibujos bajo microscopio.

4. El microscopio es una de las herramientas importantes que los cientí-ficos usan para estudiar seres vivos. ¿Qué otras herramientas usan los científicos que estudian la vida? Piensa en las herramientas usadas por doctores, en laboratorios y en estudios de campo. Haz una lista de tres herramientas usadas por científicos que estudian la vida y describe qué tipo de información les ayudan a coleccionar.

 Si alguien te pregunta qué produce las enfermedades, podrías con-testar que gérmenes, bacterias, o virus producen las enfermedades.

Durante los principios de 1900, algunas personas pensaban que las enfer-medades infecciosas, como la gripe, podían ser causadas por desnudez, comida contaminada, gases irritantes en la atmósfera, ropas sucias, ven-tanas abiertas, ventanas cerradas, libros viejos, suciedad, polvo, o causas sobrenaturales.

¿Cuál es la causa de las enfermedades infecciosas? Empezarás a contestar esta pregunta estudiando microbios, una palabra que se refiere a seres vivos u organismos que son demasiado pequeñas para poder ser vistos a simple vista. Algunos de estos microbios causan enfermedades. En esta actividad, buscarás microbios que viven en agua. Puedes ver algunos ejemplos en las fotografías abajo.

¿Qué tipo de microbios puedes encontrar?DESAFÍO

LABORATORIO

Paramecium Amoeba Euglena

Algas verdes Nematodos Stentor

36 Buscando

PROCEDIMIENTO 1. Revisa las sugerencias que desarrollaste para hacer dibujos bajo

microscopio en la Actividad 35.

2. Limpia tu portaobjeto y cubreobjeto, enjuagándolos en agua y secándo-los cuidadosamente.

3. Usa el gotero en el vaso con cultivo, para poner una gota de líquido del vaso en tu portaobjeto.

4. Después de poner una gota de cultivo en tu portaobjeto, agrega una gota de metilcelulosa directamente sobre la primera gota. ¡Ten cuidado de no agregar más de una gota! El metilcelulosa hará que los microbios se muevan más lentamente.

5. Con cuidado toca una arista de tu cubreobjeto, en un ángulo, al líquido en tu portaobjeto (como se muestra en el dibujo abajo a la izquierda). Deja caer, muy despacio, el cubreobjeto sobre el portaobjeto.

6. Asegúrate que tu microscopio está puesto con la mínima amplificación (el objetivo más corto) antes de poner tu portaobjeto sobre el microscopio. Centra el portaobjeto para que tu material esté directamente sobre la aper-tura del diafragma y ajusta el resto del microscopio según sea necesario.

Sugerencia: Para estar seguro que estás enfocado sobre el material que está en tu portaobjeto, mira a través del ocu-lar y mueve tu portaobjeto ligeramente—deberás ver que tu material se mueve al hacerlo.

PONIENDO EL CUBREOBJETO

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 botella de metilcelulosa 1 vaso de plástico, conteniendo por lo menos 10 ml de cultivo 1 vaso de plástico con agua

Para cada pareja de alumnos 1 portaobjeto (con una sola depresión) 1 cubreobjeto 1 gotero 1 microscopio papel especial para limpiar lentes

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 35.3, “Dibujos bajo microscopio” 1 compás

MATERIALES

7. Empieza observando tu espécimen usando baja amplificación (usual-mente el objetivo 4×). Quizá tengas que explorar tu portaobjeto buscando señales de vida microscópica, o quizá observes microbios cruzando tu campo de visión. Sugerencia: Si el material en tu portaobjeto aparece demasiado lumi-noso, reduce la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto cerrando el diafragma que está abajo de la platina.

8. Sin mover el portaobjeto (que puede fijarse usando los clips) cambia a amplificación media (usualmente 10x). Ajusta los controles del microscopio y vuelve a buscar señales de vida microscópica.

9. Sin mover el portaobjeto, cambia a máxima amplificación (usualmente el objetivo de 40x). ¡Ten cuidado de no tocar el portaobjeto con el objetivo! Ajusta los controles del microscopio. Vuelve a buscar señales de vida microscópica. Algunos de los microbios pueden ser muy pequeños, así que ¡búscalos con cuidado! Sugerencia: Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado oscuro, aumenta la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto abriendo la apertura del diafragma que está abajo de la platina.

10. Revisa “Facilitando los dibujos bajo microscopio” en la página C-24.

11. Usando amplificación media o alta, dibuja por lo menos dos microbios.

12. Cuando completes el Paso 11, apaga la luz del microscopio y vuélvelo a poner a mínima amplificación (usualmente el objetivo de 4×).

ANÁLISIS 1. ¿Será posible que existan microbios aún más pequeños de los que obser-

vaste? Explica cómo podrías coleccionar evidencias para probar o negar tu respuesta.

2. Establece tres reglas que usarás la próxima vez que hagas dibujos bajo microscopio.

3. Como científico, se te pide describir dos de los microbios que viste a alguien que nunca ha visto a través de un microscopio. Escribe un corto párrafo describiendo los microbios que observaste.

4. Reflexión: Imagínate que eres un investigador que estudia microbios. ¿Escogerías estudiar un microbio que causa una enfermedad o un microbio que no causa enfermedad alguna? Explica tus razones.

INVESTIGACIÓN ADICIONALA fin de examinar más microbios, visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Actividad 36

C-30

 Microbios como los que observaste en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”, fueron descubiertos hacia el final

de los 1600. Pero la idea de que estos organismos podían causar enferme-dades no se desarrolló hasta 1860, hace menos de 150 años. ¿Por qué se tardó tanto en encontrar la relación?

¿Cómo se desarrolló la teoría de los gérmenes que causan enfermedades?

PROCEDIMIENTO 1. Tu grupo será asignado a una de las secciones de “Lista de caracteres”.

2. Con tu grupo, lee cuidadosamente la sección e identifica las contribu-ciones más importantes que tu carácter hizo a la ciencia. Apunta estas contribuciones en tu cuaderno de ciencias.

3. Desarrolla una actuación para presentar estos puntos importantes a tu clase. Puedes hacer tu actuación histórica (por ejemplo, puedes mostrar cómo tu científico hizo el descubrimiento) o moderna (por ejemplo, puedes crear un anuncio para vender el libro de Hooke). Asegúrate de crear un papel para cada miembro de tu grupo.

4. Junta todos tus disfraces y accesorios que necesitarás.

5. Presenta tu pieza de actuación a la clase.

6. Al ir viendo las diferentes piezas, completa la línea de tiempo histórico en tu Hoja de Alumno 37.2, “Línea de tiempo histórico de la Teoría de los gérmenes que causan enfermedades”.

DESAFÍO

37

Para cada grupo de cuatro alumnos varios disfraces y accesorios

Para cada alumno 1 1 Hoja de Alumno 37.2, “Línea de tiempo histórico de

la Teoría de los gérmenes que causan enfermedades”

MATERIALES

ACTUANDO EL PAP

EL

La que causan enfermedades

LISTA DE PERSONAJESRobert Hooke (1635–1703)El fin del siglo 17 fue un período de grandes descubrimientos científi-cos. Mientras que muchas personas ofrecían teorías sin experimentación y evidencias, el científico inglés Ro-bert Hooke creía que la buena ciencia resultaba de observaciones de lo que se podía ver. Cuando tenía unos 20 años, escribió un libro acerca de sus obser-vaciones y dibujos del mundo natural que llamó Micrografía, que quiere decir “dibujos pequeños” (o descripción grá-fica de objetos microscópicos). Se publicó primeramente en 1665. En este libro, presentó sus ideas acerca del ciclo de la vida del mosquito, el origen de los cráteres de la luna, y de los fósiles. Pero lo que más recordamos de Hooke son sus dibujos de lo que vio a través del microscopio.

Hooke desarrolló su propia versión de un microscopio compuesto (arriba), y fue uno de los mejores que se podían conseguir en su tiempo. Hoy en día, el dibujo más famoso de la Micrografía es un dibujo de corcho—el mismo tipo de corcho que se usa en los paneles de corcho y en los tapones de botellas. Ya que el corcho se obtiene de la corteza del árbol de encino de corcho, es, en esencia, un tejido muerto de planta. Usando su microscopio, Hooke observó cortes muy delgados de corcho. Vio algo parecido a muchos cuartos peque-ños (abajo a la derecha). Por esto, llamó a estas estructuras, células, que es un sinónimo de la palabra cuartos. Con esta simple observación, Hooke introdujo una idea que formaría la base de nuevos campos en biología— ¡pero hubo que esperar otros 200 años!

El árbol del corcho Células de corcho

Actividad 37

EL MICROSCOPIO DE HOOKE

Anton van Leeuwenhoek (1632–1723)Anton van Leeuwenhoek era un vendedor de telas y un científico aficionado en Holanda. Sabía cómo hacer microscopios muy sencillos. (Hoy se hu-bieran considerado como lupas). Pero no se interesó en estudiar el mundo microscópico hasta que leyó el libro de Hooke Micrografía (ver la sección sobre Robert Hooke), que fue un libro muy popular de la época.

La habilidad de Leeuwenhoek en construir microscopios (como el que apa-rece a la izquierda) le permitió amplificar objetos más de 200 veces. Esto, combinado con su curiosidad, le permitieron hacer observaciones casi idénticas a las que hiciste en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. En 1673, Leeuwenhoek describió lo que vio en una gota de agua: “…endiabladas criaturas. Se detienen, se levantan…se dan la vuelta…no son mayores que un grano de arena.” Examinando raspaduras de sus dientes, encontró más evidencias de estos “muchísimos animalejos moviéndose con gracia de aquí para allá”. Leeuwenhoek fue una de las primeras personas en anotar sus observaciones de microbios. Continuó sus observaciones hasta el fin de su vida.

EL MICROSCOPIO DE LEEUWENHOEK

El pequeño hoyo en la placa contenía el lente. El material que va a observarse se ponía en la punta enfrente del lente.

Como Leeuwenhoek describió la Spirogyra

Observa la fotografía del alga verde Spirogyra que aparece a la derecha. Al no ser Leeuwenhoek un buen dibujante, escribió descripciones muy precisas de sus observaciones. (Además contrató a alguien que hi-ciera los dibujos que acompañaban sus descripciones). El 7 de septiem-bre de 1674 describió la Spirogyra que se encuentra en los lagos: “Pasando una tarde en este lago … y examinando el agua al día siguiente, encontré flotando … unas venas verdes, enredadas en espiral como serpientes. Toda la circunferencia de cada una de estas venas era como el grosor de uno de nuestros cabellos … consistiendo de glóbulos verdes aunados, muy finos: y había también muchos glóbulos verdes pequeños ”.

¿Cómo se comparan las descripciones de Leeuwenhoek con las tuyas?

C-33

Matthias Jakob Schleiden (1804–1881) Theodor Schwann (1810–1882) Karl Theodor Ernst von Siebold (1804–1885)En los próximos 150 años, los científicos continuaron el uso del microscopio para estudiar organismos vivos como plantas, insectos y microbios. Pero hacia principios de 1800, la mayoría de los botánicos—científicos que estudiaban plantas—no usaban microscopios. Se ocupaban en describir y darle nombre a plantas enteras. El biólogo alemán Matthias Schleiden fue una excepción. Habiendo estudiado leyes, dejó la profesión de abogado para dedicarse a ser profesor de botánica. Schleiden prefería usar el microscopio en sus estudios de plantas. (Ve la foto de células de plantas a la izquierda para tener una idea de lo que Schleiden observaba). Basado en sus estudios, él sugirió en 1838 que todas las plantas estaban constituidas por células. Esta era una idea total-mente nueva: así como una casa puede construirse totalmente con ladrillos, así las plantas pueden estar totalmente constituidas de células.

Schleiden conoció a otro profesor alemán de biología, Theodor Schwann, que pasaba su tiempo estudiando animales. Schwann estaba particular-mente interesado en el sistema digestivo. En 1839, un año después de que Schleiden propusiera su teoría, Schwann sugirió que no sólo las plantas, sino que también los animales estaban constituidos por células. (Puedes observar células animales en la foto a la izquierda.) Debido a estas ideas, el crédito de haber descubierto que todos los organismos vivos están constituidos de célu-las, la teoría celular, se les otorga a Schleiden y Schwann.

Otros científicos avanzaron las ideas de Schleiden y Schwann. En 1845, Karl Theodor Ernst von Siebold sugirió que también los microbios están hechos de células—más específicamente, una sola célula (ver la foto de la célula de microbio a la izquierda). De hecho, Siebold creía que los organismos con muchos células, como los animales, ¡estaban hechos de muchos microbios unicelulares (una sola célula)! Aún cuando Siebold erró en esta idea, acertó en decir que los microbios eran organismos vivos hechos del mismo material que los animales y las plantas.

Rudolf Carl Virchow (1821–1902)¿Por qué es la teoría celular de Schleiden y Schwann importante en la inter-pretación de las enfermedades infecciosas? Su trabajo influenció a Rudolf Carl Virchow, un médico polaco. Él había tratado y curado muchos pacien-tes enfermos por muchos años. Es famoso por decir alrededor de 1850, “todas las células provienen de células”, lo que quiere decir que las células se reproducen creando nuevas células. Tenia razón. Cuando ves una nueva planta o un animal joven, ves un organismo multicelular (con muchas células). Todos los organismos vivos empiezan como una sola célula. Muchos microbios están hechos por una sola célula, como Siebold creía

CÉLULAS DE PLANTAS

Las plantas están hechas de células, como las células de plantas que se muestranen la foto de arriba.

CÉLULAS ANIMALES

Los animales están hechos de células, como las células de piel que se muestran en la foto de arriba.

CÉLULA DE MICROBIO

Muchos microbios están hechos de una sola célula, como la célula de microbio que se muestra en la foto de arriba.

Actividad 37

C-34

(ve la sección sobre Schleiden, Schwann y Siebold). Las células de algunos organismos vivos, como las personas, continúan creciendo y dividiéndose. ¡Una persona adulta está constituida por aproxima-damente 10 trillones de células!

Virchow aplicó sus ideas a las enfermedades. Él sabía que todas las células vienen de otras células. Él creyó que todas las enfermedades se deben a células que no trabajan apropiadamente. Él creía que células enfermas venían de células regularmente sanas de la persona enferma. Las ideas de Virchow no son totalmente correctas, pero sí son ciertas para ciertas enfermedades. Sus ideas se basaron en su trabajo sobre leucemia, que es un cáncer de la sangre. Cáncer y otras enferme-

dades hereditarias son enfermedades de las células. Sí son causadas por célu-las que no trabajan apropiadamente. Enfermedades infecciosas son diferentes, como descubrieron científicos que vinieron después de Virchow.

Ignaz Philipp Semmelweiss (1818–1865)Al mismo tiempo que Schleiden, Schwann y Siebold desarrollaron sus ideas sobre células, un doctor húngaro que trabajaba en Austria estaba intentando evitar que mujeres jóvenes murieran. En 1840 mujeres embara-zadas solían morir de una enfermedad llamada fiebre de posparto. El Dr. Semmelweiss notó que muchas mujeres embarazadas fueron examinadas por doctores que acababan de realizar una autopsia. También observó que otro doctor moriría de fiebre posparto después de que él mismo se cortó con el bisturí que usaba para hacer autopsias. Semmelweiss concluyó que la fie-bre de posparto debe ser una enfermedad infecciosa que podía propagarse por algo que estaba en los cadáveres. Concluyó que eran los doctores porta-ban la enfermedad de paciente a paciente.

¿Sabías que cada uno de estos organismos es multicelular? Cada uno está constituido por millones de células. Podrías coleccionar evidencia de esto usando tu microscopio.

C-35

Semmelweiss decidió lavarse las manos entre pacientes. Como resultado de esto, un número menor de sus pacientes murió. En dos años, él redujo de 12% a 1% la proporción de pacientes muertos. Él alentó a otros doctores a lavarse las manos con una solución química fuerte entre pacientes. Ya que Sem-melweiss no podía explicar por qué lavarse las manos servía, muchos doctores rehusaron cambiar sus costumbres.

Semmelweiss trató energéticamente de hacer que los hos-pitales cambiaran sus prácticas, pero muchas personas se resistieron a sus ideas. Eventualmente tuvo una crisis mental

y poco después murió. 10 años después de su muerte, el desarrollo de la Teoría de los gérmenes que causan enfermedades explicaría lo que él no pudo explicar— que lavarse las manos reduce el riesgo de enfermedades infecciosas por deshacerse de gérmenes como los que se muestran en fotografía de arriba.

Louis Pasteur (1822–1895)Louis Pasteur, un químico francés, empezó a estu-diar microbios en 1864. Estuvo trabajando en lo que es un importante negocio en Francia: la fermentación de vino y vinagre. Notó que ciertos microbios podían causar que la comida y la bebida se echaran a perder. Pasteur descubrió que diferen-tes microbios causaban diferentes tipos de descom-posición, pero que el calor podía matar muchos de estos microbios. Hoy en día, debido a su trabajo, la leche se calienta a 71º C por 15 segundos para matar al microbio que causa la tuberculosis. Usando calor para matar microbios se conoce como pasteurización en honor a Pasteur. Mira el cartón de leche a la dere-cha. La palabra “pasteurizada” en la leche vendida por las tiendas te dice que es seguro beber esta leche.

En 1865, se solicitó de Pasteur ayudar a la industria de la seda en Francia, que tenía problemas con la producción de seda. La seda se produce utili-zando un hilo que dejan unos gusanos llamados gusanos de seda. Pasteur observó que un microbio estaba infectando a los gusanos de seda y a las hojas que éstos comían. Salvó a la industria de la seda cuando recomendó que estos gusanos y la comida que comían se destruyeran.

Pasteur supo que algunas enfermedades son infecciosas. Él sugirió que los microbios, que llamó “gérmenes”, podían causar enfermedades infecciosas y propagarse fácilmente por personas. Esta idea es la base de la Teoría de los gérmenes que causan enfermedades.

Hoy en día, la fiebre de posparto se llama fiebre puerperal. Su causa es una variedad de microbios, incluyendo el Estreptococo (similar a los microbios que se muestran arriba).

Actividad 37

LECHE PASTEURIZADA

La pasteurización mata a los microbios que podrían estar presentes en la leche.

C-36

Robert Koch (1843–1910)El papel que los microbios jugaban en causar enfermedades infecciosas empezó a aceptarse lentamente. Pero aún quedaba trabajo por hacer. ¿Qué microbio causaba qué enfermedad? En 1876, Robert Koch, un doc-tor alemán, identificó el microbio que causaba antrax, una enfermedad infecciosa que mata ganado. Más tarde identificó los microbios que causan tuberculosis y cólera. Sorprendentemente él realizó todo este trabajo en un apartamento de cuatro cuartos donde vivía con su esposa.

Koch desarrolló un método para probar que un microbio específico causaba una enfermedad específica. En el caso de antrax, inyectó ratas sanas con sangre que había obtenido de animales que habían muerto de antrax. Inyectó otro grupo de ratas con sangre de ganado sano. Todas las ratas inyectadas con sangre de animales infectados murieron de antrax. Nin-guna de las otras ratas desarrolló antrax. Entonces demostró que podía aislar el microbio del antrax únicamente de los ani-males que fueron inyectados con sangre de ganado infectado. No pudo encontrar microbios de antrax en las ratas sanas. De esta manera, Koch pudo presentar evidencia científica de que el microbio del antrax causaba antrax. El diagrama de abajo ofrece un resumen de su experimento.

Koch creó a la vez técnicas nuevas para crear medios de cultivo no contami-nados por microbios. En particular, desarrolló agar, una sustancia gelati-nosa que se usa para crear medios de cultivo para microbios. Agar se usa hasta la fecha como verás en la Actividad 47, “Reduciendo el riesgo”.

La sustancia dentro del plato se llama agar. Muchos tipos de microbios pueden crecer en agar, que provee de alimento a los microbios.

EL EXPERIMENTO DE KOCH

Inyectadas con sangre de vaca con antrax

Las ratas mueren: Los microbios de antrax pueden aislarse en la sangre de las ratas infectadas

Ratas sanas

Inyectadas con sangre de vaca sana

Las ratas viven: No se encuentran microbios de antrax en la sangre de las ratas sanas

Ratas sanas

C-37

Florence Nightingale (1820–1910) Joseph Lister (1827–1912) William Stewart Halsted (1852–1922)Ideas tales como las de Pasteur y Koch fueron muy importantes para el campo de la medicina. Florence Nightingale, una enfermera inglesa, pu-blicó sus ideas acerca de las enfermedades en 1860. En esos tiempos, la idea de que la limpieza era importante en prevenir enfermedades no era una idea común. Ella fue una de las primeras en reconocer el valor de la lim-pieza y de recomendarla como parte de la buena práctica de enfermería. Sus esfuerzos mejoraron la práctica sanitaria en hospitales militares, lo que significó menos soldados muertos por enfermedades infecciosas, debidas a contaminaciones de heridas en el campo de batalla.

Un cirujano escocés, Joseph Lister se preocupó por el alto número de pa-cientes que morían después de una cirugía. La cirugía podía ser totalmente exitosa, pero como el 45% de los pacientes morían posteriormente por enfermedades infecciosas. Cuando Lister supo de la teoría de gérmenes de Pasteur, se le ocurrió la idea de matar a los gérmenes con químicos. En 1867, empezó a usar antisépticos para limpiar los instrumentos quirúrgicos. También roció el aire, hizo forzoso lavarse las manos y el uso de delantales limpios. Como resultado el porcentaje de pacientes que murieron después de la cirugía se redujo al 15%.

El cirujano estadounidense William Halsted dio un paso más allá con estas ideas. En vez de tratar de matar a los microbios presentes, ¿por qué no evitar su propagación desde el principio? En 1890, Halsted fue uno de los primeros cirujanos que usó guantes para una cirugía. Los guantes se podían esterili-zar con calor y con químicos que serían muy fuertes para las manos huma-nas. Esto ayudó a reducir la presencia de más microbios y contribuyó a la salud del paciente.

Para 1931, la teoría de gérmenes de las enfermedades había sido tan aceptada que los anuncios para pañuelos dese-chables decían: “¡Una nueva era en la higiene del pañuelo!” ¡Úselo una vez y tírelo! ¡Evita así la auto-infección con gér-menes de sus pañuelos!

Florence Nightingale

Joseph Lister supervisa el uso de un antiséptico antes de una cirugía.

Actividad 37

C-38

Virchow afirmó que las células se reproducen y crean nuevas células. Sin embargo, muchos cientí-ficos no aceptaban las ideas de Virchow. Creían en la generación espontánea— la idea que seres vivos vienen de materia inerte. Por ejemplo, alguien que creía en la generación espontánea podría pensar que las plantas vienen de la tierra. Si querías tener una planta, lo único que necesita-bas era tierra (ni semillas ni cortes de plantas). Después de un tiempo, una planta crecería espontánea-mente de la tierra. Se necesitaron los experimentos de muchas perso-nas para probar que la idea de la generación espontánea era errónea.

En 1668, un doctor italiano llamado Francesco Redi se propuso mostrar que las larvas de mosca nacen de huevecillos puestos por moscas. Debido a que las larvas se encontraban frecuentemente en carne descompuesta, mucha gente creía que aparecían espontáneamente. Para probar su hipó-tesis, puso varios frascos con carne. Algunos de los frascos estaban abiertos y expuestos al aire, otros estaban cerrados completamente y otros estaban cubiertos con una gasa. Tal como lo esperaba, las larvas de mosca únicamente aparecieron en los fras-cos abiertos donde las moscas podían llegar y poner sus huevecillos.

En 1767, el sacerdote italiano Lazzaro Spallanzani realizó experimentos para desaprobar la generación espontánea. Selló unas botellas que contenían líquido y las hirvió por más de 30 minutos. Nada creció en estas botellas. Pero como él había extraído el aire de las botellas, muchos científicos pensaron que lo único que había probado Spallanzani era que la generación espontánea no puede ocurrir sin aire.

No fue sino hasta 100 años más tarde, en 1859, cuando el químico francés Louis Pasteur realizó el ahora famoso experimento que convenció a la

mayoría de las personas. La Academia de ciencias francesa organizó un concurso para el mejor experimento que probara o desaprobara la generación espontánea. El experimento ganador de Pasteur era una vari-ación de los métodos del experi-mento de Spallanzani. Puso una mezcla de levadura, azúcar y agua en va-rias botellas. Enton-ces calentó el cuello de las bote-

llas y los deformó en forma de “S” (ver el diagrama “El experimento de Pasteur” que aparece abajo). El aire podía entrar a las botellas pero los microbios en el aire no podían. Debido a la gravedad, estos microbios caerían sobre los cuellos de las botellas. Finalmente, hirvió las botellas para matar cualquier microbio que podría ya existir en las mezclas. Como esperaba Pasteur, ningún microbio creció en las botellas. Cuando Pasteur rompió el cuello de una botella y lo expuso directamente al aire, los micro-bios comenzaron a crecer. Pasteur ofreció evidencia convincente en contra de la idea de que organismos vivos pueden venir de materia inerte.

Ya se sabe que la larva de mosca es una etapa juvenil de las moscas.

La Teoría de la generación espontánea

EL EXPERIMENTO DE PASTEUR

C-39

ANÁLISIS 1. ¿Por qué es la Teoría de los gérmenes que causan enfermedades, impor-

tante en la comprensión de las enfermedades infecciosas?

2. ¿Qué tan importante fue el desarrollo del microscopio en el descu-brimiento de las causas de enfermedades infecciosas?

3. Reflexión: Imagínate que cada uno de los científicos de esta actividad quisiera contratar a un asistente. ¿Para cuál de estos científicos te gus-taría trabajar? ¿Por qué?

INVESTIGACIÓN ADICIONALRobert Hooke fue un científico impresionante. Sus ideas científicas en las áreas de física, paleontología, biología, y química aún hoy son relevantes. ¿Por qué no sabemos más de Hooke hoy en día? Algunas personas piensan que es porque el importante Sir Isaac Newton fue su enemigo. Averigua más acerca de Robert Hooke y los otros científicos en esta actividad. Empieza visitando los eslabones que aparecen en la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Actividad 37

C-40

 Schleiden, Schwann y Siebold observaron células en plantas, animales y microbios. Desde entonces, los científicos han observado células en

todos los organismos vivos. ¿Cómo se ven estas células?

¿Qué estructuras tienen en común las células? ¿Qué estructuras se encuentran sólo en algunas células?

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores cuando agregues la solución de Lugol a tus portaobjetos. No toques la solución ni las pongas en contacto con tu nariz o boca. Ten cuidado de que la solución de Lugol no toque tu piel ni tus ropas ya que pueden mancharse, Lávate bien las manos al terminar esta actividad.

DESAFÍO

38 Los

LABORATORIO

Dibujo de Robert Hooke de células vegetales, 1665.

PROCEDIMIENTOEn cada grupo de cuatro alumnos, una pareja completará primera las Partes A y D, y después las Partes B y C. La otra pareja completará las Partes B y C y después las Partes A y D.

Parte A: Células de cebolla

1. Dibuja en tu cuaderno de ciencias un diagrama de Venn de dos círculos. Pon etiquetas a tus círculos “Célula de planta” y “Célula de animal”. Llena los círculos con la información que ya tienes acerca de las células de plantas y células de animales.

2. Usa la tenaza o tus uñas para pelar un trozo de la capa interior muy delgada de la cebolla.

3. Agrega 1 o 2 gotas de agua en un portaobjeto limpio, y deposita el corte de cebolla sobre la gota de agua.

4. Con cuidado pon un cubreobjeto sobre las células. Empieza por mantener una arista del cubreobjeto en un ángulo sobre la gotita de agua y deja caer, muy despacio, el cubreobjeto.

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 portaobjeto preparada de Amoeba 1 portaobjeto preparado de células de mejilla 1 pieza de cebolla 1 botella con solución de Lugol con gotero 1 vaso con agua 1 gotero 1 par de tenazas (opcional) 1 pequeño trozo de hoja de elodea o de hoja fresca

de espinaca o hoja similar de planta 1 palillo

Para cada pareja de alumnos 2 portaobjetos de microscopio 2 cubreobjetos 1 microscopio 1 toalla de papel

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 35.3. “Dibujos bajo microscopio” 1 compás 1 par de anteojos protectores

MATERIALES

Actividad 38

5. Asegúrate que tu microscopio está puesto con la mínima amplificación (el objetivo más corto) antes de poner tu portaobjeto sobre la platina. Centra el portaobjeto para que tu material esté directamente sobre la apertura del diafragma y ajusta el resto del microscopio. Sugerencia: Para estar seguro de que estás enfocado sobre el material que está en tu portaobjeto, mira a través del ocular y mueve tu por-taobjeto ligeramente— deberás ver que tu material se mueve cuando mueves el portaobjeto.

6. Observa el material en el portaobjeto. Sugerencia: Si el material en tu portaobjeto aparece demasiado lumi-noso, reduce la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto cerrando el diafragma que está abajo de la platina. Mueve el portaobjeto de tal manera que una o más células estén en el centro de visión.

7. Sin mover el portaobjeto (que puede fijarse usando los clips) cambia a una amplificación media (usualmente 10x). Ajusta los controles del microsco-pio. Enfoca lentamente arriba y abajo usando el tornillo de micrométrico.

8. Sin mover el portaobjeto cambia a la máxima amplificación (usual-mente el objetivo de 40x). ¡Ten cuidado de no tocar el portaobjeto con el objetivo! Ajusta los controles del microscopio. Enfoca lentamente arriba y abajo usando el tornillo de micrométrico. Verás varias capas de célu-las de cebolla. Sugerencia: Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado oscuro, aumenta la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto abriendo la apertura del diafragma que está bajo la platina.

9. Revisa “Facilitando los dibujos bajo microscopio” en la Actividad 35, “Licencia para aprender”. Selecciona una de las células y dibújala usando la alta amplificación. Usa la Hoja de Alumno 35.3, “Dibujos bajo microscopio” para tus dibujos. Anota el nivel de amplificación al lado de tu dibujo.

10. Regresa a baja amplificación y retira el portaobjeto del microscopio. Agrega una gota de solución de Lugol al portaobjeto en la orilla del cubreobjeto. Pon un trozo pequeño de una toalla de papel en el otro lado del cubreobjeto (ver la figura “Coloreando el portaobjeto” que aparece a la izquierda); esto hará correr la solución bajo el cubreobjeto.

11. Observa otra vez las células a baja, media y alta amplificación y agrega nuevos detalles a tus dibujos. Anota si puedes encontrar el borde de la célula. Anota tus observaciones acerca del interior de la célula.

12. Cuando termines tus observaciones, lava el portaobjeto y el cubreobjeto y sécalos usando la toalla de papel.

COLOREANDO EL PORTAOBJETO

C-43

Parte B: Células de una planta verde

13. Usa un palillo para raspar cuidadosamente la parte de debajo de una hoja de planta verde a fin de obtener unas cuantas células.

14. Sigue los Pasos 3 a 9 del procedimiento para hacer y para observar un portaobjeto con células de una planta verde.

15. Cuando termines tus observaciones, enjuaga el portaobjeto y su cubreobjeto, y sécalos con una toalla de papel.

Parte C: Células de la mejilla

16. Tú y tu pareja van a recibir un portaobjeto con una célula de mejilla humana.

17. Usa los Pasos 5 a 9 como guía para ver y dibujar una célula de mejilla.

Parte D: Células de microbios

18. Tú y tu pareja recibirán un portaobjeto de microscopio con Amoeba.

19. Usa los Pasos 5 a 9 como guía para ver y dibujar una célula de Amoeba.

20. Cuando termines todas las partes de esta actividad, apaga la luz del microscopio y regresa el microscopio a su mínima amplificación.

ANÁLISIS 1. Compara los tres tipos de células que acabas de observar.

a. ¿Qué estructuras tienen en común? Da detalles.

b. ¿En qué son diferentes las células? Da detalles.

2. Mira el diagrama de Venn que dibujaste al principio de esta actividad. Ahora que has observado células de plantas y animales, haz las modifi-caciones necesarias en tu diagrama.

3. ¿Encontraste en esta actividad evidencia de que el cuerpo humano está compuesto por células? Explica tus razones.

4. Coloreaste las células de la cebolla. ¿Cómo se vieron estas células antes y después de ser coloreadas? Explica el propósito del colorante.

5. ¿Crees que, además del núcleo, hay otras estructuras pequeñas (orga-nelos) dentro del interior de la célula de la mejilla? ¿Qué evidencia tienes para justificar tu respuesta?

6. ¿Crees que, además del núcleo, hay otras estructuras pequeñas (orgánu-los) dentro de las células de las plantas, o de la de cebolla o de la planta verde? ¿Qué evidencia tienes para justificar tu respuesta?

Actividad 38

C-44

 Ahora ya sabes que todos los organismos vivos están compuestos de células. Algunos consisten de una sola célula y se llaman organismos

unicelulares. Otros, como las personas, cebollas, o elefantes están hechos de muchas células y se llaman organismos multicelulares. Ambos, los organis-mos unicelulares, como algunos microbios, y los organismos multicelulares necesitan alimento, agua, una forma de deshacerse de los desechos y un medioambiente en donde pueden vivir. ¿Qué hacen todas estas células?

Organismos multicelulares grandes, como las personas, respiran oxígeno. Tú usas el oxígeno para descomponer nutrientes. Esta descomposición ocurre en las células en órganos en todo tu cuerpo. Cuando tus células descomponen nutrientes, se producen desechos tales como el bióxido de carbono. En la fotografía abajo, los pulmones de los nadadores han inspi-rado oxígeno y están exhalando bióxido de carbono. Este oxígeno se uti-liza para descomponer azúcares en el alimento en un proceso que se llama respiración celular. Este proceso provee energía que tu cuerpo necesita y desprende bióxido de carbono como desecho.

¿Cómo sabemos que todas estas cosas suceden en las células? En esta actividad, investigarás la levadura, otro tipo de microorga-nismo. Usando bromtimol azul (BTB) como indicador, buscarás evidencia de que las células de la levadura respiran. Usaste ya BTB en la Actividad 17, “Intercambio de gases” cuando investigaste tu propia respiración. Recuerda que BTB puede ser azul o amarillo. Cuando hay bióxido de carbono en una solución, se convierte en amarillo. El bióxido de carbono es uno de los desechos principales de la respiración celular.

¿Qué tienen las células de la levadura en común con las células humanas?

LABORATORIO

DESAFÍO

Como muchos otros organismos vivos, las gentes toman oxígeno del aire y producen bióxido de carbono.

39 Células vivas

C-45

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores cuando trabajes con substancias químicas. No toques las substancias químicas ni las pongas en contacto con tu nariz o boca. Lávate bien las manos al terminar esta actividad.

PROCEDIMIENTO 1. Que cada uno de los miembros de tu grupo de cuatro escoja uno de los

pasos siguientes y que siga las instrucciones:

a. Agrega 25 gotas de suspensión de levadura en las Tazas 2, 3 y 4 del Chemplate. Pon este gotero cerca de la suspensión de levadura y no lo uses para nada más.

b. Agrega 2 gotas de indicador BTB en la taza oval grande del Chemplate.

c. Agrega 50 gotas de agua a la taza oval grande del Chemplate y agita con la BTB.

d. Abre el paquete de azúcar y llena con cuidado la Taza 12 del Chemplate con azúcar. Pasa el resto del azúcar a otro grupo de alumnos.

2. Coloca el Chemplate sobre una hoja blanca de papel. Usa entonces la cuchara en el extremo del agitador para agregar 10 cucharadas de azú-car a la suspensión de levadura en las Taza 3 y Taza 4.

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 Chemplate® con tubo para gases 1 botella con gotero de bromtimol azul (BTB) como

indicador 1 vaso grande con agua ½ paquete de azúcar 2 goteros 2 varillas agitadoras 1 lupa 1 hoja blanca de papel 75 gotas (aproximadamente 3 ml) de suspensión de levadura cinta transparente (opcional) 1 microscopio 1 portaobjetos y cubreobjetos

Para cada alumno 1 par de anteojos protectores 1 Hoja de Alumno de Lectura y escritura básica 1c,

“Escribiendo un reporte formal de una investigación”

MATERIALES

Actividad 39

C-46

3. Agita las soluciones de levadura y azúcar en las Taza 3 y 4.

4. Observa cuidadosamente la mezcla en la Taza 4 antes de taparla con su tapa. Asegúrate que la tapa cierra totalmente la taza. (Si no acopla, usa cinta adhesiva para pegarla).

5. Inserta el tubo que va de la tapa de la taza a la solución BTB (mira el diagrama de abajo). Usa cinta adhesiva, si es necesario.

6. Crea un estándar de comparación: Agrega 1 gota de BTB y 25 gotas de agua en la Taza 8.

7. Crea una tabla de datos para anotar tus observaciones iniciales y finales de la Taza 2, Taza 3, Taza 4, Taza 8 y la taza grande oval. Asegúrate en indicar en tu lista qué contiene cada taza—por ejemplo, Taza 2 (levadura + agua). Entonces anota tus observaciones iniciales y finales de cada taza, incluyendo el color inicial de la solución en la taza grande oval.

8. Basado en tu conocimiento del indicador BTB, predice qué va a pasar con la taza grande oval. Anota tu predicción, incluyendo una expli-cación de por qué crees que esto va a pasar.

9. Agrega de 5 a 10 gotas de tu suspensión de levadura a una taza medio llena de agua. Esto diluye la suspensión a fin de que puedas observar células individuales. Prepara una portaobjeto con la suspensión diluida de levadura, y vela usando el microscopio. Dibuja lo que observes en tu cuaderno de ciencias. Recuerda que debes usar las reglas para dibujar bajo el microscopio que desarrollaste en la Actividad 36.

10. Después de unos 10 a 15 minutos, observa el líquido en la taza grande oval. Agita la solución y anota su color final, asegurándote de com-pararlo con el color del estándar en la Taza 8.

11. Observa las mezclas en las Tazas 2, 3 y 4. Nota si (y como) han cam-biado. Apunta tus observaciones en tu tabla de datos.

POSICIÓN DE LA TAPA Y EL TUBO

C-47

ANÁLISIS 1. Compara tus resultados experimentales con tu predicción. ¿Estuviste en

lo correcto en tu predicción? Explica tus razones.

2. En una hoja limpia prepara un reporte escrito que resuma tu investi-gación. Incluye tu nombre, la fecha y el título de tu reporte. Tu reporte debe incluir estas cuatro componentes:

a. una descripción del problema que trataste de resolver.

b. un resumen de la investigación.

c. un análisis de los resultados, que debe incluir:

de datos.

¿Qué propósito tuvo el azúcar en la levadura?

¿Cuál fue el propósito de la Taza 2?

d. una conclusión

el microscopio, tu investigación del gas producido por las células de levadura, y la fotografía de las células de levadura bajo alta amplificación que se muestra abajo, ¿qué crees que tienen las célu-las de levadura en común con otras células de organismos vivos? (Describe tu evidencia de manera completa en tu respuesta).

investigar.

CÉLULAS DE LEVADURA

Actividad 39

C-48

  ente, plantas y microbios—¿qué tienen en común? Todos están com-puestos por células. Hacia 1846, los científicos se dieron cuenta de

que las células no eran formas huecas, como balones, pero que eran más só-lidas, como la gelatina. Observaste ya varios tipos de células. En la célula de la mejilla y en la célula de un microbio, viste que había material dentro de la célula. El material que llena gran parte de las células se llama citoplasma. Toda célula tiene también una membrana celular que la separa de otras células y del medio ambiente. En la fotografía de abajo puedes observar el citoplasma y la membrana celular en las células coloreadas de la piel. Probablemente pudiste ver la membrana celular en las células coloreadas de tu mejilla.

¿Cómo trabaja la membrana celular? Averígualo haciendo un modelo de célula simple. Usarás una bolsa de plástico para que juegue el papel de la membrana celular.

¿Cuál es la función de la membrana celular?DESAFÍO

40 Modelo de una célula

HACIENDO UN MO

DE

LO

C-49

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores cuando trabajes con substancias químicas. No toques las substancias químicas ni las pongas en contacto con tu nariz o boca. Ten cuidado de que la solución de Lugol no toque tu piel y tus ropas, porque éstas pueden mancharse. Lávate bien las manos al terminar esta actividad.

PROCEDIMIENTO 1. Rotula las tazas como “Taza 1” y “Taza 2”.

2. Usa la taza graduada y vierte 100 ml de agua en cada una de estas tazas.

3. Agrega 7 gotas de solución de Lugol en la Taza 1.

4. Agrega 1 cucharita rasa de almidón de maíz a la Taza 2 y mézclala hasta que se disuelva.

5. En tu grupo de cuatro alumnos, una pareja completará el Paso 5a, mientras que la otra completará el Paso 5b:

a. Usa la taza graduada para verter 30 ml de agua en la bolsa de plástico. Agrega 7 gotas de solución de Lugol al agua en la bolsa.

b. Usa la taza graduada para mezclar 30 ml de agua con una cucharita de almidón. Mézclalo y vierte esta solución en la otra bolsa de plástico. Trata de no se escurra el almidón fuera de la bolsa. Si hay almidón fuera de la bolsa, lávala poniendo la bolsa bajo agua corriente fría.

Para cada grupo de cuatro alumnos

1 botella de solución de Lugol con gotero 1 taza graduada de 30 ml 2 bolsas para sándwich 2 ligas 2 tazas de plástico 1 cucharita de plástico 1 gotero 1 charola SEPUP 1 agitador 1 hoja de papel blanco almidón de maíz agua

Para cada alumno 1 par de anteojos protectores

MATERIALES

Actividad 40

C-50

6. Cierra las bolsas usando las ligas.

7. Pon la bolsa conteniendo almidón en la Taza 1 y la bolsa conteniendo la solución de Lugol en la Taza 2 como se muestra arriba. Pon las dos tazas sobre una hoja de papel blanco y déjalas ahí por unos 20 a 30 minutos. Mientras esperas completa los Pasos 8 a 10.

8. Haz una tabla de datos y anota el color inicial y final de cada solución, tanto adentro como afuera de los modelos de células en ambas tazas. Asegúrate de anotar tus observaciones iniciales.

9. Completa los Pasos 9a–c a fin de averiguar cómo reacciona la solución de Lugol con el almidón.

a. Pon 5 gotas de agua en la taza 1 y 5 gotas de agua en la taza 2 de la charola SEPUP.

b. Usa el agitador para añadir una medida de almidón dentro de la taza 2 y agítalo.

c. Agrega 1 gota de solución de Lugol en cada taza.

d. En tu cuaderno de ciencias, apunta qué color obtiene la solución de Lugol en la presencia de almidón.

10. Completa la Pregunta de Análisis 1.

11. Después de 20 a 30 minutos (o aún más tiempo), levanta las bolsas de las tazas y observa cuidadosamente las soluciones. Apunta cualquier cambio que ha ocurrido en alguna de estas bolsas o en las tazas.

COLOR INICIAL DE LAS MEZCLAS.

ANÁLISIS 1. a. Dibuja un diagrama del modelo de célula que hiciste en esta

actividad.

b. Rotula la parte del modelo de célula que representa la membrana y la parte que representa el citoplasma.

c. Rotula la parte que representa el medio ambiente fuera de la célula.

d. Utiliza flechas a fin de indicar en qué dirección se movió la solución de Lugol.

2. Revisa tus resultados. Describe qué partes del experimento mostraron una reacción entre la solución de Lugol y el almidón.

3. Haz un resumen de tus resultados contestando estas preguntas:

a. ¿Cuales partículas—almidón o Lugol— pudieron pasar a través del modelo de membrana de célula? Explica cómo la evidencia experi-mental justifica tu respuesta.

b. ¿Cuales partículas—almidón o Lugol—no pudieron pasar a través del modelo de membrana de célula? Explica cómo la evidencia experimental justifica tu respuesta.

4. Basado en tu modelo de célula, ¿qué función tiene la membrana de una célula?

5. Piensa en el hecho de que una célula está viva. ¿Por qué es importante que partículas puedan pasar a través de la membrana de la célula?

INVESTIGACIÓN ADICIONALHaz un modelo de una célula con una membrana real de huevo. Un huevo puede “pelarse” si se sumerge en vinagre, dejando el resto del huevo intacto. Ten cuidado ya que este huevo sin cascarón es frágil. Puedes entonces poner el huevo sin cascarón en diferentes soluciones, como agua, líquidos de colores vegetales, pintura o solución de maíz. Deja el huevo en la solución varios días para ver si las partículas pasan a través de la mem-brana. Colecciona datos concernientes a estos cambios midiendo la masa del huevo antes y después de que estuvo sumergido.

Actividad 40

 Algunos organismos, como las bacterias, consisten de una sola célula. Otros organismos consisten desde pocas hasta muchas célu-

las. Un adulto humano está compuesto de aproximadamente 1 millón de millones de células.

¡Una sola gota de sangre humana tiene como 500 millones de células! ¿Por qué ciertas células tienen que ser tan pequeñas? ¿Por qué los organismos multicelulares, como las personas, no podrían ser simplemente una sola gran célula? Averígualo haciendo un modelo de células grandes y de células chicas.

¿Por qué son las células tan pequeñas?

41

DESAFÍO

Glóbulos rojos son las células más numerosas en la sangre.

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 botella de color azul vegetal 1 vaso de plástico, lleno ½ de agua 1 charola SEPUP 1 embudo SEPUP 2 trozos de papel de filtro 1 taza graduada de 30 ml 2 ampolletas de 10 ml con tapas 1 agitador 2 trozos de carbón polvo de carbón 1 gotero (opcional)

Para cada alumno 1 par de anteojos protectores

MATERIALES

HACIENDO UN MO

DE

LO

C-53

PRECAUCIÓN

Usa tus anteojos protectores. Ten cuidado cuando trabajes con carbón. Es sucio y puede echar a perder tu ropa. Nunca pongas carbón directamente sobre una mesa; ponlo sobre un pedazo de papel o una toalla de papel. Asegúrate de limpiar cuidadosamente si tiras un poco. Ten cuidado de no inhalar el polvo. Lava tus manos después de completar la actividad.

PROCEDIMIENTO 1. Dobla dos trozos de papel de filtro como se muestra en el diagrama de

abajo: primero dobla cada papel en dos y después vuelve a doblarlo en dos. Abre cada filtro de papel para formar un cono (abriendo una de las hojas hacia un lado y el resto hacia el otro lado).

2. Pon los embudos de plástico SEPUP sobre las tazas grandes C y D de la charola SEPUP, como se muestra en el diagrama. Después coloca un cono de papel de filtro en cada uno de los embudos.

3. Colorea el vaso de agua azul agregando 2 gotas de azul vegetal. Mézclalo.

4. Modelando células grandes: Pon dos trozos de carbón dentro de una de las ampolletas de 10 ml.

5. Modelando células chicas: Usando la cuchara al otro extremo del agi-tador, tu maestro o maestra medirá un poco de polvo de carbón y lo meterá en la otra ampolleta. Deberás tener aproximadamente la misma cantidad de carbón en ambas ampolletas.

DOBLANDO UN FILTRO DE PAPEL EN FORMA DE CONO

PREPARANDO LOS FILTROS

C-54

6. Discute en tu grupo de cuatro alumnos: Imagínate la tinta azul representa el oxígeno que se disuelve en agua. ¿Qué modelo de célu-las—grande o chico—crees tú que absorberán más tinta de color azul? Apunta tu predicción y tus razonamientos.

7. Haz un modelo de qué tan bien pueden absorber las células el oxígeno o los nutrientes que necesitan para vivir: Usa tu taza de 30 ml para agregar 7.5 ml de agua coloreada en cada ampolleta. Tapa las ampolletas y después agita cada ampolleta diez veces.

8. Abre la ampolleta que contiene los trozos de carbón. Vierte la mezcla en el filtro que está sobre la Taza C.

9. Abre la ampolleta que contiene el polvo de carbón. Vierte la mezcla en el filtro que está sobre la Taza D.

10. Observa y anota el color del agua que cada taza grande tiene en tu charola SEPUP.

11. Limpia tu lugar según te lo indique tu maestro o maestra.

12. Lee la información en la sección de abajo antes de responder a las pre-guntas de Análisis.

Respiración celular: Una función de toda célula

Todos los organismos usan alguna forma de respiración celular para utilizar la energía almacenada en el alimento. La respiración celular es una serie de rea-cciones químicas que suceden dentro de la célula. Este proceso descompone el alimento en sustancias más pequeñas. Cada célula en un organismo debe poder absorber los nutrientes y deshacerse de desechos que se producen por la respiración celular y otras reacciones que suceden en la célula. Absorber nutri-entes y deshacerse de desechos ocurren a través de la membrana celular.

En animales, plantas y en muchos microbios, la respiración celular necesita del oxígeno. Este tipo de respiración celular se llama respiración aeróbica y siempre produce bióxido de carbono como desecho. Otro tipo de respiración celular es la respiración anaeróbica. Ésta no necesita oxígeno. Tus músculos usan la respiración anaeróbica por un corto tiempo cuando no pueden obtener suficiente oxígeno rápidamente para satisfacer sus necesidades de energía. Seguidamente esto produce calambres debido a la acumulación de desechos. Algunos microbios, como la levadura que estudiaste en la Actividad 39, “Célu-las vivas” pueden usar tanto la respiración aeróbica, como la anaeróbica, dependiendo si hay o no oxígeno presente.

Algunos organismos, incluyendo ciertas bacterias, usan únicamente la respi-ración anaeróbica. Algunas de las bacterias anaeróbicas causan enfermedades, y otras nos son útiles. Bacterias anaeróbicas están presentes en el sistema digestivo humano y nos ayudan a descomponer algunos nutrientes. Bacterias anaeróbicas en la boca emiten desechos que causan el mal olor de boca.

C-55

ANÁLISIS 1. En este modelo, ¿qué papel representó cada uno de los siguientes?

a. el polvo de carbón

b. los trozos de carbón

c. el color azul

2. ¿Qué le pasó al color azul en cada ampolleta? Explica tus razones.

3. De acuerdo con el modelo, ¿qué células—las grandes o las chicas—son más eficientes para absorber oxígeno y nutrientes del medio ambiente? Explica tus razones.

4. ¿Qué células—grandes o pequeñas—crees que son más eficientes en deshacerse de bióxido de carbono y otros desechos?

5. ¿Cuál sería una de las razones por las que organismos multicelulares, como las personas, están compuestas de células chicas en vez de una sola célula grande?

C-56

42 Mirando de cerca

 Aprendiste que Schleiden y Schwann descubrieron que todos los organismos vivos están constituidos de una o más células. Esto

incluye plantas, animales y muchos microbios. Los microbios que causan enfermedades infecciosas son comúnmente organismos de una sola célula, como descubrió Siebold. La mayor parte de los organismos que pueden verse sin el uso del microscopio están constituidos por muchas células.

Las células que aquí se muestran son de la piel humana. ¿Qué ves dentro de las células? ¿Qué estás viendo exactamente, cuando observas una célula a través del microscopio?

DESAFÍO

membrana celular

citoplasma

núcleo

¿Cuáles son algunas de las partes de una célula? ¿Qué hacen estas partes?

LECTURA

Para cada grupo de cuatro alumnos lápices de coloress

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 42.1, “KWL: El maravilloso mundo de

las células” 1 Hoja de Alumno 42.2, “Dentro de una célula”

MATERIALES

C-57

LECTURAUsa la Hoja de Alumno 42.1, “KWL: El maravilloso mundo de las células” para guiarte al ir completando la lectura siguiente.

Una célula típicaCuando los científicos continuaron el estudio de las células, notaron algunas estructuras dentro de las células. Observando muchos tipos de células en miles de organismos, los biólogos notaron que algunas de las estructuras aparecen en todas, o casi todas, las células. Estas estructuras son tan comunes que se les incluye en los modelos o los dibujos de una “célula típica”.

La más común de las estructuras de una célula es la membrana celular (ver el diagrama de la izquierda). La membrana separa a la célula de su medio ambiente. Cada tipo de célula, ya sea una bacteria, o una célula de elefante, o de un inmenso roble, tiene una membrana celular. Como aprendiste en la Actividad 40, “Modelo de una célula”, la membrana celular actúa como una barrera que controla las entradas y salidas de nutrientes o desechos de la célula. De alguna manera, todo lo que entra o lo que sale de la célula, tiene que pasar a través de esta membrana.

El material dentro de la membrana celular se llama el cito-plasma, que quiere decir “material de la célula”. En el citoplasma la célula descompone los nutrientes del alimento y hace las nuevas substancias que necesita para crecer y realizar otras funciones.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 1a. ¿Cómo descubrieron los científicos las estructuras comunes de

las células?

b. ¿Cuáles son algunas de las estructuras comunes de una célula?

En 1831, Robert Brown identificó un pequeño centro oscuro en muchas célu-las. Lo llamó el núcleo. Probablemente lograste ver el núcleo en la cebolla, la Amoeba y las células humanas. Muchos organismos—excepto las bacterias—tienen un núcleo celular. El núcleo es un compartimiento pequeño dentro de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear. El núcleo contiene la mayor parte de la información genética de la célula y dirige las actividades de la célula, incluyendo crecimiento y reproducción.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 2a. ¿Por qué es el núcleo una parte importante en la mayoría de

las células?

b. ¿Qué tipo de organismos no tienen núcleo?

UNA CÉLULA ANIMAL

membrana celular citoplasma

mitocondria

núcleo

membrana nuclear

C-58

La mayoría de las células tienen otras estructuras pequeñas que las ayudan a hacer muchos trabajos. Estas estructuras se llaman organelos u órganos pequeños. Comúnmente están rodeados de sus membranas especiales. Algunos de los organelos casi no se pueden ver con un microscopio de luz. Algunos de los trabajos realizados por estos organelos incluyen obtener y almacenar energía, ayudar a la célula a moverse y dividirse y hacer subs-tancias que se usan en la propia célula o son transportadas a otras partes del cuerpo.

Los organelos que producen energía se llaman mitocondria. Las mitocon-drias usan usa oxígeno y nutrientes para lograr la respiración aeróbica de la célula. Este proceso libera la mayor parte de la energía almacenada en el alimento que la célula necesita. Por esta razón, se les llama en ocasio-nes la planta de energía de la célula. Los diferentes tipos de células tienen números diferentes de mitocondria, desde una hasta miles de mitocondria en una misma célula. Las células que necesitan mucha energía , tal como las células del corazón o de los músculos, tienen más mitocondria que las células que no requieren tanta energía. Las mitocondria son, en general, de forma de barra pero en algunas células pueden ser también redondas.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 3a. ¿Cuáles son algunas de las funciones de los organelos?

b. ¿Qué usan las mitocondria para producir energía para una célula?

La célula de una planta tiene una estructura un poco diferente de la de una célula animal. Además de la membrana celular, tiene también una pared celular. La pared celular le da más soporte y estabilidad a la célula de las plantas. Las plantas verdes también tienen organelos llamados cloroplastos. Los cloroplastos absorben luz y la usan, junto con agua y bióxido de carbono, para producir azúcares para la célula. La célula usa los azúcares como nutrientes. Todo este proceso se llama fotosíntesis. Hay algunos protistas, como las algas, que tienen cloroplastos y fotosíntesis. Las células de las plantas, como las células de los animales, tienen mitocondria que usan el oxígeno y nutrientes para producir energía.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 4a. ¿Por qué tienen las células de las plantas una pared celular,

además de una membrana?

b. ¿Qué usan los cloroplastos para producir nutrientes para células de plantas y para algunas células de protistas?

membrana celularmitochondria

citoplasmanúcleo

vacuolacloroplastos

UNA CÉLULA DE PLANTA

pared celular

¿Cómo trabajan las células en conjunto?En organismos multicelulares, tales como las plantas y los animales, las células están organizadas en tejidos y en órganos. Un tejido es un grupo de células similares que trabajan en conjunto a fin de realizar una función específica. Hueso, músculo y la sangre, son ejemplos de tejidos animales. Las células encargadas de la fotosíntesis en una planta, son un tipo de tejido vegetal. Un órgano es un grupo de tejidos que están organizados en una estructura para realizar una función específica. El estómago, el corazón y los pulmones son ejemplos de órganos animales. Estos órganos tienen funciones especializadas como las del digerir alimentos, bombear sangre o absorber oxígeno del aire. Raíces, hojas y flores son ejemplos de órganos vegetales. Tienen funciones especializadas como son las de obte-ner nutrientes para la planta, absorber luz solar y reproducción. En los organismos, varios órganos trabajan en conjunto para formar un sistema de órganos. Sistemas animales incluyen el sistema digestivo y el sistema cardio-vascular. El sistema de raíces ancla una planta en su sitio, alma-cena azúcares, absorbe agua y nutrientes minerales. Muchos sistemas inte-raccionan para que el organismo funcione adecuadamente.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 5a. ¿Por qué los tejidos, órganos y sistemas de órganos en animales

difieren de los de las plantas?

C-59

cuerpo célulasistema de órganos (sistema digestivo)

órgano tejido organelos

C-60

¿Qué puedes aprender estudiando células?La información acerca de las células puede usarse para propósitos prácti-cos, tales como el tratamiento de diferentes clases de enfermedades. Aquí tienes sólo dos ejemplos:

humano. Investigando cómo trabajan estas células normalmente y qué anda mal en las células de una persona con SIDA ayuda a los científicos a entender la enfermedad y a desarrollar tratamientos.

Cada glóbulo rojo vive en la corriente sanguínea humana como 120 días. Nuevos glóbulos rojos se están formando constante-mente mientras otros mueren. Los investigadores han usado la información de cómo nuevos glóbulos rojos se desarrollan, para preparar una medicina que causa la creación de más glóbulos rojos. Este medicamento se le suministra a pacientes que necesitan de ciertos tipos de cirugía o para personas que sufren de enferme-dades que reducen el número de glóbulos rojos en la sangre. El medicamento ayuda a los pacientes a incrementar sus glóbulos rojos y necesitar un menor número de transfusiones.

Un biólogo celular usó un microscopio electrónico para tomar esta foto del VIH (el virus que causa SIDA) en la superficie de un glóbulo blanco humano..

Biología celular

La biología celular es la rama especial de la biología que estudia las células y cómo trabajan. Los biólogos celulares están fascinados por la variedad de células y las estructuras fantásticas que con-tienen. Algunos biólogos celulares estudian un sólo tipo de células, como las células musculares. Otros se concentran en estudiar partes especiales, como las membranas celulares, para entender cómo funcionan. He aquí algunas de las preguntas que los biólogos celulares tratan de investigar:

¿Cómo trabajan las diferentes células de un organismo?

¿Qué hace cada parte de la célula y cómo lo hace?

¿Cómo se comunican las diferentes células en el organismo y cómo controlan sus actividades, de tal forma que las cosas sucedan en el lugar correcto en el momento correcto?

¿Cómo puede una sola célula humana, en este caso un óvulo, al ser fecundada, crecer y desarrollarse en un adulto complejo que tiene muchos tipos de células?

¿Cuándo sabe una célula que debe dividirse? Los científicos han encontrado sorprendentes respuestas parciales a estas preguntas, pero todavía hay mucho por aprender acerca de las células.

Un biólogo celular usando un microscopio electrónico

CÉLULAS ANIMALES

1 2

ANÁLISIS 1. Observa las fotografías de células animales que aparecen abajo. Células

1, 2 y 4 fueron tomadas por un microscopio electrónico de barrido que muestra la superficie (no el interior) de la célula. Este tipo de microscopio amplifica las células más que los microscopios ópticos usados en clase. Puedes ver que las células tienen una gran variedad de formas: unas son redondas, mientras que otras son alargadas, planas o estrelladas. Estas formas dependen de la función de las células en el cuerpo. Trata de iden-tificar cada célula con una de las siguientes descripciones.

a. Estas células tienen partes como ramas largas que mandan señales a partes distantes del cuerpo.

b. Estas células planas forman una cubierta pareja en la superficie de áreas como el interior de la boca.

c. Estas células redondas humanas son raras porque no tiene núcleo. Están llenas de una proteína que llevan oxígeno a todas las partes del cuerpo.

d. Estas células pueden viajar por todo el cuerpo para atacar bacterias y otros materiales ajenos. Unas formas en la membrana de la célula, similares a pequeñas cortinas, muestran el camino mientras la célula se mueve.

3 4

2. Basándote en las descripciones ¿cuál de las cuatro células descritas en la Pregunta 1 es una célula nerviosa? ¿Cuál es un glóbulo rojo? ¿Cuál es un glóbulo blanco? ¿Cuál una célula de la piel? Explica cómo pudiste identificar cada tipo de célula con su función.

3. Llena la tercera columna de la Hoja de Alumno 42.1, “KWL: El maravi-lloso mundo de las células”. Discute tus respuestas con los miembros de tu grupo de cuatro alumnos.

4. Piensa en una célula como si fuera una fábrica. Haz una lista de las partes de la fábrica que corresponden con las siguientes partes de una célula, debido a que tienen funciones similares.

5. Explica por qué las membranas son tan importantes para las células.

6. Ve nuevamente tus dibujos de la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. ¿Observaste alguna estructura dentro de los micro-bios que dibujaste? ¿Qué crees que son estas estructuras?

7. Explica cómo el estudio de las células ayuda a tratar enfermedades.

8. Reflexión: ¿Qué aspectos de las preguntas que estudian los biólogos celulares te son más interesantes? ¿Por qué?

INVESTIGACIÓN ADICIONALPara encontrar eslabones para fotografías y más información acerca de célu-las, visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Partes de una célula Partes de una fábrica

Membrana celular

Citoplasma

Núcleo

Membrana nuclear

Mitocondria

C-63

43 Microbios bajo observación

 Estudia las fotos de esta página. Podrás ver microbios de diferentes formas, tamaños y estructuras. Los microbios están organizados en

diferentes grupos basándose en parte en la estructura de sus células. En esta actividad, conocerás dos grupos diferentes de microbios para ver qué tipos de diferencias podrás encontrar. Observaras portaobjetos coloreadas de protistas y bacterias.

La primera vez que viste microbios es cuando observaste las muestras de agua en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. ¿Reconoces alguna de las mismas criaturas en estas fotografías?

¿Cuáles son algunas de las diferencias entre las células de dos grupos de microbios?

Los microbios muestran una variedad fascinante de formas, tamaños y estructuras.

LABORATORIO

DESAFÍO

C-64

PROCEDIMIENTO 1. Tú y tu pareja recibirán un portaobjeto de microscopio con un organismo

unicelular.

2. Asegúrate que tu microscopio está puesto con la mínima amplificación (el objetivo más corto, en general 4×) antes de poner tu portaobjeto sobre la platina. Centra el portaobjeto para que tu material esté directamente sobre el diafragma que deja pasar luz.

3. Empieza por observar el portaobjeto a bajo poder. Quizá tengas que bus-car los organismos en el portaobjeto. Asegúrate que un organismo esté en el centro de tu visión (quizá tengas que mover el portaobjeto un poco) y enfoca bien antes de continuar con el Paso 4.

Sugerencia: Para estar seguro que estás enfocado sobre el material que está en tu portaobjeto, mira a través del ocular y mueve tu portaobjeto ligeramente. Deberás ver que tu material se mueve cuando mueves el portaobjeto.

Sugerencia: En portaobjetos preparadas, los organismos se han coloreado para que sean más fáciles de ver: busca organismos azules, púrpuras, verdes o color de rosa.

4. Sin mover el portaobjeto (que se puede fijar con los clips), cambia a ampli-ficación intermedia (usualmente el objetivo 10x). Si es necesario, ajusta los controles del microscopio. Observa el organismo.

5. Sin mover el portaobjeto cambia a máximo poder (usualmente el obje-tivo de 40x). ¡Ten cuidado de no tocar el portaobjeto con el objetivo! Ajusta los controles del microscopio. Sugerencia: Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado oscuro, aumenta la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto abriendo la apertura del diafragma que está bajo la platina.

Para la clase 16 microscopios 4 portaobjetos de Trypanosoma (protista) 4 portaobjetos de Amoeba (protista) 4 portaobjetos de Paramecium (protista) 4 portaobjetos de Bacillus (bacteria) 4 portaobjetos de Coccus (bacteria)

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 35.3, “Dibujos bajo microscopio” 1 compás

MATERIALES

C-65

Actividad 43

6. Rota el tornillo micrométrico hacia arriba y hacia abajo para descubrir detalles del microbio a diferentes niveles de el portaobjeto.

7. Revisa “Facilitando los dibujos bajo microscopio” de la Actividad 35, “Una licencia para aprender”. Revisa las reglas que desarrollaste para dibujos bajo microscopio en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. Dibuja entonces tus organismos (usando máxima amplificación) en la Hoja de Alumnos 35.3, “Dibujos bajo microsco-pio”. Identifica y pon etiquetas en las estructuras de la célula que puedas identificar.

8. Intercambia portaobjetos con otro par de alumnos y repite los Pasos 2–7.

9. Repite el Paso 8 hasta que hayas visto los cinco portaobjetos.

10. Cuando hayas terminado tus observaciones, apaga la luz de tu microscopio y pon de regreso el microscopio a bajo poder.

11. Trabaja con tu grupo para discutir las Preguntas de Análisis 1 y 2 antes de la discusión de toda la clase.

ANÁLISIS 1. Cuando comparaste los diferentes protistas, ¿qué diferencias

observaste?

2. Cuando comparaste las diferentes bacterias, ¿qué diferencias observaste?

3. Cuando comparaste todos los diferentes microbios, ¿qué semejanzas y qué diferencias observaste?

4. Ve los dibujos que hiciste de la vida microscópica en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. ¿Podría ser que algunos de los organismos que observaste fueran protistas o bacteria? Apoya tus respuestas con evidencias de esta actividad.

5. En tu cuaderno de ciencias, crea una versión más grande del diagrama que se muestra abajo (conocido como diagrama de Venn). Apunta las características exclusivas de células en cada grupo de organismos en

el espacio apropiado (ya sean pro-tistas, bacterias o células humanas). Apunta las características comunes entre los grupos en los espacios comunes. Sugerencia: Piensa en lo que has aprendido de las células en las últimas actividades. Revisa las notas que hiciste en esta actividad.

BacteriaProtistas

Célulashumanas

C-66

 Como aprenderás en las próximas actividades, las enfermedades causadas por diferentes microbios se previenen y tratan de manera

diferente. Por esto, el descubrimiento de los microbios de Leeuwenhoek y la teoría de los gérmenes que causan enfermedades de Pasteur fueron esencia-les. Averigua más al usar más evidencias que permitan clasificar microbios.

¿Cómo se clasifican estos microbios?

PROCEDIMIENTO 1. Esparce tus tarjetas de Vida microscópica en la mesa. Cada tarjeta

muestra una vista del exterior de un microbio en alta amplificación y un dibujo del interior también en alta amplificación.

2. Examina cada tarjeta detenidamente, buscando similitudes y diferencias.

3. Con los miembros de tu grupo, clasifica los microbios en grupos. Traba-jen en conjunto para llegar a un acuerdo en su sistema de clasificación:

Escucha y considera las explicaciones e ideas de otros miembros de tu grupo.

Si no estas de acuerdo con otros miembros de tu grupo en cómo se debe de clasificar un microbio, explica por qué no estás de acuerdo.

44 ¿Quién es quién?

DESAFÍO

INVES T IGACIÓN

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 conjunto de 9 tarjetas de Vida microscópica 1 Hoja de Alumno 44.1, “Clave de dicotomía”

MATERIALES

C-67

4. En tu cuaderno de ciencias, haz una lista de los grupos que creaste y las características comunes de cada grupo. Asegúrate de mencionar qué microbios pertenecen a qué grupo.

5. Deja tus tarjetas surtidas en grupos y deja tu cuaderno abierto sobre tu escritorio. Cuando todos los grupos terminen, podrás ver lo que otros han hecho.

6. Ve el trabajo de otros grupos de alumnos. Mientras ves sus sistemas de clasificación, nota las similitudes y diferencias con tu sistema de clasifi-cación. Discute tus observaciones con los miembros de tu grupo.

7. Usa la Hoja de Alumno 44.1, “Clave de dicotomía” para identificar los microbios que has agrupado.

8. Recibirás 6 tarjetas de Clasificación de tu maestro o maestra. Cada tarjeta representa un grupo de criaturas. Basándote en la información descrita en las tarjetas de Clasificación, pon cada tarjeta de Vida microscópica bajo una de las categorías de las tarjetas de Clasificación. En tu cuaderno de ciencias anota cualquier cambio que quisieras hacer en tu agrupamiento original de las tarjetas de Vida microscópica.

9. Discutan en clase la clasificación de las tarjetas de Vida microscópica. En tu cuaderno de ciencias. anota las características comunes de cada grupo mayor.

ANÁLISIS 1. ¿Cómo podría el conocimiento de la estructura y clasificación de los

microbios que causan enfermedades ayudar a los científicos a combatir enfermedades?

2. ¿Cómo se comparó tu sistema de clasificación con el de las tarjetas de Clasificación?

3. Revisa el dibujo de la célula animal generalizada en Actividad 42, “Mirando de cerca”. Explica cómo la estructura de la célula animal, como aparece en el dibujo, es similar o diferente de la estructura de cada uno de los siguientes grupos de microbios:

a. protistas

b. bacteria

c. virus

Actividad 44

C-68

45 El mundo de los microbios

  as tenido recientemente un catarro, la gripe, u otra enfermedad infecciosa? ¿Sabes qué causó tu enfermedad? Los microbios causan

la mayoría de las enfermedades infecciosas. Los microbios incluyen pro-tistas, bacteria y virus, que has clasificado en la Actividad 44, “¿Quién es quién?”. También incluyen algunos hongos, tales como levadura y el hongo que causa pie de atleta.

Ahora ya sabes que germen es simplemente otra palabra para un microbio que causa enfermedades. Quizá también hayas oído el uso de la palabra microorganismo. ¿Por qué, entonces, seguimos refiriéndonos a microbios? Para averiguar esto, tienes que saber un poco más de las diferencias entre los microbios que has estudiado hasta ahora (protistas, bacteria y virus).

¿Cómo se clasifican los microbios en la clasificación de los organismos?DESAFÍO

LECTURA

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 45.1, “Guía de anticipación:

Enfermedades y prevención”

MATERIALES

C-69

LECTURALlena la columna “Antes” en la Hoja de Alumno 45.1, “Guía de anticipación: Enfermedades y prevención”.

Definiendo a la vidaLos científicos han identificado un conjunto de características comunes a fin de definir lo que es la vida. Basándose en esta definición, muchos microbios, incluyendo bacterias y protistas, se clasifican como organismos vivientes.

Los organismos vivientes

Clasificando organismosLa personas han inventado sistemas de clasificación para organizar y para dar un sentido a la variedad de tipos de vida que existen en la Tierra. Conforme va cambiando la información, se forman nuevos sistemas de clasificación. En la Actividad 44, “¿Quién es quién?”, agrupaste las tarjetas de Vida microscópica basándote en la apariencia física de los microbios. Hasta hace poco, los científicos clasificaban a los organismos según su apa-riencia en cinco reinos. Estás familiarizado con el reino animal y el reino vegetal. Un tercer reino está formado por los hongos. Los hongos incluyen las levaduras (como la que usaste en la Actividad 39, “Células vivas”), mohos y hongos. Protistas y bacterias, como los que observaste en la Activi-dad 43, “Microbios bajo observación”, pertenecen a dos reinos adicionales.

Nuevas evidencias llevaron a los científicos a clasificar los organismos en seis grupos, dividiendo el reino de las bacterias en dos grupos, llama-dos bacterias y arqueas (también escrito como archaea). Aún cuando las arqueas están formadas por una sola célula y se ven como las bacterias que viste bajo el microscopio, ellas son, genéticamente hablando, distintas de las bacterias. Se cree que es la forma más antigua de vida, y la mayoría viven en medio ambientes donde las bacterias no podrían subsistir. Las arqueas pueden subsistir en ambientes extremadamente salados, como en el Great Salt Lake en Utah. Pueden vivir en volcanes y en aperturas profun-das del océano donde las condiciones son muy ácidas o muy calientes.

Actividad 45

C-70

Debido a que las arqueas son tan diferentes de otros organismos vivos, en 1990 muchos científicos propusieron un sistema de tres dominios. El sistema de tres dominios divide a todos los organismos vivos en tres grupos—los dominios de arquea, de bacteria y de eucariota. El dominio euca-riota está hecho de todos las cosas vivas que están formadas con células que tienen núcleo. El dominio eucariota incluye a los animales, las plantas, los hongos y los protistas. Ya que las arquea y las bacteria no tienen núcleo, se les consi-dera procariotas. Tanto los sistemas de cinco o seis reinos agrupan a los orga-nismos por sus características físicas, mientras que el sistema de tres domi-nios agrupa a los organismos por sus similitudes genéticas. Al ir los científicos reuniendo evidencias, el sistema de los tres dominios ha sido ampliamente aceptado. El sistema de los tres dominios y su relación con el más antiguo sis-tema de los cinco reinos se muestran en el diagrama siguiente.

Sistemas de clasificación:Sistema de clasificación de tres dominios

Eucariota Procariota

Eucariota (organismos con células que tienen núcleo)

Sistema de clasificación de cinco reinos

Animales Plantas Hongos Protistas Bacteria (Monera)

Ba

cter

ia

A

rqu

ea

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 1a. Piensa en todas las portaobjetos que has observado. ¿Has obser-

vado células de todos los reinos? Haz una lista de todas las células que has observado con el nombre del reino de cada uno.

b. Piensa en todas las portaobjetos que has observado. ¿Has obser-vado células de todos los dominios? Haz una lista de todas las célu-las que has observado con el nombre del dominio de cada uno.

c. ¿Por qué crees que el sistema de los tres dominios no fue aceptado de inmediato por los científicos?

ProtistasLos protistas son microbios de una sola célula que tienen un núcleo. Mien-tras que ciertos protistas causan enfermedades, muchos otros son inofen-sivos. El Trypanosoma que observaste en la Actividad 43 esta íntimamente relacionado con otro tipo de Trypanosoma que causa la enfermedad del sueño en las personas. Especies de Paramecium son usualmente inofensivas, viviendo en agua dulce y salada, donde comen bacteria, algas y otros pro-tistas. Muchos tipos de Amoeba son inofensivos, mientras que otros causan enfermedades del sistema digestivo.

BacteriaLas bacterias son microbios de una sola célula que no tienen núcleo. Las bac-terias son también los microbios más comunes y pueden encontrarse donde quiera: en nieve, desiertos, lagos, el océano y el cuerpo humano. Como podrás recordar, las bacterias son extremadamente pequeñas; mil bacterias podrían caber en el punto de una “i”. ¡Hay más bacterias en tu sistema digestivo y en tu piel que el número de células que constituyen todo tu cuerpo!

Mientras que algunas bacterias, como el Mycobacterium tuberculosis, causan enfermedades, otras especies de bacterias son beneficiosas. De hecho, sin bacterias, nada en el mundo se descompondría; ¡el mundo estaría lleno de organismos muertos, desde el más pequeño microbio hasta las grandes plantas y animales! Las bacterias también son importantes en la prepara-ción de comida y de bebidas. Quizá hayas notado en los paquetes de ciertos yoghurts la oración: “Contiene cultivos de yoghurt vivos y activos”. Esto se debe a que el yoghurt se produce por la fermentación de la leche ¡a través de las bacterias! La tabla en la siguiente página muestra las formas y alguna información de los diferentes tipos de bacterias.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 2¿Describirías a las bacterias como útiles o dañinas para las personas? Explica tus razones.

Actividad 45

Forma Ejemplos Papeles ecológicos

Diplococci causa pulmonía (pairs of cocci)

esférica Staphylococci están presentes en la piel humana; (pares de cocci) algunos causan úlceras e infecciones

Streptococci se usan para hacer yoghurts y queso; (cadenas de cocci) causan una infección de la garganta

Bacilli ((barras) descomponen heno; se usan para hacer queso, yoghurts, pepinos agrios, col agria; están barra normalmente presentes en el tracto digestivo humano; causan diarrea; causan antrax en ganado y en borregos

Mycobacteria causan tuberculosis; se encuentran (chains of bacilli) normalmente en la tierra y en el agua.

barra curva Vibrio causan cólera; ayudan a descomponer el el contenido del drenaje

espirales cortos Spirilla descomponen organismos en agua dulce y salada

espirales largos Spirochete causan sífilis; descomponen organismos

cadenas bifurcadas Actinomyces producen varios antibióticos; se habían clasificado como hongos

Cocci son bacterias esféricas. El singular de cocci es coccus.

Algunos tipos comunes de bacterias

C-73

Virus: Un grupo distintoLos virus no están hechos de células. No tienen las mismas funciones, tal como la respiración, que tienen las células. Los virus no pueden crecer y reproducirse por sí mismos. En vez de esto, tienen que invadir células vivas para multiplicarse. Por esta razón, muchos biólogos piensan que los virus no están vivos. Sin embargo, los virus contienen ciertos genes y evolucionan al correr del tiempo. Algunos científicos piensan que esto quiere decir que los virus están vivos. El debate de cómo clasificar a los virus seguramente conti-nuará por algún tiempo. Debido a este debate, decimos que las enferme-dades infecciosas son causadas por microbios, y no por microorganismos.

DETENGÁMONOS A REFLEXIONAR 3a. ¿Por qué no se considera a los virus como microorganismos?

b. Mira el diagrama de arriba, “Comparando los tamaños relativos de los microbios”. ¿Cómo se comparan los tamaños relativos de protista, bacterias y virus?

c. ¿Cuál crees que es imposible de ver en un microscopio como el usado en clase?

¿Cómo sabemos que los virus existen? La existencia de los virus fue sugerida por primera vez en 1898, casi 45 años antes de que se pudieran ver por pri-mera vez. En 1895, el científico holandés Martinus Beijerinck inició expe-rimentos con la planta de tabaco. Estaba estudiando una enfermedad que supuso era infecciosa. Para ese tiempo, los científicos ya estaban familiariza-dos con protistas y bacterias, así que Beijerinck comenzó por buscar una bac-teria que podría causar la enfermedad. Pero no pudo encontrar ninguna. Sin embargo, sus experimentos demostraban que la enfermedad se podía pasar de planta a planta, así que concluyó que la enfermedad estaba causada por un microbio. Ya que no era ni protista ni bacteria, la llamó virus, que quie-re decir “veneno” en latín. Los virus son tan pequeños que se necesita un microscopio electrónico para verlos. El microscopio electrónico no fue inven-tado hasta los 1930. Como resultado, los virus fueron únicamente vistos por primera vez hasta 1939. Hoy en día sabemos que los virus causan muchas enfermedades como gripe, resfriados, varicela y SIDA.

virus bacterias protozoarios

COMPARANDO LOS TAMAÑOS RELATIVOS DE LOS MICROBIOS

Estos son tamaños relativos, no tamaños actuales de los microbios. Una bacteria promedio es mucho más chica en la realidad que el virus que arriba aparece.

Actividad 45

C-74

El diagrama de abajo muestra la clasificación de los cinco reinos más los virus. Nota el tipo de enfermedades que cada uno de los grupos puede cau-sar. ¿Qué crees que representan las líneas punteadas?

ANÁLISIS 1. Llena la columna “ Después” para las afirmaciones 1 a 4 en la Hoja de

Alumno 45.1, “Guía de anticipación: Enfermedades y prevención”. ¿Has cambiado de opinión?

2. Copia la lista de palabras que aparecen abajo:

Lista 1 Lista 2 Lista 3

arquea célula animal protistas

celular pared celular bacterias

virus célula vegetal virus

bacterias cloroplastos plantas

hongos mitocondria pueden causar enfermedades

protistas núcleo animales

a. En cada lista, busca la relación entre las palabras. Tacha la palabra o frase que no corresponda.

b. En cada lista, marca con un círculo la palabra o frase que incluye a las otras.

c. Explica cómo esta palabra o frase que marcaste con un círculo está relacionada a las otras de la lista.

3. Has leído como los microbios pueden ser beneficiosos o dañinos a los humanos. ¿Crees tú que un microbio puede ser ni beneficioso ni tam-poco dañino? Explica tus razones.

3030 LabAids SEPUP IALS SEFigure: IALS SE2.45.04LegacySansMedium 10/11.5

growth plate

multicelular unicelular

Animales Plantas Hongos Protistas Bacteria Viruses

una célula

tienennúcleo

una célula

no tienennúcleo

no núcleo

Ejemplo de enfermedad: solitaria pie de atleta malaria infección de garganta gripe

no es una célula

Archaea

una célula

tienennúcleo

Causan enfermedades

CLASIFICACIÓN DE ORGANISMOS Y VIRUS QUE CAUSAN ENFERMEDADES

C-75

4. Decides examinar el agua de una laguna bajo el microscopio. Usando una amplificación de 40 (usando el objetivo 4×), observas un orga-nismo cilíndrico largo moviéndose en tu campo de visión (ve el dibujo a la izquierda). Al ir observando más cuidadosamente, notas lo que parece ser una estructura redonda dentro de él. ¿Qué es más probable: que este organismo sea un protista, una bacteria o un virus? Explica cómo llegaste a tu conclusión.

5. Supón que los microscopios de tu escuela no tienen objetivos de 40x, pero solamente objetivos de 10x. Tu amigo, que ya está en la preparato-ria, usa un objetivo de 40x. Explica qué grupo de microbios puede estu-diar tu amigo y que tú no puedes estudiar.

6. ¿Cuáles son las ventajas de usar el objetivo con la más alta amplifi-cación en un microscopio? ¿Cuáles son las ventajas de usar el objetivo con la más baja amplificación en un microscopio? Explica tus razones.

7. En tu cuaderno de ciencias, dibuja una versión más grande del dia-grama de Venn que se muestra abajo. Anota las características únicas de cada grupo de microbios en los espacios correspondientes. Apunta carac-terísticas comunes en los espacios que son comunes. Sugerencia: Piensa en lo que has aprendido de las células en las actividades pasadas.

8. Reflexión: En una salida escolar, visitas un laboratorio que tiene un microscopio electrónico. La persona que maneja el microscopio te ofrece ver un microbio. ¿Qué microbio o grupo de microbios escogerías ver? ¿Por qué?

INVESTIGACIÓN ADICIONALPara encontrar eslabones con más información acerca de los microbios, visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Actividad 45

Bacterias Protozoario

Virus

C-76

 Qué hace tu cuerpo para defenderse de microbios que pretenden invadirlo? Aún antes de que un organismo pueda penetrar tu

cuerpo, tu piel ofrece una barrera de protección. Pero substancias ajenas pueden penetrar a través de cortaduras o por orificios naturales como la boca o la nariz. Lágrimas, saliva y mucosidades ayudan a evitar ciertos invasores en estos lugares. Pero cuando las substancias ajenas logran pe-netrar estas barreras, tu sistema inmune entra en acción.

Tu sistema inmune tiene una habilidad sorprendente de distinguir entre substancias que son de tu propio cuerpo y substancias ajenas como bacte-rias y virus. Un sistema inmune sano puede organizar una defensa en contra de estos invasores. Diferentes tipos de células, en particular los glóbulos blancos, son los encargados de esta respuesta inmune. Las fotos aquí mostradas enseñan células de la sangre normales. Nota que los glóbulos rojos son los más numerosos. También nota el detalle de los glóbulos blancos. Éstos aumentan en número cuando el cuerpo es atacado por una sustancia ajena.

INVES T IGACIÓN

46 enfermedades

La fotografía de la izquierda fue tomada con un microscopio electrónico de barrido, mientras que la fotografía de la derecha fue tomada por un microscopio óptico.

glóbulo rojo glóbulo blanco

glóbulo blanco glóbulo rojo

C-77

Las respuestas inmunes del cuerpo humano no siempre ayudan. Cual-quier material nuevo en el cuerpo, incluyendo sangre y órganos, puede activar una respuesta inmune. Es esta reacción del sistema inmune la que hace que los transplantes y las transfusiones sean difíciles. Si el tipo de sangre de un donador no es compatible con la de la persona que recibe la sangre, la sangre transfundida aparece como sustancia ajena y el sistema inmune hace que ésta se aglomere. Estas aglomeraciones pueden crear tapaduras en los vasos sanguíneos y causar la muerte. Por esto, es impor-tante saber qué tipo de sangre puede donarse con seguridad a gente que tiene cada uno de los cuatro tipos de sangre humano: A, B, AB, y O. Simularás qué le pasa a la sangre de las personas, cuando se la agrega sangre de un donador.

¿Cómo ayuda tu sangre a combatir enfermedades infecciosas?

Actividad 46

DESAFÍO

Parte A: Tipo de sangre y la respuesta inmune

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 botella con Sangre donada (Tipo A) 1 botella con Sangre donada (Tipo B) 1 botella con Sangre donada (Tipo O) 1 botella de Plasma de sangre de Sasha (Tipo A) 1 botella de Plasma de sangre de Fong (Tipo B) 1 botella de Plasma de sangre de Jordan (Tipo AB)

Para cada pareja de alumnos 1 charola SEPUP

Parte B: Células sanguíneas

Para cada pareja de alumnos 1 portaobjeto de sangre humana normal 1 microscopio

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 45.1, “Guía de anticipación: Enferme-

dades y prevención” de la Actividad 45

MATERIALES

C-78

PROCEDIMIENTOEn cada grupo de cuatro alumnos una pareja empieza con la Parte A y la otra pareja empieza con la Parte B. Cuando las parejas terminen su parte, pueden cambiarse de papel.

Parte A: Tipo de sangre y la respuesta inmune

1. Colecciona las tres muestras de sangre y las tres de plasma.

Nota: Plasma es sangre a la que se le han substraído los glóbulos rojos. En transfusiones de sangre, la sangre del donador tiene que ser compa-tible con el plasma del paciente.

2. Haz una tabla de datos para anotar tus resultados experimentales. Examinarás cada uno de los tres tipos de sangre donada con el plasma de cada uno de los tres pacientes.

3. Agrega dos gotas de Plasma de Sasha en las tazas 1 a 3 de tu charola SEPUP.

4. Agrega a la taza 1, dos gotas de la Sangre donada de tipo A. ¿Han apa-recido grumos? Anota tus resultados en la tabla de datos.

5. Examina el Plasma de Sasha con las otras muestras de sangre donada que sobran. Anota tus resultados en la tabla de datos.

6. Usa las tazas 4 a 9 para probar las muestras de los otros dos pacientes, Fong y Jordan. Anota tus resultados en la tabla de datos.

Actividad 46

¡Emergencia de sangre!

Tres pacientes que necesitan una transfusión sanguínea llegan al hospi-tal local. Esta es la tabla que muestra su tipo sanguíneo. Para darles sangre, el personal del hospital ha pedido ayuda de la comunidad. Varias gentes han donado sangre. El hospital recibe donaciones de sangre de tipos A, B y O, pero estos tipos pueden no ser compatibles con cada paciente.

¿Tiene el hospital la cantidad suficiente del tipo correcto para cada paciente? Averígualo examinando muestras de cada tipo de sangre.

Paciente Tipo de sangre

Sasha A

Fong B

Jordan AB

C-79

Parte B: Células sanguíneas

7. Tú y tu pareja recibirán un portaobjeto con sangre humana normal.

8. Asegúrate que tu microscopio está puesto con la mí-nima amplificación (el objetivo más corto) antes de poner tu portaobjeto sobre la platina. Centra el portaobjeto para que tu material esté directamente sobre la apertura del diafragma y ajusta el resto del microscopio.

Sugerencia: Para estar seguro que estás enfocado sobre el material que está en tu portaobjeto, mira a través del ocular y mueve tu portaobjeto ligeramente— deberás ver que tu material se mueve cuando mueves el portaobjeto.

9. Empieza observando el portaobjeto a bajo poder (usualmente el obje-tivo 4×). Revisa el portaobjeto y enfoca dónde encuentres más de un tipo de células. Sugerencia: Recuerda que colorear el portaobjeto se usa frecuente-mente para hacer que las estructuras aparezcan más visibles. Busca cuidadosamente un marca color de rosa pálido con un globo púrpura oscura. Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado claro, dis-minuye la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto cerrando la apertura del diafragma que está bajo la platina.

10. Sin mover el portaobjeto (que se puede fijar con clips), cambia a ampli-ficación intermedia (usualmente el objetivo de10x). Si es necesario ajusta los controles del microscopio.

11. Sin mover el portaobjeto, cambia a máximo poder (usualmente el obje-tivo de 40x). ¡Ten cuidado de no tocar el portaobjeto con el objetivo! Ajusta los controles del microscopio. Sugerencia: Si el material sobre el portaobjeto aparece demasiado oscuro, aumenta la cantidad de luz que incide sobre el portaobjeto abriendo la apertura del diafragma que está bajo la platina.

12. En tu cuaderno de ciencias describe los dos tipos de células que has visto. Revisa las reglas que desarrollaste para dibujos bajo microscopio en la Actividad 36, “Buscando señales de vida microscópica”. Describe las células. En tu descripción, incluye qué tipo de célula es más común, la forma de cada célula, su tamaño relativo y cualquier estructura celu-lar que hayas podido identificar en cualquier célula.

Actividad 46

Esta fotografía de un microscopio electrónico de barrido ha sido coloreada. Un glóbulo rojo aparece cerca de la parte superior de la imagen. Un glóbulo blanco (que ha sido coloreado púrpura) está atacando a bacteria (coloreadas azul-verde).

C-80

ANÁLISISParte A: Tipo de sangre y la respuesta inmune

1. Cada paciente necesitaba medio litro de sangre. El hospital recibió medio litro de cada uno de los tipos sanguíneos A, B y O. Explica si el hospital tenía suficiente sangre del tipo correcto para cada paciente.

2. ¿Qué prohíbe que tu cuerpo acepte transfusiones de ciertos tipos de sangre?

Parte B: Células sanguíneas

3. Recuerda todo el trabajo que has estado haciendo con células. Compara y contrasta los diferentes tipos de células al copiar y llenar la tabla que aparece abajo.

4. Llena la columna “Después” de las afirmaciones 5 a 7 en la Hoja de Alumno,“Guía de anticipación: Enfermedades y prevención” de la Actividad 45. ¿Has cambiado de opinión?

5. ¿En qué formas previene tu cuerpo de adquirir una enfermedad contagiosa?

INVESTIGACIÓN ADICIONALPara encontrar eslabones de información acerca de la sangre y de las enfermedades sanguíneas, visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

Tipo de célula Forma de la célula ¿Membrana? ¿Citoplasma? ¿Núcleo?

Bacteria

Protistas

Planta (cebolla)

Animal: mejilla

Animal: glóbulo rojo

Animal: glóbulo blanco

47 Reduciendo el riesgo

 Cómo previenes el adquirir una enfermedad infecciosa? Sabes que tu sistema inmune te otorga defensas naturales, pero en ocasiones el

sistema inmune se agobia por microbios que causan enfermedades y caes enfermo. Una forma de reducir el riesgo de caer enfermo es tomando pre-cauciones sencillas, como lavarse las manos antes de comer. Podrías usar, inclusive, soluciones anti-microbiales, tales como un jabón anti-bacterial o un desinfectante cuando te aseas. ¿Qué tan eficaces son estos productos para matar gérmenes?

Puedes medir el efecto de las diferentes soluciones en el crecimiento de los microbios. Puedes hacer un cultivo de microbios en una cajita espe-cial conocida como caja de petri. (También se les conoce como placas de petri). Las cajas de petri contienen alimento para los organismos que intentas cultivar. En la clase, el alimento más común es el agar, una sus-tancia gelatinosa que fue inventada por Robert Koch. Si hay bacteria pre-sente, muchas de ellas crecerán en agar. Lo puedes ver en la caja de petri que se muestra en la fotografía abajo. También es posible que los mohos y las algas crezcan en agar.

¿Qué tan eficaces son diferentes soluciones en prevenir el crecimiento de microbios?

LABORATORIO

DESAFÍO

Colonias de bacterias creciendo en una caja de petri

PROCEDIMIENTO 1. Usa un marcador permanente para escribir tu nombre y el período de

clase en la base de tu caja de petri.

2. Con tu cotonete, toma un poco de bacterias de la fuente de bacterias que te dará tu maestro o maestra.

3. Quita la tapa de la caja de petri. Usa el cotonete para embarrar las bacterias en el agar como se muestra en el dibujo arriba a la izquierda. Presiona firmemente pero no demasiado duro. Tu propósito es embarrar las bacterias pero no romper la capa de agar. Gira el plato 90º y repite como se muestra en el dibujo abajo a la izquierda.

4. Usa un lápiz para escribir en un disco de papel de filtro (o toalla de papel), la primera letra de la solución que vas a probar.

5. Usa la tenaza para sumergir el disco en la solución. Quita el exceso de solución, tocando el borde del disco con un trozo de toalla de papel limpia.

6. Pon el disco sobre el agar de tu caja de petri y cubre nuevamente la caja.

7. Repite los Pasos 3–6 para cada solución que estás probando. Asegúrate de dejar por lo menos 1.5 cm. de espacio entre los discos de papel. Usa la cinta adhesiva para sellar la caja.

8. Pon tu caja de petri en un lugar cálido por unos días.

Para la clase marcadores permanentes cinta adhesiva

Para cada pareja de alumnos 1 caja de petri estéril conteniendo agar 1 cotonete de algodón estéril fuente de bacterias soluciones como jabón, desinfectante,

preservativo, etc. 4–5 discos de papel (de filtros de papel o de

toallas de papel cafés) 1 tenazas 1 lápiz regla toallas de papel

MATERIALES

Primer trazo

Segundo trazo

C-83

9. Haz una tabla de datos en tu cuaderno de ciencias para apuntar tus observaciones. Asegúrate en incluir todas las soluciones en las que has estando haciendo pruebas.

10. Checa a diario el crecimiento de los microbios en la caja. Anota si el creci-miento de microbios se ha detenido en un área alrededor del disco. Si es así, usa tu regla para medir este espacio, conocido como zona de inhibición.

11. Examina las cajas de control que preparó tu maestro. Anota tus obser-vaciones.

ANÁLISIS 1. Comparte tus resultados con la clase.

a. ¿Todos los que usaron la misma solución obtuvieron el mismo resul-tado? Explica tus razones.

b. ¿Qué tan eficaces fueron las diferentes soluciones en prevenir el cre-cimiento de los microbios?

c. ¿Cómo podrías proseguir esta investigación o mejorar el diseño de esta investigación?

2. ¿Afectaron las soluciones el crecimiento de bacterias en tu caja de petri? Explica tus observaciones. Asegúrate de comparar tus resultados con los resultados de control y describe tu evidencia.

3. En una hoja limpia de papel prepara un reporte escrito que resuma tu investigación. Incluye tu nombre, la fecha y el título de tu reporte. Tu reporte debe incluir estas tres componentes:

a. Una descripción del problema que estabas tratando de resolver.

b. Una descripción de los materiales y el procedimiento que usaste para resolver el problema.

c. Un análisis de los resultados, que debe incluir:

de datos.

soluciones para evitar el crecimiento de los microbios? (Describe completamente tu evidencia en tu respuesta).

gustaría investigar.

4. Reflexión: ¿Han causado algunos de los resultados del experimento un deseo de cambiar tus costumbres (tal como el uso de soluciones para lavar tus manos o las superficies de casa)? ¿Por qué sí o por qué no?

Actividad 47

C-84

  acia 1840 el Dr. Semmelweiss descu-brió que lavándose las manos se

podía reducir significativamente la inciden-cia de infección en los hospitales. Un tipo de enfermedad que puede reducirse lavándose las manos es envenenamiento de comida. Millones de personas se enferman por el envenenamiento de comida cada año. La mayor parte de estas personas no mueren, pero se sienten muy mal y pierden días de trabajo o de escuela.

¿Tú crees que lavarte las manos puede reducir las veces que te enfermas? Hay aproximadamente unos 200 millones de microbios en las manos. La ma-yoría son inofensivos, pero algunos pueden causar envenenamiento del alimento, resfriados, gripe y otras infecciones. De hecho, los investigadores de salud pública estiman que el 80% de las infecciones en los Estados Unidos se comunican tocando superficies que están contaminadas con microbios infecciosos. Superficies contaminadas incluyen lavabos, mostra-dores, perillas de puertas o tus propias manos.

¿Qué tan eficiente es lavarse las manos para evitar que los microbios se propaguen? ¿Cómo puedes lavarte las manos más eficientemente?

DESAFÍO

Para la clase 2 lámparas grandes ultravioleta con baterías polvo GlogermTM

jabón toallas de papel agua

MATERIALES

INVES T IGACIÓN

48

C-85

PROCEDIMIENTOParte A: lavándote las manos

1. ¿Dónde, cuándo y por qué te lavas las manos? Discute esto en tu grupo de cuatro alumnos y apunta tus ideas en tu cuaderno de ciencias.

2. En tu cuaderno de ciencias prepara una tabla como la que se muestra abajo.

3. Pide a tu pareja que se empolve las manos poniendo un poco de polvo blanco en la palma de una mano. Tu pareja deberá esparcir el polvo en toda la mano, frotando una mano contra la otra, cubriendo las palmas, el dorso de las manos, los dedos y las uñas.

4. Dale un apretón de manos a tu pareja. Hazlo apretando la mano dere-cha con tu mano derecha y la izquierda con tu mano izquierda.

5. Mira con cuidado tus manos y las de tu pareja bajo la luz ultravioleta. Anota tus observaciones en la primera hilera de tu tabla de datos.

6. Tanto tú como tu pareja, lávense sus manos, pero háganlo como normalmente lo hacen.

7. Mira con cuidado tus manos y las de tu pareja bajo la luz ultravioleta. Anota tus observaciones en tu tabla de datos.

Observación de las manos

Manos empolvadas Manos después de un apretónAntes

Después

Actividad 48

C-86

Parte B: Mejorando el lavado de las manos

8. Diseña un experimento para mejorar la eficiencia del lavado de las manos a fin de deshacerte de los microbios en la superficie de las manos. Por ejemplo, ¿hay alguna diferencia si aumentas el tiempo que usas en frotarte las manos? ¿Hay alguna técnica especial que mejoraría el lavado de las manos?

Cuando diseñes tu experimento, piensa en las siguientes preguntas:

ayudar estos datos a llegar a una conclusión?

9. Anota tu hipótesis y el procedimiento planeado para tu experimento en tu cuaderno de ciencias.

10. Haz una tabla de datos que tenga lugar para todos los datos que necesi-tas anotar. La irás llenando al hacer tu experimento.

11. Obtén aprobación de tu maestro o maestra para realizar tu experimento.

12. Realiza tu experimento y anota tus resultados.

ANÁLISISParte A: Lavándote las manos

1. ¿En qué parte de tus manos encontraste la mayor cantidad de “micro-bios” (polvo blanco)?

2. Basado en tus resultados de la Parte A, al lavarte las manos ¿qué tan bien te deshiciste de los “microbios”?

3. Vuelve a ver las respuestas que diste a las preguntas, “¿Dónde, cuándo y por qué te lavas las manos?” del Paso 1 del procedimiento. ¿Has cam-biado de opinión?

4. ¿Por qué es importante lavarse las manos? Usa tus conocimientos de microbios y los resultados de esta actividad para explicar tu respuesta.

C-87

Parte B: Mejorando el lavado de las manos

5. ¿Qué tan bien ejemplifica el polvo de “microbios” los microbios del mundo real? Explica tus razones.

6. Imagínate que tu escuela organiza una campaña para lavarse las manos. Se te ha encargado a ti el diseñar y evaluar la campaña.

a. ¿Por qué resistirían las personas cambiar la frecuencia y el modo de cómo se lavan las manos?

b. Explica cómo podrías tú convencer a las otras personas a cambiar sus hábitos al lavarse las manos.

c. ¿Qué tipo de datos podrías coleccionar (tanto antes como después de la campaña) para determinar si la campaña tuvo éxito?

7. Lee las recomendaciones, que aparecen abajo y en la próxima página, que son las que se dan para lavarse las manos a doctores y a personas que manejan alimentos. ¿Por qué las dos recomendaciones enfatizan frotarse o cepillarse las manos?

8. Haz una lista de recomendaciones para la campaña escolar de lavarse las manos. Explica cómo cada una de las recomendaciones reduciría la propagación de microbios.

Instrucciones para doctores antes de una cirugía

Mójese las manos.

Límpiese las uñas.

Frótese las manos (por ambos lados, cada dedo y entre los dedos) y los antebrazos por 5 minutos, usando jabón anti-bacterial y un cepillo de manos.

Mantenga altas las manos, sobre el codo, y deje que el agua se escurra.

Séquese las manos y los antebrazos con una toalla estéril.

Póngase la bata quirúrgica.

Póngase los guantes estériles. (Muchos cirujanos usan guantes dobles.)

Actividad 48

C-88

Instrucciones para trabajadores en la industria del alimento

(personal de restaurante, personal de supermercado, empacadores de comida, etc. )

Todo el personal deberá lavarse las manos antes de regresar a su trabajo.

Mójese las manos con agua corriente templada.

Agregue jabón y frótese ambas manos, produciendo bastante espuma. Haga esto sin tocar el agua por un mínimo de 15 segundos, teniendo cuidado de no enjuagar la espuma.

Lávese ambos lados de las manos, al igual que entre los dedos y bajo las uñas.

Enjuáguese las manos con abundante agua corriente templada. Deje que el agua corra al lavadero y no a sus codos.

Cierre la llave con una toalla de papel y tírela al basurero.

Séquese bien las manos con una toalla de papel limpia.

C-89

49

 A sí como aprendiste en la Activi-dad 46, “Guerreros de enfer-

medades”, tu sistema inmune reconoce y combate los microbios que causan enfermedades. La mayor parte de las per-sonas pueden combatir enfermedades, como resfriados o la gripe, rápidamente y retornar a una vida sana en una o dos semanas. Otras enfermedades, como la difteria, son más graves. Tales enferme-dades suelen tener efectos muy serios, o inclusive causar la muerte, en una pro-porción más alta de la población.

¿Cómo puedes combatir las enfermedades que agobian al sistema inmune humano? Una forma es la vacunación, que es muy efectiva en prevenir ciertas enfermedades. Cada vacuna es efectiva para una enfermedad específica. Hay vacunas que funcionan tanto para enfermedades causadas por bacterias como por virus. Se están desarrollando vacunas que también combaten otros microbios.

¿Cómo previenen las vacunas a las enfermedades?DESAFÍO

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 49.1, “Discusión actuada: Más vale

prevenir” 1 Hoja de Alumno 45.1, “Guía de anticipación:

Enfermedades y prevención”, de la Actividad 45

MATERIALES

ACTUANDO EL PAP

EL

C-90

PROCEDIMIENTO 1. Discute tus propias experiencias con vacunas y antibióticos.

2. Asigna un papel a cada miembro de tu grupo. Supón que hay cuatro personas en tu grupo, cada uno leerá un papel en la Escena 1 y otro en la Escena 2.

Papeles en la Escena 1 Papeles en la Escena 2

3. Lee, en voz alta, la actuación de papeles en las páginas siguientes. Inserta los nombres de los miembros de tu grupo según se indica.

¡ACTUAR O REACCIONAR!Escena 1: En la mesa de la cena

Madre: Ya empieza la época de la gripe. Mi jefe quiere que todos los empleados reciban inyecciones contra la gripe. No quiere que perdamos días de trabajo y que nos atrasemos en nuestras labores.

Hermana: ¡Qué casualidad que mencionas esto! Mi amigo en la escuela me estaba diciendo que se siente mal y que cree que se contagió con una gripe. ¿Cómo evita una inyección contra la gripe el no caer enfermo?

Abuelo: Una inyección contra la gripe es una vacuna que le ayuda a tu cuerpo a resistir la enfermedad.

Alumno: ¡Oh! Yo sé algo acerca de vacunas. Me dieron una vacuna en contra del sarampión cuando era un niño chico y recientemente me llevaste a recibir un refuerzo de vacuna.

Madre: Esto me recuerda que es ahora tiempo para recibir mi refuerzo de vacuna en contra del tétano.

Alumno: ¿Otra inyección? Odio las inyecciones.

Madre: Sí, la inmunidad de ciertas vacunas se reduce con el tiempo y por eso es necesario recibir un refuerzo ya que fortalece a tu sistema inmune.

Alumno: ¿Por qué tengo que recibir todas estas inyecciones? Y, además, ¿cómo funciona una vacuna?

Hermana: Una vacuna es un microbio muerto o debilitado o parte de un microbio. Le ayuda a tu sistema inmune a preparase de antemano a combatir un germen que causa enfermedades.

Alumno: ¿Quieres decir que de hecho te inyectan con el microbio de una enfermedad

Hermana: ¡Sí! Primero hacen al microbio inactivo para que no te vayas a enfermar.

Alumno: ¿Y las vacunas sólo sirven contra enfermedades causadas por los virus, como la gripe?

Abuelo: No creo. Hay vacunas contra el tétano y la difteria, y éstas son causadas por bacterias y no por virus. Cuando mi padre y mi madre eran muy jóvenes, sus padres estaban muy preocupados de que no contrajeran tétano cada vez que se cortaban. No tenían vacuna contra el tétano en esos días.

Alumno: Entonces estás diciendo que todas las vacunas te ayudan a no contraer una enfermedad, pero que no todas las enfermedades son causadas por lo mismo.

Madre: Exactamente. La forma en que las vacunas funcionan es igual para enfermedades distintas, pero cada enfermedad es causada por un microbio diferente, o por un germen. Un microbio puede ser una bacteria o un virus.

Alumno: Entonces, ¿cuál es la diferencia entre una bacteria y un virus?

Hermana: ¡Esto es precisamente lo que estamos estudiando en nuestra clase de ciencias! Las bacterias son células vivas que pueden crecer y dividirse. Los virus no pueden crecer a menos que inyecten su material genético en otra célula.

Abuelo: (nombre de la hermana), ¿qué quieres decir por “material genético”?

Hermana: ¡Oh! Esto sólo significa ADN. Probablemente has oído de ADN.

Alumno: He oído acerca de ADN. ¿Los virus tienen ADN?

Madre: Sí, he leído sobre esto. Los virus tienen una pequeña cantidad de ADN, o una sustancia similar llamada ARN, como material genético. Tienen también una cobertura exterior que protege al material en el interior, pero no mucho más que esto. Infectan células y causan que la célula infectada haga copias del mismo virus. Pero si los virus no pueden penetrar una célula viva, no se hacen copias y el virus no puede reproducirse. Por esto que no se les considera a los virus organismos vivos.

Alumno: ¿Cómo hacen una vacuna? ¿Por qué no causa enfermedades?

Abuelo: Yo no sé todo lo que hay que saber acerca de vacunas, pero recuerdo las vacunas de la polio. La polio era una enfermedad común cuando yo era joven. De hecho, el presidente Franklin D. Roosevelt fue paralizado de la cintura para abajo cuando se contagió de polio siendo ya adulto. Él escondió del público lo serio de su condición, quizá debido a las actitudes de la época hacia gente con discapacidad.

Químicos o calor fueron usados para desactivar el virus de la polio y entonces se inyectaba a una persona sana. Como (nombre de la hermana) dijo, el virus desactivado no causaba la enfermedad. Pero despierta al sistema inmune y lo engaña a prepararse a atacar al virus infeccioso de polio.

Presidente Franklin Delano Roosevelt

Madre: La vacuna de polio es la única que yo conozco que se puede tomar oralmente. La solían poner en un cubito de azúcar. El virus debilitado no te enfermaba pero bastaba para hacerte inmune.

Abuelo: Yo recuerdo la primera vacuna de la polio. Era una inyección. Mi hermano menor la odiaba, pero mi mamá estaba tan contenta de no tener que preocuparse de que nos pudiera dar polio. Era una amenaza muy seria en esos días. Las vacunas han erradicado algunas enfermedades como la polio y la varicela.

Alumno: ¡Wow! Hasta ahora no había yo pensando en la vida antes de las vacunas.

Escena 2: En el consultorio del doctor Enfermera: Dr. (apellido del doctor), aquí está su próxima paciente.

Doctor: Hola (nombre de la alumna), ¿qué es lo que te pasa? ¿No te sientes bien?

Alumna: Creo que tengo gripe.

Doctor: (tomando el pulso) Bueno, veamos. ¿Cuáles son tus síntomas?

Alumna: Pues he estado tosiendo mucho y me duele la garganta. He estado muy cansada. También se me está dificultando respirar.

Padre: Creo que también tiene calentura.

Doctor: (al la alumna) Abre la boca. Vamos a ver. (El doctor examina la garganta de la paciente, escucha el pecho al toser y le toma la temperatura). Bueno, podría ser la gripe. Pero no estoy seguro. Podría ser una irritación de garganta o una pulmonía o simplemente un fuerte resfriado. Tendremos que tomar una radiografía del pecho y un cultivo de tu garganta.

Padre: ¿Va a recetarle un antibiótico?

Doctor: Aún no.

Padre: ¿Por qué no?

Doctor: Porque si tiene gripe, el antibiótico no surte efecto. La gripe, así como ciertos tipos de pulmonía, son enfermedades virales.

Padre: Disculpe, no entiendo. Yo pensaba que era el procedimiento estándar recetar un antibiótico. Yo siempre recibo uno cuando tengo la gripe o me duele la garganta.

Doctor: Enfermera (nombre de la enfermera), ¿por qué no le explica mientras que yo le tomo a (nombre de la alumna) una radiografía y un cultivo de la garganta?

Enfermera: Buena idea. Los antibióticos son medicamentos que se usan para combatir enfermedades causadas por bacterias. Esto se hace porque las bacterias son organismos vivos que se pueden matar con un antibiótico.

Padre: Siempre te indican tomar la dosis completa.

Enfermera: Efectivamente. Toma tiempo matar a toda la población de una bacteria en tu cuerpo. Si dejas de tomar la medicina antes de que desaparezcan todas las bacterias que están causando la enfermedad, te arriesgas a que vuelvan a crecer.

C-93

Padre: Entonces, ¿por qué no trabajan los antibióticos en enfermedades virales (causadas por los virus)?

Enfermera: Por la razón de que los virus no son células. Únicamente se pueden reproducir al penetrar una célula y usarla para reproducirse. Esto hace que sea más difícil atacarlos… Ah, aquí está (nombre de la alumna), regresando de los rayos X. (El doctor y la alumna, regresan)

Alumna: Mira papá, mis rayos X son negativos, así que no tengo pulmonía. Espero que no tenga que tomar antibióticos. Odio tragar píldoras.

Padre: Doctor, ¿por qué no simplemente nos da ahora un antibiótico? La enfermera nos acaba de decir que los antibióticos son la forma de combatir enfermedades causadas por bacterias.

Doctor: Esto es cierto, pero a menos que el cultivo de la garganta o la radiografía sean positivas, (nombre de la alumna) probablemente no tiene una enfermedad bacterial. Y no ayuda tomar antibióticos cuando no se necesitan.

Alumna: Pero la última vez que tuve gripe, usted me recetó un antibiótico.

Doctor: Es cierto. Pero si mal no recuerdo, la última vez que estuviste aquí, tu hermana menor también estaba enferma—con una infección bacterial. Tú tenías los primeros síntomas de esta infección. Así que los antibióticos eran para combatir esa infección bacterial.

Alumna: (interrumpiendo)…¡y no para combatir la gripe¡ Entonces, ¿cómo se combate la gripe?

Enfermera: No hay cura contra la gripe. Las medicinas que tomas cuando tienes gripe o un resfriado únicamente tratan los síntomas, como la fiebre o el dolor de cabeza. Pero no pueden curarte, únicamente te hacen sentir mejor. De hecho, no hay cura para la mayoría de las enfermedades virales.

Padre: Pero, entonces, ¿por que se usan las inyecciones contra la gripe?

Alumna: Papá, tú me dijiste que las inyecciones contra la gripe previenen la gripe, no te curan de ella.

Doctor: Es cierto. Desafortunadamente, aún cuando las inyecciones contra la gripe pueden prevenir la gripe, en la mayoría de los casos, no son efectivas. De hecho, esta mañana teníamos una señora en el consultorio que recibió una inyección contra la gripe y que, sin embargo, se enfermó de gripe. Parece ser que se infectó de un tipo distinto de gripe del que se usó para preparar la vacuna.

Enfermera: Permítame sugerir que lleve a (nombre de la alumna) a casa. Le llamaremos en la mañana; para entonces sabremos si (nombre de la alumna) necesita un antibiótico.

Alumna: Sí, necesito acostarme. La cabeza me duele por todo esto. Quizá le pregunte más cosas a mi maestra (o) de ciencias cuando me sienta mejor.

C-94

ANÁLISIS 1. Llena la columna “Después” de las afirmaciones 8 a 10 de la Hoja de

Alumno 45.1, “Guía de anticipación: Enfermedades y prevención”. ¿Has cambiado de opinión?

2. Pon una marca si estás o no estás de acuerdo con las afirmaciones en la Hoja de Alumno 45.1, “Guía de anticipación: Enfermedades y prevención”.

Haz una predicción de lo que van a decir los otros miembros de tu grupo.

Discute las afirmaciones con tu grupo.

3. Una vacuna previene que una persona caiga enferma de una enferme-dad infecciosa; no es un tratamiento de la enfermedad una vez que la persona la tiene. ¿Cuáles son las ventajas de prevenir, en vez de curar, enfermedades infecciosas?

4. ¿Por qué son raras las complicaciones cuando se usan vacunas?

5. Vas al doctor y averiguas que quizá tienes la gripe. ¿Crees que te recetarán un antibiótico? Explica tus razones.

6. ¿Crees tú que la vacunación contra la gripe debería exigirse? Explica tus razones. Apoya tu contestación con evidencias e identifica las conse-cuencias de tu decisión.

Sugerencia: Para formular una respuesta completa empieza por escribir tu opinión. Ofrece una o dos razones que justifican tu opinión. Entonces considera todas las perspectivas del asunto e identifica las repercusiones de tu decisión.

7. Reflexión: Explica si cambiarías tu contestación a la Pregunta 6 si la enfermedad tuviera síntomas severos y un mayor riesgo de causar la muerte.

INVESTIGACIÓN ADICIONALLas vacunas de la polio fueron desarrolladas en los años 1950. Averigua más de cómo esta enfermedad afectó a la sociedad, preguntando a las diferentes generaciones de tu familia, tales como padres y abuelos, si se acuerdan de alguien que haya tenido polio.

C-95

50 Peleando en contra

 A pesar de muchos métodos preventivos, las enfermedades infec-ciosas, desde la enfermedad de Hansen hasta la tuberculosis, con-

tinúan afectando a gente en los Estados Unidos y en el resto del mundo. ¿Qué puede hacerse por una persona después de que ha contraído una enfermedad infecciosa?

Enfermedades causadas por microorganismos, como bacterias y protistas, pueden en general, tratarse con antibióticos. Esto se debe a que los antibióticos son químicos que matan a microbios como las bac-terias. Quizá hayas oído de antibióticos como la penicilina o la estreptomicina. Quizá hasta ya los has necesitado. ¿Cómo fueron descubiertos los anti-bióticos? ¿Diseñaron los científicos experimentos con variables controladas? ¿Contra qué problemas se enfrentaron los científicos?

¿Cómo se descubrió el primer antibiótico?

PROCEDIMIENTO 1. A fin de prepararte para ver la historia en el vídeo, lee primero las Pre-

guntas de Análisis de 1 a 3.

2. Copia la tabla de abajo en tu cuaderno de ciencias para usarla para tomar notas mientras miras el video.

DESAFÍO

El moho Penicillium produce un químico que ha salvadomuchas vidas.

Notas sobre la penicilina

Alexander Fleming Grupo de la Universidad de Oxford

¿Qué descubrimiento científico se hizo?

¿Cómo se hizo el descubrimiento?

¿Qué se hizo como resultado de este descubrimiento?

MIRA Y REFLEXION

A

C-96

3. Averigua más acerca de los antibióticos viendo segmentos de un video sobre la historia del descubrimiento de la penicilina.

4. Vuelve a mirar los segmentos de vídeo por segunda vez y agrega tus observaciones a tu tabla de ”Notas sobre la penicilina” o usa como guía, la Hoja de Alumno 50.1, “Notas sobre la penicilina”.

ANÁLISIS 1. Describe el impacto de la penicilina en la sociedad.

2. El método científico “tradicional” incluye los siguientes pasos:

Plantea el problema o la pregunta.

Propón una explicación, llamada también la hipótesis.

Colecciona evidencias. (Realiza un experimento).

Analiza los datos.

Llega a concusiones y, si es necesario, revisa y repite el experimento.

Explica cómo el trabajo de los científicos siguientes se aproxima al método científico tradicional.

a. Alexander Fleming

b. Grupo de la Universidad de Oxford (constituido por 19 investiga-dores, incluyendo a Howard Florey y Ernst Chain).

3. ¿Cuáles tipos de enfermedades infecciosas, son las que se pueden com-batir con antibióticos? ¿Hay otros tipos de enfermedades infecciosas que no se pueden combatir con antibióticos? Explica tus razones.

C-97

51

  as tomado alguna vez antibióticos? ¿Seguiste las instrucciones al pie de la letra? Todo antibiótico tiene que tomarse siguiendo las

instrucciones, que usualmente significa tomar toda la dosis aún cuando ya te sientas bien. ¿Por qué?

Millones de bacterias inofensivas viven de manera natu-ral sobre o dentro de tu cuerpo. Cuando aparecen bac-terias dañinas, el sistema inmune de tu cuerpo puede mantener un número limitado de ellas bajo control. Sin embargo, si estas bacterias se reproducen demasiado rápido, tú sufres las consecuencias—y esto es lo que se llama una infección. Los antibióticos le ayudan a tu cuerpo a combatir una infección, matando a las bac-terias. Desafortunadamente, un número pequeño de bacterias pueden no ser afectada tan rápidamente por el antibiótico. Estas bacterias, que se les considera como resistentes al tratamiento, continúan su reproducción y crecimiento. Tomar la dosis completa de un antibiótico ayuda a asegurarse que estas bacterias no sobrevivan y vuelvan a enfermarte o que infecten a alguien más.

¿Por qué es importante tomar un antibiótico exactamente según la receta?

DESAFÍO

Para cada pareja de alumnos 50 discos (20 negros, 15 azules, 15 color naranja) 4 lápices de colores (incluyendo verde, azul y

color naranja) 1 dado

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 51.1, “Guía de anticipación:

¿Drogas milagrosas?” 1 Hoja de Alumno 51.2, “Datos de población” 1 Hoja de Alumno 51.3, “Gráfica de bacterias”

MATERIALES

HACIENDO UN MO

DE

LO

C-98

PROCEDIMIENTOCompleta únicamente la columna “Antes” de la Hoja de Alumno 51.1, “Guía de anticipación: ¿Drogas milagrosas?”

1. En esta actividad trabajarás con tu pareja para coleccionar datos. Empieza con 20 discos: 13 verdes, 6 azules y 1 color naranja. Estos discos represen-tan las bacterias dañinas que viven en tu cuerpo antes de que empieces a tomar el antibiótico. Mientras tanto deja los demás discos a un lado.

2. Es el momento de tomar tu antibiótico. Echa el dado y sigue las ins- trucciones en la Clave del número del dado (que aparece abajo).

3. ¡Las bacterias se están reproduciendo todo el tiempo! Si una o más bacte-rias de un tipo particular están vivas en tu cuerpo, agrega 1 disco de ese color a la población.

Por ejemplo, si tienes una bacteria resistente (azul) y una bacteria extremadamente resistente (color naranja) en tu cuerpo, agrega 1 disco azul y 1 disco naranja a tu población.

4. Anota el número de bacterias en tu cuerpo de cada tipo en la Tabla 1. “Número de bacterias dañinas en tu cuerpo”, que aparece en la Hoja de Alumno 51.2, “Datos de población”.

Una infección bacterial

Imagínate que estás enfermo de una enfermedad bacterial. Tú médico te receta un antibiótico que deberías tomar a diario por ocho días.

Los discos de color representan la bacteria dañina que está en tu cuerpo:

Bacteria que causa enfermedades Representada por Bacteria menos resistente discos verdes Bacteria resistente discos azules Bacteria extremadamente resistente discos color naranja

Cada vez que tires el dado, es el momento de tomar el antibiótico. El número en el dado te dice qué hacer.

Clave del número del dado

Tu turno Qué sucedió Qué hacer

1, 3, 5, 6 Tomaste el antibiótico a tiempo así , Quita 5 discos: quita primero los discos verdes que ¡las bacterias se están matando! después los azules y después los naranjas.

2, 4 Te olvidaste de tomar tu antibiótico. No hagas nada.

C-99

5. Repite los Pasos 2 a 4 hasta que hayas completado la Tabla 1.

6. Usa los datos en la Tabla 1 para hacer una gráfica de la población de cada tipo de bacteria y del número total de bacteria en la Hoja de Alumno 51.3, “Gráfica de bacterias”. Usa un color de línea distinto o líneas de distinto tipo, para representar cada tipo de bacteria y llena la clave de manera correcta.

ANÁLISIS 1. ¿Te ayudó el antibiótico a matar de manera total a las bacterias dañi-

nas que vivían en tu cuerpo? Explica qué pasó.

2. a. Imagínate infectar a alguien inmediatamente después de haber sido infectado (aún antes de empezar a tomar el antibiótico). ¿Qué tipo de bacteria sería el más probable con que lo habrás infectado?

b. Imagínate que infectaste a alguien pero, esta vez, hacia el fin de tu dosis de antibiótico. ¿Qué tipo de bacteria sería el más probable con que lo habrás infectado?

c. Supón que casi todas las personas infectadas no continúan el uso del antibiótico tan pronto se empiezan a sentir mejor. (Por ejemplo, considera en la simulación cuando quedan sólo 3 bacterias dañi-nas). ¿Cuál sería tu predicción de lo que podría pasar, si la infección regresa, con la capacidad del antibiótico en matar bacterias dañi-nas? Explica tu razonamiento.

3. Usa tu gráfica para describir cómo la población de cada tipo cambia a lo largo de la dosis del tratamiento.

4. ¿Por qué es importante tomar la dosis completa de un tratamiento con antibióticos?

5. ¿Resultó ser, esta actividad, un buen modelo de un tratamiento con antibióticos? Explica tus razones.

6. Te enteras que tienes una infección viral y no una infección bacterial. ¿Qué le sucedería a la población de virus cada vez que tomas el anti-biótico? Explica el por qué.

7. Reflexión 1: Muchos científicos piensan hoy en día que el uso excesivo de estos productos, como las cremas anti-bacteriales para las manos, contribuyen a aumentar la resistencia antibiótica de las bacterias. Basándote en lo que has aprendido en esta unidad ¿estás o no de acuerdo? Explica tus razones.

8. Reflexión 2: ¿Han tomado, tú o algún miembro de tu familia, antibió-ticos? Si sí, ¿cuáles tomaron y para qué? Si no estás seguro, averígualo preguntándole a tus padres en preparación para la siguiente actividad.

52 Medicinas milagrosas. ¿Sí o no?

 En la última actividad viste qué importante es seguir las instruccio-nes y completar toda la dosis de un antibiótico según aparece en

la receta. ¿Son los antibióticos realmente unas medicinas milagrosas? ¿Curarán toda infección? ¿Qué pueden hacer las personas para mantener la eficacia de los antibióticos?

¿Qué pasa cuando se receta un exceso de antibióticos o éstos se usan incorrectamente?

DISCUTIENDO EL TE

MA

DESAFÍO

Para cada alumno 1 Hoja de Alumno 51.1, “Guía de anticipación:

¿Drogas milagrosas?” de la Actividad 51.

MATERIALES

PROCEDIMIENTO 1. Lee acerca de las medicinas milagrosas que llamamos antibióticos.

Conforme lees, piensa qué harías si se te recetaran un antibiótico.

2. Discute la Pregunta de Análisis 2 con tu grupo.

MEDICINAS MILAGROSAS. ¿SÍ O NO?¿Qué harías si alguien te dice que la píldora que tomaste para curarte hoy puede dejar de ser eficaz si te enfermas mañana? Esto es lo que los expertos en la salud están diciendo acerca de las drogas milagrosas llamadas antibióticos.

Antibióticos comunes

Antibiótico Nombre comercial Uso en contra de

Amoxicilina Amoxil®, Polymox®, bronquitis, infecciones del oído, sinusitis Wymox®, Trimox®

Ampicilina Unasyn® infecciones de las vías urinarias, meningitis

Cefaclor Ceclor® infecciones del oído, nariz, garganta, de las vías respiratorias, de las vías urinarias; irritación de pulmonía, tonsilitis

Ceftriaxone Rocephin® enfermedad de Lyme, gonorrea

Cefalexin Keflex®, Keftab® infecciones de la piel y de las vías urinarias

Chloranfenicol Chloromycetin® tifoidea, fiebre de las rocallosas, meningitis

Clotrimazol Lotrimin®, Mycelex® infecciones causadas por un tipo de hongo

Clindamicina Cleocin® pulmonía, irritación de garganta, acné

Doxiciclina Atridox®, Doryx®, Doxy®, infecciones de las vías urinarias, chlamydia, Periostat®, Vibramycin® tricomonas

Eritromicina Akne-Mycin®, EryDerm®, enfermedad de legionario, pulmonía, irritación Ery-Tab®, Erythrocin®, de garganta, infecciones leves de la piel Ilotycin®, Staticin®

Isoniacida Nydrazid® tuberculosis

Metronidazol Flagyl® disentería por amebas, giardiasis

Monociclina Minocin® acné, disentería por amebas, antrax, cólera, la plaga, infecciones respiratorias

Mupirocina Bactroban® infecciones de la piel, impétigo

Penicilina varios irritación de garganta, pulmonía, sífilis, infecciones dentales y del corazón

Tetraciclina Achromycin® infecciones respiratorias, ojo rosa, pulmonía, acné agudo, tifoidea, fiebre de las rocallosas

Los antibióticos se han utilizado para combatir enfermedades en los pasa-dos 50 años. Hoy en día están perdiendo su efectividad. Esto se debe a que hay más bacterias resistentes. En los últimos 10 a 15 años las bacterias resistentes a los antibióticos han incluido variaciones del Mycobacterium tuberculosis, que causa la tuberculosis y Streptococcus pneumoniae, que es la causa más común de infecciones del oído y sinusitis.

En la página anterior aparecen algunos de los más comunes antibióticos. ¿Reconoces algún antibiótico que tú hayas tomado?

Las razones que explican el aumento de bacterias resistentes a los anti-bióticos incluyen uso excesivo y uso incorrecto de los antibióticos. “Usar antibióticos incorrectamente ha causado el desarrollo de bacterias que son resistentes a los mismos”, según dice el Dr. Richard Dietrich del Kaiser Per-manente en Baltimore, Maryland. Esto quiere decir que las medicinas que la gente confía que curan todo, desde irritación de la garganta hasta pul-monía bacterial no funcionarán cuando se les necesite verdaderamente.

La mayoría de los antibióticos deben tomarse por un período determinado de tiempo. Cuando los pacientes se sienten mejor, suelen dejar de tomar la medicina y no finalizan la dosis completa del tratamiento. En tales casos, las bacterias resistentes a los antibióticos no pueden ser eliminadas por el uso del medicamento. Aumenta entonces la posibilidad de que, sin la com-petencia de las otras bacterias que el antibiótico ha matado, se reproduz-can y crezcan. Si las bacterias resistentes causan enfermedades, entonces se hace muy difícil tratar a estos pacientes con antibióticos (ver “El aumento de bacterias resistentes a los antibióticos” en la columna al margen).

“Las bacterias que causan pulmonía e infecciones del oído y sinusitis, viven, en general, en nuestras gargantas y narices”, dice el Dr. Dietrich. “Si tomas un antibiótico sin ninguna razón, matas a los gérmenes que no son resistentes al antibiótico. Una infección causada por el resto de las bacte-rias resistentes es muy difícil de tratar.” Si tomas antibióticos cuando no los necesitas, las medicinas pierden su capacidad de ayudarte a sanar en los casos que realmente las necesitas.

Una razón por la que se abusa el uso de los antibióticos es que muchos pacientes los piden. Dr. Dietrich agrega que es común que los pacientes crean que los antibióticos van a curar cualquier enfermedad. Pero los antibióticos únicamente combaten cierto tipo de microbios, tales como bacterias. No funcionan en contra de los virus. También, en el pasado, los doctores solían recetar más antibióticos, como precaución en contra de enfermedades. Ahora es menos común y los antibióticos se recetan tan sólo para enfermedades específicas.

Adaptado con permiso de Kaiser Permanente, 2001

EL AUMENTO DE BACTERIAS RESISTENTES A LOS ANTIBIÓTICOS

Colonia de bacterias.Algunos microbios sonresistentes a los antibió-ticos (color naranja).

El uso de los antibióticosmata a la mayoría de lasbacterias excepto aquellasque son resistentes.

Sin competencia,aumentan lasbacterias resistentesa antibióticos.

Colonia de bacterias.Algunos microbios sonresistentes a los antibió-ticos (color naranja).

El uso de los antibióticosmata a la mayoría de lasbacterias excepto aquellasque son resistentes.

Sin competencia,aumentan lasbacterias resistentesa antibióticos.

Colonia de bacterias.Algunos microbios sonresistentes a los antibió-ticos (color naranja).

El uso de los antibióticosmata a la mayoría de lasbacterias excepto aquellasque son resistentes.

Sin competencia,aumentan lasbacterias resistentesa antibióticos.

ANÁLISIS 1. Llena únicamente la columna “Después” de la Hoja de Alumno 51.1,

“Guía de anticipación: ¿Drogas milagrosas?”

2. Describe qué le pasa a las personas que toman antibióticos cuando no los necesitan.

3. ¿Cuál es una razón de sobre uso de antibióticos?

4. Te duele la garganta y hay unos antibióticos que sobraron de cuando tu hermano tuvo infección de la garganta el mes pasado. ¿Deberías tomarlos para tu dolor de garganta? ¿Por qué sí o por qué no?

5. El lunes se le ha recetado un antibiótico a tu amiga. Supón que se siente mejor en un par de días. ¿Debería dejar de tomar las medicinas? Explica tus razones.

6. Reflexión: Piensa en los que has aprendido en las últimas actividades. Imagínate que no te sientes bien y que el doctor te dice que tienes gripe. El doctor sugiere tomar un antibiótico. ¿Qué deberías hacer?

INVESTIGACIÓN ADICIONAL 1Diseña un cuestionario para averiguar lo que las personas saben acerca del uso correcto de antibióticos. Las buenas preguntas de un cuestionario deberían ser claras (la persona deberá saber exactamente lo que se le está preguntando) y concisas (pregunta una sola cosa en cada pregunta). Para hacer que sea más fácil analizar cuantitativamente los datos del cues-tionario, has preguntas que puedan contestarse con un sí o con un no. Ejemplos de buenas preguntas incluyen: ¿Cuándo se le receta a usted un antibiótico, toma usted toda la dosis completa? ¿Espera usted que el doctor le recete un antibiótico cada vez que esté usted enfermo?

INVESTIGACIÓN ADICIONAL 2A fin de encontrar eslabones acerca de resistencia a los antibióticos visita la página Issues and Life Science en el sitio SEPUP en el Internet.

53

 La fiebre de Ébola, la fiebre de Lassa, el virus de Hanta, la fiebre hemorrágica boliviana y el SIDA son ejemplos de nuevas enferme-

dades infecciosas. Algunas de estas enfermedades infecciosas son el resul-tado de nuevas interacciones entre las gentes y el medio ambiente. Muchas de estas enfermedades pueden relacionarse a enfermedades de animales. Por ejemplo, cuando la gente explora lugares remotos de las selvas, quizá

por primera vez, están más expuestos a ponerse en contacto con animales salvajes y con sus enfermedades. En algunos casos la enfermedad pasa del animal a la persona. Ébola es probablemente una de estas enfermedades. Los epidemiólo-gos creen que Ébola era originalmente una infección de los monos verdes de Uganda.

Hay un riesgo real que una de estas nuevas enfermedades pueda propagarse muy rápidamente entre diferentes pobla-ciones del mundo. Es por eso que los Estados Unidos están preparando equipos de científicos para responder de inme-diato a una posible erupción de estas enfermedades, que ahora son llamadas enfermedades en aparición.

En esta actividad, simularás la experiencia de un equipo de científicos que están tratando de establecer la causa de una nueva enfermedad.

¿Cómo se propaga la fiebre de Maracondo? ¿Qué puedes hacer para pararla?

DESAFÍO

INVES T IGACIÓN

Para cada grupo de cuatro alumnos 1 tablero del juego de La fiebre de Maracondo 1 juego de tarjetas de Choza, Casa, Laboratorio y

Eventos extraños 1 dado 4 piezas del juego 1 Hoja de Alumno 53.1, “La fiebre de Maracondo” 1 Hoja de Alumno 53.2, “Personas enfermas” 1 Hoja de Alumno 53.3, “Personas sanas” 1 Hoja de Alumno 53.4, “Notas de campo adicionales”

MATERIALES

Actividad 53

Un hombre de edad, arrastrándose, salió de una canoa durante el calor tropical. Casualmente apareció en el pueblo de Garrettville, desmayándose en la calle principal. Los niños que lo encontraron se sorprendieron de ver que sus ojos estaban muy irritados, su nariz sangraba y tenia llagas en la piel. Lo llevaron de inmediato al hospital, donde empezó a escupir sangre. Antes de perder la concien-cia, les dijo a los doctores, de la terrible enfermedad que había afectado a las gentes de su pueblo, Maracondo. El viejo murió más tarde, de la misma enfermedad de la que había advertido a las gentes del pueblo.

Ninguno de los doctores sabía mucho acerca de Maracondo (población 85), que era el último poblado donde las barcas podían llegar río arriba. El equipo médico del hospital de Garrettville se alarmó debido a la posible propagación de este misterioso mal. Nadie en el poblado se enfermó, pero la gente tenia mucho miedo. También se preocuparon por los habitantes de Maracondo. Los doctores del hospital colectaron muestras del hombre muerto, incluyendo orina, sangre y heces. Mandaron estas muestras, protegidas con hielo, a los Estados Unidos—al Centro de Control y Previsión de Enfermedades (CDC, Center for Desease Control and Prevention) en Atlanta, Georgia. Cuando se analizaron las muestras, aparecía que la sangre del hombre contenía un virus desconocido.

El CDC trabajó arduamente para organizar un grupo de expertos para poder ayudar a la gente de Maracondo. For-maron el grupo, un doctor, un epidemiólogo, un veterinario y un ecologista. La misión de este grupo es ir a Maracondo y averiguar cómo se propaga esta nueva enfermedad a fin de detener el contagio de más gente. Si la enfermedad se propaga de persona a persona, podría suceder que una sola persona al subir a un avión, inicie accidentalmente, una epidemia más terrible y desastrosa que la peste bubónica de 1300.

Tú y tus compañeros forman el equipo de expertos de la CDC. Tienen que coleccionar evidencias para determinar cómo se propaga la enfermedad, ahora llamada, la fiebre de Maracondo.

Al empezar tu investigación, imagínate que estás en camino a Maracondo. Tienes mucho calor, estás sediento e irritable. La gente en el pueblo está aterrorizada y la tensión es muy grande. Tú no sabes si el líder del pueblo, que te ha dado la bienvenida, tiene el virus en su respiración, o en sus manos o si el virus es propagado por medio de mosquitos, que en este momento están zumbando a ambos lados de tu cabeza. Además, tendrás que vivir en una choza de heno, dormir en una hamaca y hervir el agua.

Pero tú siendo una persona positiva, te las arreglas para que las gentes del pueblo te ayuden a orga-nizar tu laboratorio en la mitad del tiempo que debería tomar. También construyes un centro para coleccionar animales a fin de confirmar si alguno de los animales locales tiene la enfermedad. Todos los miembros de tu equipo son expertos caza-dores de microbios y saben que las intuiciones no bastarán. Tú tienes la responsabilidad hacia los del pueblo, así como hacia el resto del mundo, a basar tus conclusiones y recomendaciones en evidencias contundentes.

La fiebre de Maracondo

Garrettville

Río

Maracondo

Océano

Mapa de Maracondo

Anotaciones de campo: Maracondo / 25 de mayo de 1963

Después de hablar con la gente local, hemos encontrado que ellos han aumen-

tado el cultivo de sus cosechas locales en los últimos dos años. Áreas de pasto

salvaje y árboles alrededor del pueblo han sido talados para que se pueda culti-

var maíz, tomates, pepinos y otras verduras. Algunas de las personas del pueblo

compran su comida de comerciantes en el río. Éstos comerciantes no comen los

productos del pueblo.

Las gentes de Maracondo viven en dos tipos de viviendas: chozas y casas

pequeñas. Las chozas tienen pisos de tierra, mientras que las casa tienen piso

de concreto. Dependiendo de la familia, la gente duerme en petates (en el suelo)

o en camas (sobre el suelo). Los petates no tienen, en general, mosquiteros; las

camas pueden ó pueden no tener mosquiteros.

Animales que pueden ser encontrados en la vecindad de las casas incluyen,

ratas, ratones, gatos, perros, murciélagos, vacas y gallinas. Insectos, tales

como, pulgas y mosquitos, también están presentes. Animales salvajes que

viven en la selva próxima, incluye monos y pericos.

Se celebró una fiesta el 28 de marzo de 1963. Para esta fecha parte de

nuestro equipo ya había llegado a Maracondo. Todos ayudaron a preparar la

comida, que incluyó masa de maíz (para hacer tortillas), maíz en mazorca,

jitomates, salsa picante, carne de res, limonada y cerveza. Todos gozaron de la

fiesta, durante la cual mucha gente compartió comida y bebidas.

Muchos de los habitantes de Maracondo, 85 personas, han tenido la fiebre de

Maracondo. Algunos han muerto, mientras que otros han estado enfermos, y se

han recuperado desde entonces. Todos los casos de enfermedad y muerte han

sido identificados como resultado del virus de la fiebre de Maracondo.

PROCEDIMIENTOParte A: Anotaciones de campo

1. Antes de llegar a Maracondo, discute con tu equipo los síntomas y las posibles causas de la enfermedad. Manteniendo la imaginación abierta, discutan cuáles podrían ser las diferentes formas en las que la enferme-dad se puede haber propagado en la comunidad.

2. Después de llegar a Maracondo, coleccionas información adicional. Revisa tus anotaciones de campo (abajo) antes de continuar con el Paso 3.

3. ¿Cómo crees que se propaga la fiebre de Maracondo? Discute tus ideas con tu grupo y escribe tus hipótesis iniciales en la Hoja de Alumno 53.1, “Hipótesis sobre la fiebre de Maracondo”.

Actividad 53

Parte B: El juego de La fiebre de Maracondo

4. Principia el juego poniendo las tarjetas, volteadas hacia abajo, en cuatro grupos: Choza, Casa, Laboratorio y Eventos extraños. Levantarás una tarjeta cada vez que caigas en un espacio. Por ejemplo, si caes en una Choza, lee una tarjeta del grupo Choza. Haz lo mismo para los espacios de Casa, Laboratorio y Eventos extraños.

5. Cada persona empieza en el espacio de salida. Cada persona de tu grupo tira el dado y avanza el número de espacios en el tablero indicado por el número del dado.

6. Levanta y lee una tarjeta. Como grupo, anoten la información que aprendiste en

7. Conforme vayas teniendo más evidencias, revisa tu hipótesis en la Hoja de Alumno 53.1, “La fiebre de Maracondo”. Cuando tengas muchas evidencias que niegan una hipótesis, propón otra hipótesis que esté de acuerdo con las evidencias.

8. Pide del siguiente jugador que tire su dado y mueva su pieza. Como grupo, repitan los Pasos 6 y 7.

9. Continua jugando y colectando evidencias. Cuando la primera persona pase el espacio de salida otra vez, hagan una pausa y tengan una junta de grupo. Discutan cómo creen que la enfermedad se ha diseminado en vista de las nuevas evidencias que se han acumulado. Asegúrate de que apuntas tu nueva hipótesis revisada en la Hoja de Alumno 53.1.

10. Continúa jugando y colectando evidencias. Cuando la siguiente per-sona pase una vez más el espacio de salida, volteen todas las tarjetas y escriban sus notas acerca de todas las evidencias.

11. Como grupo, completen la Preguntas de Análisis 1 y 2.

ANÁLISIS 1. a. Revisa tus datos en la Hoja de Alumno 53.2. ¿Qué tenían en común

las personas infectadas?

b. Revisa tus datos en la Hoja de Alumno 53.3. ¿Qué tenían en común las personas sanas?

c. Compara los datos en la Hoja de Alumno 53.2 con los de la Hoja de Alumno 53.3. ¿Cuáles son algunas de las diferencias entre las personas que fueron infectadas comparadas con las personas que permanecieron sanas?

2. a. ¿Cómo crees que se infectan las personas con la fiebre de Mara-condo? Explica cómo tus evidencias justifican tu hipótesis final.

b. ¡La vida de personas está en peligro! Identifica cualquier evidencia que parece estar en conflicto con tu hipótesis final y explica cómo tu hipótesis puede resolver el conflicto.

3. Ahora que tu equipo CDC ha descubierto cómo se propaga la enfer-medad, tienes que recomendar formas de contener la propagación de la enfermedad, tanto dentro como fuera de Maracondo. Recuerda lo que sabes de los virus, tanto como la información contenida en esta actividad. Da por lo menos dos recomendaciones para detener la propa-gación de la fiebre de Maracondo. Justifica tus recomendaciones con evidencia e identifica las repercusiones de tus recomendaciones.

Sugerencia: Para elaborar una respuesta completa, empieza por escri-bir tu opinión. Ofrece una o dos razones que la justifiquen. Entonces considera todas las perspectivas del asunto e identifica las repercusiones de tus recomendaciones.

4. Reflexión: ¿Qué tipo de carácter y qué hábitos, debería tener una per-sona para poder ser un gran epidemiólogo?

I-1

2-point sensor, A21

AA, blood type, C77–79AB, blood type, C77–79ABO blood groups, D61–63absorption of nutrients, B24acetaminophen, as toxin, B18acid control, digestive system, B24acquired traits, inheriting, F27actions, brain function, A27adaptation, evolutionary

definition, F28examples, F30–32toothpick worm model, F31–32

Aedes albopictus (tiger mosquito), E11

African elephants, vs. Asian, F6–8. See also elephants.

aging, cells, G36AIDS, C60AIDS transmission methods,

discoverer of, G33Alberts, Bruce, G36alcohol, effects on the body

alcohol poisoning, B8blood test, B6body weight, effect of, B7breathalyzer test, B6cancer, B8cirrhosis of the liver, B7, B17dehydration, B7–8depression, B7diseases, B7–8drinking and driving, B5–8duration of, B7fetal alcohol syndrome, B8

heart disease, B8impaired driving, B5impairment, tests for, B5–6memory loss, B8pregnant women, B8signs of drinking, B5–6toxin, B16unborn babies, B8urine test, B6

algaein aquatic ecosystems, E42food for, E42in Lake Victoria, E7phytoplankton, E42

allelesdefinition, D33heterozygous, D37homozygous, D36identical pairs. See

homozygous.non-identical pairs. See

heterozygous.American Cancer Society, B54American Heart Association, B54American Lung Association, B54Amici, Giovanni, C21Amoeba, photograph, C27amphibians

classifying, E30fossils, classifying, F46, F54

Animal kingdom, E30–31animals

cell membranes, illustration, C56

cell structurecytoplasm, C56illustration, E56, C56

mitochondria, C57, C58nucleus, illustration, C57

cells, discovery of, C33classifying, C69–70. See also

classifying organisms.DNA relations, F51–53microscopic. See zooplankton.

annelidsclassifying, E30fossils, classifying, F54

Anoplophora glabripennis (longhorn beetle), E13

ant behavior, vs. human, G34antibiotics

bacterial infection, C97–98common, list of, C101discovery of, C95full course of treatment, C97loss of effectiveness, C102as miracle drugs, C100–103misuse/overuse, C102resistant bacteria, C97, C102taking as prescribed, C97for viral diseases, C92–93

antimicrobial solutions, C81–83antiseptics, discovery of, C37anus, B26aorta, B66archaea, classifying, E19–20archaea domain, C69–70Argentina, missing persons,

D82armadillos, as leprosy vectors,

C20arms (human)

artificial, G35broken-arm exercise, G4–7

ÍndiceUn numero de página en negrilla identifica la página donde se ha definido el término.

I-2

ÍndiceIndex

circulatory system, diagram, B67

span, measuring, D6vs. wings, bone structure,

B28–30, G22–24arms (mechanical), designing,

G37–39arteries, B66arthropods

classifying, E30fossils, classifying, F54

artificial body partsarms, G35bones, G17–20cardiac pacemaker, G35heart valves, G13–16hearts, B74–75legs, G9–10prototypes, G13–G16

asexual reproductionbacterial cells, D16, D17budding, D17clones, D17definition, D16Hydra, D17multicellular organisms,

D17–18mutations, D17random changes. See

mutation.single-celled organisms,

D16–17strawberry plants, D18vs. sexual, D19

Asian elephants. See also elephants.current population, F7deaths caused by, F8geographic range, F7–8vs. African, F6–8

atherosclerosis, B86–87atrium, B66, B80automatic nervous system,

A27

BB, blood type, C77–79back injury, bioengineering for, G9backbones, species with. See

chordates; vertebrates.bacteria. See also microbes;

viruses.asexual reproduction, D16,

D17chart of, C72classifying, E19–20, C63, C71comparative size, C73in human intestines, B26producing insulin from, G33resistant to antibiotics, C97,

C102bacteria domain, C69–70bacterial infection, antibiotics,

C97–98balance, brain function, A27ball and socket joints, B35Barnard, Christiaan, B75basic life functions, brain

function, A28Beagle, Darwin’s voyage, F40–41Bear Lake, damage caused by

zebra mussels, E78–80beetle, longhorn (Anoplophora

glabripennis), E13Beijerinck, Martinnus, C73biceps, B33–34Bigelow, Wilfred, B73bile, B24bioengineering

aging, cells, G36AIDS transmission methods,

discoverer of, G33Alberts, Bruce, G36ant behavior, vs. human, G34arms

artificial, G35broken-arm exercise, G4–7vs. wings, bone structure,

G22–24

artificial body partsarms, G35bones, G17–20cardiac pacemaker, G35heart valves, G13–16hearts, B74–75legs, G9–10prototypes, G13–G16

back injury, G9bacteria, producing insulin

from, G33Blackburn, Elizabeth, G36blood sugar, home test for, G33Blount, Bessie, G35bones, artificial, G17–20broken-arm exercise, G4–7calories, G25. See also energy

bar, designing.cancer cells, aging, G36cardiac pacemaker, invention

of, G35cells, G36chimpanzee behavior, study

of, G35chromosomes, moving genes

between, G32definition, G3diabetes, G33dissecting a chicken wing,

G22–24Drew, Charles, G34energy bar, designing, G25–29energy equation, G25formation of new species, G36Free, Helen Murray, G33genes, changing function of,

G32Goodall, Jane, G35Gould, Stephen Jay, G36Greatbatch, Wilson, G35Hall, Lloyd, G33heart valves, artificial, G13–16Ho, David, G33Human Genome Project, G34Huntington’s disease, G34

I-3

Índice

insulin, from bacteria, G33for leg amputation, G9–10legs, artificial, G9–10Margulis, Lynn, G36McClintock, Barbara, G32mechanical arm, designing,

G37–39natural structures, G21–24organelles, evolution of, G36for people with disabilities

back injury, G9leg amputation, G9–10prostheses, G9. See also

artificial body parts.vision problems, G11

preservatives for food, G33prostheses, G9. See also

artificial body parts.prototypes, G13science, relation to

technology, G30–32Steitz, Joan, G36structure, effect on function,

G21–24tests for blood sugar, G33Venter, J. Craig, G34Villa-Komaroff, Lydia, G33vision problems, coping with,

G11Wilson, Edward O., G34wing, vs. human arm, G22–24

bioengineers, common activities, G4

biomes. See also ecosystems; habitats.common threats to, E64coniferous forest (taiga), E63deciduous forest, E63definition, E61desert, E62freshwater, E62global climate change, E64grassland, E63marine (saltwater), E62tropical rain forest, E63

tundra, E62types of, E62–64

birds. See also specific birds.classifying, E30fossils, classifying, F54

Blackburn, Elizabeth, G36blackworms, habitat, E59–60blocked arteries

angioplasty, B87cholesterol, B86–87coronary bypass, B87effects of, B85–86fat deposits, B86–87stent implant, B87treating, B87

bloodfunction of, B45plasma, storing, G34test for alcohol level, B6

blood cellsin a drop of blood, number

of, C51red

in the immune system, C76–77

photographs, C51, C76, C79white

in the immune systems, C76–77

photographs, C76, C79blood flow

away from the heart, B66diagram of, B46–47into the heart, B66–67modeling, B48–49

blood pressurebrain function, A28high

causes, B88effects on the heart, B88measuring, B82–84risk factors, B88

blood sugar, home test for, G33blood types

ABO groups, D61–63

human, C77immune response, C77–78Rh factor, D71testing, for lost children,

D70–72. See also genetic testing, finding lost children.

transfusions, C77–79blood vessels, B66Blount, Bessie, G35body. See human body.body weight, effect on alcohol

consumption, B7bones, human body. See also

joints; muscles.arms vs. wings, B28–30artificial, G17–20attaching muscles to, B34calcium, B33cartilage, B32–33definition, B31flat, B32function of, B31growth, B32–33interaction with muscles and

joints, B36irregular, B32long, B32marrow, B31number of, B32–33sesamoid, B32short, B32similarities to other animals,

B28–30structure of, B31types of, B32

bony fishclassifying, E31fossils, classifying, F55

booster shots, C90botanists, E54Braille, A29brain

brain stem, A27–28cerebellum, A27–28

I-4

Índice

cerebrum, A27–28composition of, A27damage, from heart stoppage,

B72folds, A27interneurons, A26neurons. See interneurons.weight, A27wrinkles, A27

brain functionsbalance, A27basic life functions, A28blood pressure, A28breathing, A28hearing, A27heartbeat, A28motor control, A27movement, A27posture, A27pressure, A27smell, A27speech, A27taste, A27thinking and reasoning,

A27thought processes and

actions, A27touch, A27vision, A27

brain stem, A27–28breathalyzer test, B6breathing, brain function, A28broken-arm exercise, G4–7Brown, Robert, C57BTB (bromthymol blue)

carbon dioxide detection, B39–41, C44

definition, B38role of light in photosynthesis,

E51–53bubonic plague, C16–C18budding, D17burn cream, clinical trial

proposal, A45

Ccalcium, and bones, B33calories, G25. See also energy bar,

designing.cancer

from alcohol, B8cell aging, G36

Cancer Society. See American Cancer Society.

capillaries, B67carbohydrates, G25carbon dioxide

in exhaled breath, B40–41indicators of, B38testing for, B39–41

cardiac (heart) muscle, B34. See also heart.

cardiac pacemaker, invention of, G35

cardiologists, B81. See also heart; heart disease.

carnivore fossils, classifying, F43carriers, diseases, C12, D60carrying capacity, E71–73cartilage, B32–33catching a ball, study of, A34–37cell membranes

animals, C57definition, C48de-shelled eggs as model, C51function, modeling, C48–50plants, C58

cell structureanimal, illustration, C57cell membranes

animals, C57definition, C48de-shelled eggs as model,

C51function, modeling, C48–

50plants, C58

cell walls, C58. See also cell membranes.

chloroplasts, C58classifying by

eukaryote domain, C70eukaryotes, E19–20microbes, C63–65organisms, C69–70prokaryote domain, C70prokaryotes, E19–20three-domain system,

E19–20, C70cytoplasm

animals, C57definition, C48plants, C58

filler material. See cytoplasm.illustration, C48microbes, C33mitochondria, C57, C58nuclear membrane,

illustration, C57nucleus

animals, C57definition, C57discovery of, C57function of, C57plants, C58

organelles, G36, C58photographs, C61photosynthesis, C58–59plants, illustration, C58producers, E54–57vacuoles, C58yeast vs. human, C44–47

cell theory, C33cells

aging, G36animal, C33biology, C60blood. See blood cells.causing disease, C34common structures, C40–43cork, drawing, C31discovery of, C31in disease treatment, C58

Índice

diseases of, C34division, G36, D42–43evolution, G36in the human body, number

of, C33human skin, illustration,

C52–54microbial, C33multicellular organisms, C33plant, C33, C40plants vs. animals, E56respiration, C44–47single-celled microbes, C33size, C52–54studying, C60walls, C58. See also cell

membranes.yeast, C44–47

cellular respiration, C44, C54, C58cerebellum, A27–28cerebrum, A27–28chambers of the heart, B66characteristics of organisms.

See classifying organisms; organisms, characteristics of.

chemical control, zebra mussels, E78–79

chemical food breakdown, B19chicken pox, C3, C10chicken wing

dissecting, G22–24vs. human arm, bone

structure, B28–30, G22–24childbed fever (puerperal

infection), C34–35chimpanzee behavior, study of,

G35Chinatown, bubonic plague

(1906), C18chloroplasts, C58cholesterol

blocked arteries, B86–87regulating with the liver, B17

Chordata phylum, E23

chordatesclassifying, E30–31definition, E23fossils, classifying, F54

chromosomescell division, D42–43definition, D42eggs, D44–45human, number of, D43moving genes between, G32sex cells, D44–45sex determining, D44sexual reproduction, D44–45sperm, D44–45X and Y, D44

cichlidsextinction of, F41–42in Lake Victoria, E6–7

circulatory systemblood, function of, B45blood flow

away from the heart, B66diagram of, B46–47into the heart, B66–67modeling, B48–49

diagramsarm, B67blood flow, B46–47body, B45heart, B65, B86

heart. See also heart disease; heart surgery.abnormal sounds, B78aorta, B66arteries, B66atrium, B66, B80beats in a lifetime, B62blood entering, B66–67blood leaving, B66blood vessels, B66capillaries, B67cardiac muscle, B34chambers, B66diagram of, B65, B86

lub-dub sound, B66, B78modeling, B70–71parts of, B65–67pump structure, B59–61,

B65–66valves, B65, B66veins, B66–67ventricle, B66, B80workload, measuring,

B62–64heart rate

recovery from exercise, B50, B52–53

resting pulse, B51–52cirrhosis of the liver, B7, B17clams, effects of zebra mussels,

E66–69classes

of animals, example, E30–31of fossils, example, F54–55

classifying fossilsamphibians, F46, F54annelids, F54arthropods, F54birds, F54bony fish, F55carnivores, F43chart, F54–55chordates, F54classes, F54–55cnidaria, F55families, F43–46fish, F44flatworms, F55mammals, F45, F55mollusks, F55phyla, F54–55reptiles, F45, F55vertebrates, F54–55

classifying microbesamong all organisms. See

classifying organisms.among other microbes,

C66–67

I-5

I-6

Índice

bacteria, C63, C71by cell structure, C63–65developing a system for,

C66–67protists, C63, C71

classifying organisms. See also classifying microbes.amphibians, E30Animal kingdom, E30–31animals, C69–70annelids, E30archaea, E19–20archaea domain, C70arthropods, E30bacteria, E19–20, C71bacteria domain, C70birds, E30bony fish, E31by cell structure

eukaryote domain, C70eukaryotes, E19–20microbes, C63–65prokaryote domain, C70prokaryotes, E19–20three-domain system,

E19–20, C70chart, E30–31Chordata phylum, E23chordates, E23, E30–31classes, example, E30–31cnidaria, E31cold blooded, E24disease-causing, C74eukaryote domain, C70examples, E25–29five-kingdom system, E19–20,

C69flatworms, E31fungi, C69by genetic similarity. See

three-domain system.human beings, E21kingdoms, C69mammals, E31mollusks, E31

phyla, example, E30–31by physical appearance, C69plants, C69prokaryote domain, C70protists, C63, C71reptiles, E31six-kingdom system, E19–20species with backbones, E23Vertebrata sub-phylum, E23vertebrates, E23viruses, C73, C74warm blooded, E24

cleaning microscope slides, C25cleanliness. See sanitary

procedures.clinical trials

controls, A16definition, A11evaluating proposals

burn cream, A45NIH committee, A43Relaxin (drug), A46“summer fever” vaccine,

A44weight loss method, A45

FDA, role in, A15informed consent, A16methodology, A11–14placebo effect, A16–17placebos, A16

clones, asexual reproduction, D17cloning animals, D20cnidaria

classifying, E31fossils, classifying, F55

coarse focus knob, C22co-dominance, D62coin-tossing model of inheritance,

D27–29cold blooded animals, E24colon, B26Columba livia (pigeon), success of,

F59–60competition, effects on introduced

species, E69

compound microscopes, C21, C31coniferous forest (taiga) biome,

E63consumers, E42contraction

heart, B80muscles, B33

controlling introduced species, trade-offs, E77–80

controls, in clinical trials, A16Cooley, Denton, B74cooling the patient during

surgery, B73copies of genes. See alleles.cork cells, illustration, C31coronary arteries, B85coverslips, C25criminal investigation, DNA

testing, D73–76crossing fingers, testing for, D5culturing microbes, C36cytoplasm

animals, C57definition, C48plants, C58

DDarwin, Charles

on natural selection, F25–29study of the Galapagos

Islands finches, F40–41voyage of the Beagle, F40–41

Darwinism, F25–29data

definition, A31measurable. See quantitative

data.objective. See quantitative

data.qualitative, A31–32quantitative, A32range of results, A34subjective. See qualitative

data.

I-7

Índice

dead organisms, consumers of, E46

deathfollowing heart stoppage, B72from heart disease, B55rates, following surgery, C37while waiting for heart

transplant, B76DeBakey, Michael, B74deciduous forest biome, E63decomposers, E46dehydration, from alcohol, B7–8depression, from alcohol, B7desert biome, E62diabetes

home test for blood sugar, G33insulin, from bacteria, G33urine test for blood sugar, G33

diaphragm, microscope, C22Dietrich, Richard, C102digestive system

absorption, B24acid control, B24diagram of, B23food breakdown

chemical breakdown, B19mechanical breakdown,

B19by system organ, B23

nutrients, B24organs in, B23–24. See also

specific organs.solid waste disposal, B26

disabled. See people with disabilities.

disease-causing organisms, C74diseases. See also specific diseases.

carriers, C12, D60caused by alcohol, B7–8caused by cells, C34of cells, C34definition, C8germ theory. See germ theory

of disease.of the heart. See heart disease.

infectious. See infectious diseases; specific diseases.

inherited. See inherited diseases; specific diseases.

dissecting a chicken wing, G22–24division, cells, G36DNA (deoxyribonucleic acid). See

also genetics.definition, D46fingerprinting, D73–76genetic testing

criminal investigation, D73–76

DNA fingerprinting, D73–76

duties, D83ethical issues, D81–83finding lost children,

D70–72, D78–83finding missing persons,

D82goals, D83for inherited diseases,

D66–68Rh factor, D71rights, D83sample size, D78

illustration, D73in related animals, F51–53viruses, C91

doctors, specialtiesheart disease. See cardiologists.stomach and intestinal

problems. See gastroenterologists.

dodo bird (Raphus cucullatus), extinction of, F57–58

dolphins, evolution, F48–50dominant traits. See also recessive

traits.co-dominant, D62definition, D27incomplete dominant, D61inheritance, D27, D33

donor shortage, hearts, B76drawings, from microscopes, C24Dreissena polymorpha (zebra

mussels). See zebra mussels (Dreissena polymorpha).

Drew, Charles, G34drill cores, F21–23drinking and driving, B5–8duties of genetic testing, D83

EEarth, age of. See geologic time.ecologists, E6ecology. See also ecosystems.

algaein aquatic ecosystems, E42food for, E42in Lake Victoria, E7phytoplankton, E42

amphibians, classifying, E30annelids, classifying, E30archaea, classifying, E19–20arthropods, classifying, E30bacteria, classifying, E19–20birds, classifying, E30bony fish, classifying, E31cell structure, classifying by

eukaryotes, E19–20prokaryotes, E19–20three-domain system,

E19–20chordates, classifying, E30–31cichlids, E6–7, F41–42classifying organisms

amphibians, E30Animal kingdom, E30–31annelids, E30archaea, E19–20arthropods, E30bacteria, E19–20birds, E30bony fish, E31by cell structure, E19–20chart, E30–31Chordata phylum, E23

I-8

Índice

chordates, E23, E30–31classes, example, E30–31cnidaria, E31cold blooded, E24eukaryotes, E19–20examples, E25–29five-kingdom system,

E19–20flatworms, E31human beings, E21mammals, E31mollusks, E31phyla, example, E30–31prokaryotes, E19–20reptiles, E31six-kingdom system,

E19–20species with backbones,

E23three-domain system,

E19–20Vertebrata sub-phylum,

E23vertebrates, E23warm blooded, E24

cnidaria, classifying, E31definition, E15field studies. See also

population studies.definition, E74food chain. See food webs.observations, E74–76population changes, E32–

36, E66–69fish

bony, classifying, E31cichlids, E6–7, F41–42Great Lakes, E44introducing new species,

E6–8Lake Victoria, E6–7

flatworms, classifying, E31food chain. See food webs.human beings, classifying,

E21

laboratory observation, E15–18

Lake Erie, zebra mussels, E36Lake Mikolajskie, zebra

mussels, E35Lake Victoria

algae content, E7annual fish harvest, E7cichlids, E6–7, F41–42fish population, E6–7food web, E37introducing new fish

species, E6–8Nile perch, E4, E6–8overfishing, E6

mammals, classifying, E31mollusks, classifying, E31native clams, effects of zebra

mussels, E66–69nematodes, E47–48Nile perch (Lates niloticus)

description, E6in Lake Victoria, E4, E6–8photograph, E5size, E6

non-indigenous species. See introduced species.

organic waste, consumers of, E46

owl pellets, bone analysis, E39owls, E37–40photosynthesis, E42, E50–53,

C58–59phyla

Chordata, E23examples, E30–31organisms with backbones,

E23physical appearance,

classifying organisms by, E19–20

phytoplankton, E42plankton, E42population studies. See also

field studies.

carrying capacity, E71–73competition, effects of, E69fish in Lake Victoria, E6–7native clams, E66–69predators, effects of, E68room for new species. See

carrying capacity.zebra mussels, E32–36,

E66–69predators, effects on

introduced species, E68, E79presenting research findings,

E81–83reptiles, classifying, E31scientists who study. See

ecologists.six-kingdom classification

system, E19–20zooplankton, E42

ecosystems. See also ecology; habitats.adaptive characteristics of

organisms, E61biomes

common threats to, E64coniferous forest (taiga),

E63deciduous forest, E63definition, E61desert, E62freshwater, E62global climate change,

E64grassland, E63marine (saltwater), E62tropical rain forest, E63tundra, E62types of, E62–64

definition, E60food chain. See food webs.interaction of climate,

geography, plants, and animals. See biomes.

inter-species energy relationships. See food webs.

I-9

Índice

introduced species, effect on the food web, E41. See also Nile perch; zebra mussels.

size, E60educational brochure, designing,

B91eggs (human)

cell division, D44–45chromosomes, D44–45union with sperm. See

fertilization.electron microscopes, C21elephants

African vs. Asian, F6–8Asian

current population, F7deaths caused by, F8geographic range, F7–8vs. African, F6–8

daily food intake, F7vs. mammoths, F5–9

emerging infectious diseasesdefinition, C104Maracondo Fever, C104–108

endangered species, F4energy bar, designing, G25–29energy equation, G25energy relationships between

species. See food webs.environmental requirements

for species. See ecosystems; habitats.

epidemiologistsdefinition, C12field interviews, C13–14lab evidence, C14

esophagus, B23ethical issues, genetic testing,

D81–83Euglena, photograph, C27eukaryote domain, C70eukaryotes, E19–20evolution

acquired traits, inheriting, F27adaptation

definition, F28examples, F30–32toothpick worm model,

F31–32amphibian fossils, classifying,

F46animals, DNA relations,

F51–53Beagle, Darwin’s voyage,

F40–41bird fossils, classifying, F54carnivore fossils, classifying,

F43of cells, G36chordate fossils, classifying,

F54Columba livia (pigeon), success

of, F59–60Darwin, Charles

on natural selection, F25–29

study of the Galapagos Islands finches, F40–41

voyage of the Beagle, F40–41

Darwinism, F25–29definition, F24DNA, in related animals,

F51–53dodo bird (Raphus cucullatus),

extinction of, F57–58dolphins, F48–50endangered species, F4extinct species. See also fossils.

asteroid strike, cause of, F5cichlids, E6–7, F41–42definition, F4dodo bird, F56–58mammoths, F5–6

finches, Galapagos Islands, F40–41

fish fossils, classifying, F44flatworm fossils, classifying,

F55formation of new species, G36

fossil evidence, F48–50. See also fossils.

Gould, Stephen Jay, G36Jurassic sea star fossils

(photograph), F16Lamarck, Jean-Baptiste,

F25–29Lamarckism, F25–29law of superposition, F21mammal fossils, classifying,

F45, F55mammoths

extinction of, F5–6timeline of, F6vs. elephants, F5–9

mechanism of, F24–29mollusk fossils, classifying,

F55mutation

definition, F38role in natural selection,

F37–42natural selection

definition, F27dodo bird, extinction of,

F56–58forkbird model, F34–36mutation, role of, F37–42pigeon, success of, F59–60variation, role of, F33–36

paleontologists, F12phyla of fossils, F54–55porpoises, F48–50relations between animals,

F51–53reptile fossils, classifying, F45,

F55rhinoceros fossil (photograph),

F12rock layers, relative age,

F21–23sea-dwelling mammals,

F48–50stratigraphic columns, F21–23toothpick worm model, F31–32

I-10

Índice

variationdefinition, F28forkbird model, F34–36role in natural selection,

F33–36vertebrate fossils, classifying,

F54–55whales, F48–50

evolution, elephantsAfrican vs. Asian, F6–8Asian

current population, F7deaths caused by, F8geographic range, F7–8vs. African, F6–8

daily food intake, F7vs. mammoths, F5–9

exercise physiology, B50. See also physical fitness.

exotic species. See introduced species.

experiments on peoplecatching a ball, A34–37data

definition, A31measurable. See

quantitative data.objective. See quantitative

data.qualitative, A31–32quantitative, A32range of results, A34subjective. See qualitative

data.hypotheses, A30individual differences

range of normal results, A34–37

sample size, A31reactions to medications. See

clinical trials.relevant factors. See variables.sample size, A31touch sensitivity. See touch,

testing.

variables, A20variation in results

range of normal results, A34–37

sample size, A31extinct species. See also fossils.

asteroid strike, cause of, F5cichlids, E6–7, F41–42definition, F4dodo bird, F56–58mammoths, F5–6

eye color, classifying, D5eyepiece, microscope, C22

Ffamilies of fossils, F43–46family trees. See pedigrees.fat deposits, B86fats, G25FDA (Food and Drug

Administration), A15fecal matter, B26Federal Food, Drug, and Cosmetic

Act, A15feeding microbes, C36fertilization, human, D18–19fetal alcohol syndrome, B8field studies. See also population

studies.definition, E74food chain. See food webs.observations, E74–76population changes, E32–36,

E66–69finches, Galapagos Islands, F40–41finding

lost children, D70–72, D78–83missing persons, D82

fine focus knob, microscope, C22finger crossing, testing for, D5fingers, extra, D60–61fish

bony, classifying, E31cichlids, E6–7, F41–42fossils, classifying, F44

Great Lakes, E44introducing new species, E6–8Lake Victoria, E6–7miracle fish. See Nile perch.

fitness. See physical fitness.five-kingdom system, E19–20,

C69flat bones, B32flatworms

classifying, E31fossils, classifying, F55

flu shots, C90, C92–93focusing microscopes, C25folds in the brain, A27food breakdown, in humans. See

also digestive system.chemical breakdown, B19mechanical breakdown, B19by system organ, B23

food chain. See food webs.food webs

animals, microscopic. See zooplankton.

consumers, E42dead organisms, consumers

of, E46decomposers, E46definition, E37effects of introduced species,

E41–45examples, E37, E43, E49food-consuming organisms.

See consumers.food-producing organisms. See

producers.nematodes, E47–48organic waste, consumers of,

E46owl pellets, bone analysis, E39owls, E37–40photosynthesis, E42, E50–53phytoplankton, E42plankton, E42plants, microscopic. See

phytoplankton.

I-11

Índice

producerscell structure, E54–57definition, E42energy source, E50photosynthesis, E50–53

sunlight as energy source. See photosynthesis.

zebra mussels, effects of, E41–45

zooplankton, E42food-consuming organisms. See

consumers.food-producing organisms. See

producers.forkbird model, F34–36fossil record, F43fossils

classifyingamphibians, F46, F54annelids, F54arthropods, F54birds, F54bony fish, F55carnivores, F43chart, F54–55chordates, F54classes, F54–55cnidaria, F55families, F43–46fish, F44flatworms, F55mammals, F45, F55mollusks, F55phyla, F54–55reptiles, F45, F55vertebrates, F54–55

definition, F10drill cores, F21–23evidence of animal behavior,

F12–15evidence of evolution, F48–50examples, F12, F16, F19footprints (photograph), F12Jurassic sea stars

(photograph), F16

law of superposition, F21relative age, determining,

F21–23rhinoceros (photograph), F12rock layers, F21–23stratigraphic columns, F21–23

fraternal twins, D19Free, Helen Murray, G33freshwater biome, E62full course of treatment, C97fungi, classifying, C69

GGalapagos Islands finches,

F40–41gas exchange. See respiratory

system.gastroenterologists, B24gene copies. See alleles.genes. See also DNA

(deoxyribonucleic acid); genetics; inherited traits.ABO blood groups, D61–63changing function of, G32chromosomes

cell division, D42–43definition, D42eggs, D44–45human, number of, D43sex cells, D44–45sex determining, D44sexual reproduction,

D44–45sperm, D44–45X and Y, D44

co-dominance, D62copies of. See alleles.definition, D8human, number of, D46Human Genome Project, G34incomplete dominance, D61location in cells, D41–46moving between

chromosomes, G32

mutation, D46Nature vs. Nurture, D48–50in plants, D8–10, D32–34,

D39–40random changes. See

mutation.vs. environmental factors,

D48–50genetic counselling, D11genetic data, analyzing, D33–34,

D39–40genetic makeup. See DNA

(deoxyribonucleic acid); genes; genotype.

genetic similarity, classifying organisms by. See three-domain system.

genetic testingcriminal investigation,

D73–76DNA fingerprinting, D73–76duties, D83ethical issues, D81–83finding lost children, D70–72,

D78–83finding missing persons, D82goals, D83for inherited diseases, D66–68for lost children, D70–72Rh factor, D71rights, D83sample size, D78

genetics. See also DNA (deoxyribonucleic acid); genes.ABO blood groups, D61–63alleles

definition, D33heterozygous, D37homozygous, D36

asexual reproductionbacterial cells, D16, D17budding, D17clones, D17definition, D16Hydra, D17

I-12

Índice

multicellular organisms, D17–18

mutations, D17single-celled organisms,

D16–17strawberry plants, D18vs. sexual, D19

blood typesABO groups, D61–63Rh factor, D71testing, for lost children,

D70–72budding, D17carriers, diseases, D60cell division, D42–43characteristics of organisms.

See also classifying organisms.definition, D4genotype, D35phenotype, D35

chromosomescell division, D42–43definition, D42eggs, D44–45human, number of, D43sex cells, D44–45sex determining, D44sexual reproduction,

D44–45sperm, D44–45X and Y, D44

clones, asexual reproduction, D17

cloning animals, D20co-dominance, D62coin-tossing model of

inheritance, D27–29criminal investigation, DNA

testing, D73–76crossing fingers, testing for, D5dominant traits

co-dominant, D62definition, D27

incomplete dominant, D61inheritance, D27, D33

eggs (human)cell division, D44–45chromosomes, D44–45

eye color, classifying, D5fertilization, human, D18–19finding

lost children, D70–72, D78–83

missing persons, D82finger crossing, testing for, D5fingers, extra, D60–61fraternal twins, D19genotype, D35height, measuring, D5hemophilia, D56heterozygous alleles, D37homozygous alleles, D36Hydra, asexual reproduction,

D17identical twins, D19incomplete dominance, D61inherited diseases. See

inheritance; inherited diseases.

inherited traits. See inheritance.

King, Mary-Claire, D82Marfan, Antoine, D11Marfan syndrome, D11–13,

D67–68mathematical ratios of traits,

D33Mendel, Gregor

background, D31dominant traits, D33experiments with pea

plants, D32–34mathematical ratios of

traits, D33recessive traits, D33

multicellular organisms, asexual reproduction, D17–18

mutationasexual reproduction, D17definition, D46sexual reproduction, D46

Nature vs. Nurture, D48–50pedigrees

definition, D57hemophilia, D56PKU (phenylketonuria),

D59–60polydactyly (extra digits),

D61royal families of Europe,

D56phenotype, D35physical appearance, D35PKU (phenylketonuria),

D59–60plants, genes and inheritance,

D8–10, D32–34, D39–40polydactyly (extra digits),

D60–D61PTC tasting

alleles for, D45testing for, D6

Punnett squarescompleting, D37definition, D35description, D36drawing conclusions from,

D37starting, D37

recessive traitsinheritance, D33inherited diseases, D60–61

Rh factor, D71rolling one’s tongue, testing

for, D5royal families of Europe, D56sex, chromosomes

determining, D44sex cells, D44–45sexual reproduction

chromosomes, D44–45cloning animals, D20

I-13

Índice

definition, D18vs. asexual, D19

sexual reproduction, in humansfertilization, D18–19fraternal twins, D19identical twins, D19

sheep, cloned, D20single-celled organisms,

asexual reproduction, D16–17

spermcell division, D44–45chromosomes, D44–45

strawberry plants, asexual reproduction, D18

tasting PTCalleles for, D45testing for, D6

toes, extra, D60–61tongue rolling, testing for, D5traits

co-dominant, D62definition, D4dominant, D27, D33incomplete dominant, D61inherited, D8mathematical ratios of,

D33recessive, D33testing for, D5–6

twins, D19X and Y chromosomes, D44

genotype, D35geologic time, F16–20germ theory of disease, history of

cell theory, C33cells

animal, C33causing disease, C34common structures, C40–43discovery of, C31diseases of, C34microbial, C33plant, C33, C40

childbed fever (puerperal infection), C34–35

Halsted, William Stewart, C37Hooke, Robert, C31–32, C40Koch, Robert, C36Lister, Joseph, C37microbes, relation to disease,

C36Micrographia (tiny drawings),

C31Nightingale, Florence, C37Pasteur, Louis, C35, C38Redi, Francesco, C38sanitary procedures

antiseptics, C37cleanliness, C37death rates following

surgery, C37hand washing, C35killing germs, C37pasteurizing milk, C35

Schleiden, Matthias Jakob, C33

Schwann, Theodor, C33Semmelweiss, Ignaz Philipp,

C34–35Spallanzani, Lazzaro, C38spontaneous generation

theory, C38theoretical basis, C35van Leeuwenhoek, Anton,

C32Virchow, Rudolf Carl, C33–34von Siebold, Karl Theodor

Ernst, C33germs. See bacteria; microbes;

viruses.gliding joints, B35global climate change, effect on

biomes, E64goals of genetic testing, D83Goldberger, Joseph, A9–10, A20,

A31Goodall, Jane, G35Gould, Stephen Jay, G36

grassland biome, E63Great Lakes, zebra mussels, E36,

E43–E44Greatbatch, Wilson, G35green algae (Spirogyra)

magnified drawing, C24, C32photograph, C27

Hhabitats. See also ecosystems.

for blackworms, E59–60definition, E58non-living elements of,

E58–59Hall, Lloyd, G33Halsted, William Stewart, C37hand, touch sensitivity, A28hand washing

antimicrobial solutions, C81–83

and disease prevention, C35food poisoning, reducing risk

of, C84guidelines for food industry,

C88guidelines for surgeons, C87history of, C35improved technique, C86–87spread of microbes, reducing,

C84–85handicapped. See people with

disabilities.Hansen, G. A., C19–20Hansen’s disease. See leprosy.Harken, Dwight, B73headache medicines, as toxin,

B18hearing, brain function, A27heart. See also heart disease;

heart surgery.abnormal sounds, B78aorta, B66arteries, B66atrium, B66, B80

I-14

Índice

beats in a lifetime, B62blood entering, B66–67blood leaving, B66blood vessels, B66capillaries, B67cardiac muscle, B34cardiac pacemaker, invention

of, G35chambers, B66diagram of, B65, B86lub-dub sound, B66, B78modeling, B70–71parts of, B65–67pump structure, B59–61,

B65–66valves

artificial, G13–16definition, B65diagram, B65lub-dub sound, B66

veins, B66–67ventricle, B66, B80workload, measuring, B62–64

Heart Association. See American Heart Association.

heart diseasefrom alcohol, B8atherosclerosis, B86–87blocked arteries

angioplasty, B87cholesterol, B86–87coronary bypass, B87effects of, B85–86fat deposits, B86–87stent implant, B87treating, B87

brain damage from, B72cardiologists, B81cholesterol, B86–87contractions of the heart, B80coronary arteries, B85cost of treating, B55death from, B55, B72difficulties treating, B72

doctors specializing in, B81educational brochure,

designing, B91effects of alcohol, B8fat deposits, B86heart attacks, B86–87high blood pressure

causes, B88effects on the heart, B88measuring, B82–84risk factors, B88

hole in the heart wall, B79–81in the population, B55risk assessment, B91smoking, B88

heart raterecovery from exercise, B50,

B52–53resting pulse, B51–52

heart surgery, history ofcooling the patient, B73early attempts, B73open heart, B73–74stopping the heart, B72–74transplants

artificial hearts vs. human, B74–75

donor shortage, B76dying while waiting for,

B76first human, B75recipients, by age and

gender, B76rejection, B75–76survival rates, B76today, B76

heartbeat, brain function, A28height, measuring, D5hemophilia, D56hepatitis, B17heterozygous alleles, D37high blood pressure. See blood

pressure, high.hinge joints, B35

HIV virus, photograph, C60Ho, David, G33hole in the heart wall, B79–81homozygous alleles, D36Hooke, Robert, C31–32, C40human behavior, vs. ant, G34human beings, classifying, E21human body

absorption of nutrients, B24acetaminophen, as toxin, B18acid control, digestive system,

B24alcohol, effects of. See alcohol,

effects on the body.anus, B26aorta, B66arms

artificial, G35broken-arm exercise, G4–7circulatory system,

diagram, B67span, measuring, D6vs. wings, bone structure,

B28–30, G22–24arteries, B66bacteria in intestines, B26ball and socket joints, B35hand, touch sensitivity, A28modeling, B13organs. See also specific organs.

classifying into systems, B12

definition, B10, C59sketching layout of, B11

skin cells, illustration, C52–54systems

blood flow. See circulatory system.

classifying organs into, B12definition, B10digestion. See digestive

system.gas exchange. See

respiratory system.

I-15

Índice

musculoskeletal, B37. See also bones; joints; muscles.

nervous. See brain; nervous system.

human cells vs. yeast, C44–47Human Genome Project, G34Huntington’s disease, G34Hydra, asexual reproduction, D17hydrilla (Hydrilla verticillata), E12hydrochloric acid, B24hypertension. See blood pressure,

high.hypotheses, A30

Iibuprofen, as toxin, B18identical twins, D19immovable joints, B35immune response, C77immune system, C76impaired driving, B5incomplete dominance, D61indicators, of carbon dioxide,

B38. See also BTB (bromthymol blue).

individual experimental differencesrange of normal results,

A34–37sample size, A31

infectious diseases. See also specific diseases.carriers, C12causes of. See bacteria; germ

theory of disease; microbes; viruses.

definition, C4immune system, C76isolating the victims. See

quarantine.newly emerging

definition, C104Maracondo Fever,

C104–108

preventingantimicrobial solutions,

C81–83booster shots, C90flu shots, C90, C92–93hand washing, C81–88vaccination, C89–94vaccines, C89–94

PSAs (public service announcements), C8–11

resistance to, C76–77spreading. See also specific

diseases.modeling the process, C4–7scientists who study. See

epidemiologists.vectors, C16

treating with antibiotics, C92–93

information-gathering neurons. See sensory neurons.

informed consent, A16inheritance. See also DNA;

inherited diseases; traits.coin-tossing model, D27–29dominant traits, D27, D33experiments with pea plants,

D32–34gene copies. See alleles.generational differences,

D23–25genetic makeup. See genotype.genotype, D35hidden traits. See recessive

traits.mathematical ratios of traits,

D33modeling the process, D23–25,

D27–29patterns of, D32–34, D51–55phenotype, D35physical appearance. See

phenotype.in plants, D8–10, D32–34,

D39–40

predicting, D35–37recessive traits, D33tail color model

coin tossing model, D27generational differences,

D23–25non-Mendelian patterns,

D51–D55pedigree diagram, D58Punnett squares, D36–37

inheritance, in human beingsABO blood groups, D61–63carriers, D60co-dominance, D62diseases. See inherited

diseases.family trees. See pedigrees.incomplete dominance,

D61pedigrees

definition, D57hemophilia, D56PKU (phenylketonuria),

D59–60polydactyly (extra digits),

D61royal families of Europe,

D56inherited diseases

carriers, D60genetic counselling, D11genetic testing, D66–68hemophilia, D56Huntington’s disease, G34Marfan syndrome, D11–13PKU (phenylketonuria),

D59–60polydactyly (extra digits),

D60–61recessive traits, D60–61

inherited traits, D8. See also genes; inheritance; inherited diseases; traits.

insulin, from bacteria, G33interneurons, A26

I-16

Índice

inter-species energy relationships. See food webs.

intestinesbacteria in, B26colon, B26doctors specializing in, B24gastroenterologists, B24large, B26problems, doctors specializing

in, B24small intestine, B24–25villi, B25

introduced species. See also Nile perch; zebra mussels.brown tree snake, E14definition, E9effect on the food web, E41.

See also Nile perch; zebra mussels.

environmental requirements. See habitats.

hydrilla, E12inter-species energy

relationships. See food webs.kudzu, E11longhorn beetle, E13nutria, E12purple loosestrife, E13seaweed. See hydrilla.starlings, E14tiger mosquito, E11

introduced species, researchingcontrol measures, trade-offs,

E77–80field studies

definition, E74food chain. See food webs.observations, E74–76population changes, E32–

36, E66–69population studies

carrying capacity, E71–73competition, effects of, E69fish in Lake Victoria, E6–7

native clams, E66–69predators, effects of, E68room for new species. See

carrying capacity.zebra mussels, E32–36,

E66–69presenting findings, E81–83

involuntary nervous system, A27irregular bones, B32isolating disease victims. See

quarantine.

JJarvik, Robert, B75joints, human body. See also

bones; muscles.ball and socket, B35definition, B35gliding, B35hinge, B35in the human body, B35immovable, B35interaction with bones and

muscles, B36leverage, B36ligaments, B35mechanical advantage, B36partially movable, B35pivot, B35saddle, B35types of, B35

Jurassic sea star fossils (photograph), F16

Kkilling germs, C35, C37, C81–83.

See also antibiotics.King, Mary-Claire, D82kingdoms, classifying organisms,

C69Kitasato, Shibasaburo, C21Koch, Robert, C36kudzu (Pueraria lobata), E11

Llabels, on medications, A40–41Lake Erie, zebra mussels, E36Lake Mikolajskie, zebra mussels,

E35Lake Victoria

algae content, E7annual fish harvest, E7cichlids, E6–7, F41–42fish population, E6–7food web, E37introducing new fish species,

E6–8Nile perch, E4, E6–8overfishing, E6

Lamarck, Jean-Baptiste, F25–29Lamarckism, F25–29large intestine, B26Lates niloticus (Nile perch). See

Nile perch (Lates niloticus).law of superposition, F21laws and regulations

FDA (Food and Drug Administration), A15

Federal Food, Drug, and Cosmetic Act, A15

leg amputation, bioengineering for, G9–10

legs, artificial, G9–10leprosy (Hansen’s disease)

armadillos, as vectors, C20communicability, C20history of, C19–20Louisiana Leper Home, C19Mycobacterium leprae bacteria,

C19quarantining victims, C18

leukemia, C34leverage, human joints, B36life, defining, C69ligaments, B35light, in photosynthesis, E50–53light adjustment, microscopes, C25light source, microscopes, C22

I-17

Índice

Lister, Joseph, C37liver

bile production, B24cirrhosis, B7, B17in food breakdown, B24, B25hepatitis, B17regeneration, B18regulating the body, B17toxins

acetaminophen, B18alcohol, B16–17damage from, B16–18definition, B16headache medicines, B18ibuprofen, B18removing, B16, B25

transplants, B18lockjaw (tetanus), C91long bones, B32longhorn beetle (Anoplophora

glabripennis), E13Louisiana Leper Home, C19lub-dub, heart sound, B66, B78Lung Association. See American

Lung Association.lungs. See also respiratory system.

definition, B38diagram of, B42model of, B42

Lyme disease, spreading, C16Lythrum salicaria (purple

loosestrife), E13

Mmagnification, microscopes, C21,

C25malaria, C16–17mammals

classifying, E31fossils, classifying, F45, F55sea-dwelling, evolution of,

F48–50mammoths

extinction of, F5–6

timeline of, F6vs. elephants, F5–9

Maracondo Fever, C104–108Marfan, Antoine, D11Marfan syndrome, D11–13,

D67–68Margulis, Lynn, G36marine (saltwater) biome, E62marrow, bone, B31mathematical ratios of traits, D33Mauritius, F57–58McClintock, Barbara, G32measurable data. See quantitative

data.mechanical advantage, human

joints, B36mechanical arm, designing,

G37–39mechanical food breakdown, B19medicines

takingreading the labels, A40–41trade-offs, A38–41

testing. See clinical trials.memories, A27memory loss, from alcohol, B8Mendel, Gregor

background, D31dominant traits, D33experiments with pea plants,

D32–34gene copies. See alleles.hidden traits. See recessive

traits.mathematical ratios of traits,

D33recessive traits, D33

methyl cellulose, C28microbes. See also bacteria;

viruses; specific microbes.agar, C36antimicrobial solutions,

C81–83cell structure, C33

classifyingamong all organisms. See

classifying organisms.among other microbes,

C66–67bacteria, C63by cell structure, C63–65developing a system for,

C66–67protists, C63, C71

comparative sizes, C73definition, C27feeding, C36growing cultures of, C36killing, C35, C37, C81–83. See

also antibiotics.photographs, C27, C63relation to disease, C36silkworm infection, C35spoiling food and drink, C35viewing with a microscope,

C27–29microbial cells, C33Micrographia (tiny drawings), C31microorganisms. See bacteria;

microbes; viruses.microscopes

coarse focus knob, C22compound, C21, C31coverslips, C25diaphragm, C22drawings from, C24electron, C21eyepiece, C22fine focus knob, C22focusing, C25handling, C23history of, C21Hooke’s, C31light adjustment, C25light source, C22magnification

adjusting, C25level of, C21

I-18

Índice

methyl cellulose, C28microbes, viewing, C27–29objectives, C22oil-immersion, C21parts of, C22slides, cleaning, C25stage, C22stage clips, C22van Leeuwenhoek’s, C32

milk, pasteurizing, C35miracle drugs, antibiotics as,

C100–103miracle fish. See Nile perch.misuse of antibiotics, C102mitochondria, C57, C58modeling the inheritance process,

D23–25, D27–29mollusks

classifying, E31fossils, classifying, F55

mosquito, tiger (Aedes albopictus), E11

mosquitos, as malaria vectors, C17

motor control, brain function, A27motor neurons, A26movement, brain function, A27multicellular organisms

asexual reproduction, D17–18definition, C33

muscle controlinvoluntary, A27voluntary, A26

muscles, human body. See also bones; joints.attaching to bone, B34biceps, B33–34cardiac (heart), B34composition of, B33contraction, B33interaction with bones and

joints, B36skeletal, B34

smiling vs. frowning, B34smooth (internal organs), B34tendons, B34triceps, B33–34types of, B34

musculoskeletal system, B37. See also bones; joints; muscles.

mutationasexual reproduction, D17definition, F38, D46role in natural selection,

F37–42sexual reproduction, D46

Mycobacterium leprae, C19Mycobacterium tuberculosis

antibiotic resistance, C102killing, C35

Myocastor coypus (nutria), E12

NNational Institute of Health

(NIH), A43native clams, effects of zebra

mussels, E66–69natural selection

Darwin on, F25–29definition, F27dodo bird, extinction of,

F56–58forkbird model, F34–36Galapagos Islands finches,

F40–41mutation, role of, F37–42pigeon, success of, F59–60variation, role of, F33–36

natural structures, in bioengineering, G21–24

Nature vs. Nurture, D48–50nematodes, E47–48, C27nerve cells. See neurons.nerve impulse path, diagram, A26nervous system

automatic, A27

brainbrain stem, A27–28cerebellum, A27–28cerebrum, A27–28composition of, A27folds, A27weight, A27wrinkles, A27

brain functionsbalance, A27basic life functions, A28blood pressure, A28breathing, A28hearing, A27heartbeat, A28motor control, A27movement, A27posture, A27pressure, A27smell, A27speech, A27taste, A27thinking and reasoning,

A27thought processes and

actions, A27touch, A27vision, A27

definition, A25involuntary, A27nerve cells. See neurons.nerve impulse path, diagram,

A26neurons

definition, A25information gathering.

See sensory neurons.interneurons, A26motor neurons, A26muscle control,

involuntary, A27muscle control, voluntary,

A26

I-19

Índice

pressure detection. See touch receptors.

spinal cord and brain. See interneurons.

touch receptors, A28sensory neurons, A25voluntary. See motor neurons.

neuronsdefinition, A25information gathering. See

sensory neurons.interneurons, A26motor neurons, A26muscle control, involuntary,

A27muscle control, voluntary.

See motor neurons.pressure detection. See touch

receptors.spinal cord and brain. See

interneurons.touch receptors, A28

Nightingale, Florence, C37NIH (National Institute of

Health), A43Nile perch (Lates niloticus)

description, E6in Lake Victoria, E4, E6–8photograph, E5size, E6

non-indigenous species. See introduced species.

non-native species. See introduced species.

nuclear membrane, illustration, C57

nucleus (cell)animals, C57definition, C57discovery of, C57function of, C57plants, C58

nutria (Myocastor coypus), E12nutrients

absorption. See circulatory system; digestive system.

definition, B24

OO, blood type, C77–79objective data. See quantitative

data.objectives, microscope, C22offspring, traits passed from

parents. See inherited traits.oil-immersion microscopes, C21open heart surgery, B73–74organ systems, C59organelles

definition, C58evolution of, G36

organic waste, consumers of, E46organisms, characteristics of.

See also classifying organisms; traits; specific characteristics.definition, D4genetic makeup. See genotype.genotype, D35inheriting. See inheritance.phenotype, D35physical appearance. See

phenotype.size, D48

organisms, classifying. See classifying organisms.

organs, human body. See human body, organs; specific organs.

overuse of antibiotics, C102owl pellets, bone analysis, E39owls, E37–40

Ppaleontologists, F12pancreas, B24Paramecium, photograph, C27parents, traits passed to offspring.

See inherited traits.

partially movable joints, B35Pasteur, Louis, C35, C38pasteurizing milk, C35patterns of inheritance, D32–34,

D51–55pea plants, inheritance, D32–34pedigrees

definition, D57hemophilia, D56PKU (phenylketonuria),

D59–60polydactyly (extra digits), D61royal families of Europe, D56

pellagra, cause of, A8–10, A20, A31

people with disabilities, bioengineering forback injury, G9leg amputation, G9–10prostheses, G9. See also

artificial body parts.vision problems, G11

petri dish, C81phenotype, D35photosynthesis, E42, E50–53,

C58–59phyla

Chordata, E23examples, E30–31organisms with backbones,

E23phyla of fossils, F54–55physical appearance

classifying organisms by, E19–20, C69. See also five-kingdom system.

phenotype, D35physical fitness

exercise physiology, B50heart rate

recovery from exercise, B50, B52–53

resting pulse, B51–52measuring, B50–52

I-20

Índice

phytoplankton, E42pigeon (Columba livia), success of,

F59–60pivot joints, B35PKU (phenylketonuria), D59–60placebo effect, A16–17placebos, A16plankton, E42plant cells, E56, C33, C40plants

cell membranes, C58cell nucleus, C58cell structure, C58cells, discovery of, C33, C40classifying, C69–70cytoplasm, C58genes and inheritance, D8–10,

D32–34, D39–40illustration, C58microscopic. See

phytoplankton.mitochondria, C58parts of, E57scientists who study. See

botanists.plasma, storing, G34Plasmodium germ, C17polio, C91–92polydactyly (extra digits), D60–

D61population studies. See also field

studies.carrying capacity, E71–73competition, effects of, E69fish in Lake Victoria, E6–7native clams, E66–69predators, effects of, E68room for new species. See

carrying capacity.zebra mussels, E32–36, E66–69

populations, E60porpoises, evolution, F48–50posture, brain function, A27predators, effects on introduced

species, E68, E79

pregnant women, effects of alcohol, B8

presenting research findings, E81–83

preservatives for food, G33pressure, brain function, A27pressure-detection neurons. See

touch receptors.preventing disease. See infectious

diseases, preventing.problem solving. See also

experiments.description, A4Save Fred exercise, A5–6scientific method, A8

producerscell structure, E54–57definition, E42energy source, E50photosynthesis, E50–53

prokaryote domain, C70prokaryotes, E19–20prostheses, G9. See also artificial

body parts.proteins, G25protists

classifying, C63, C71comparative size, C73

prototypes, G13PSAs (public service

announcements), C8–11PTC tasting

alleles for, D45testing for, D6

public healthheart disease

cost of treating, B55deaths from, B55in the population, B55

top killer in the U.S., B55treatment vs. education,

B54–57Pueraria lobata (kudzu), E11puerperal infection (childbed

fever), C34–35

pump structure, B59–61, B65–66Punnett squares

completing, D37definition, D35description, D36drawing conclusions from,

D37starting, D37

purple loosestrife (Lythrum salicaria), E13

Qqualitative data, A31–32qualitative tests, for alcohol

impairment, B5–6quantitative data, A32quantitative tests, for alcohol

impairment, B6quarantine

bubonic plague, C18leprosy (Hansen’s disease),

C18–20

Rrandom genetic changes. See

mutation.range of experimental results,

A34Raphus cucullatus (dodo bird),

extinction of, F57–58reactions to medications. See

clinical trials.reasoning, brain function, A27recessive traits. See also dominant

traits.inheritance, D33inherited diseases, D60–61

rectum, B26red blood cells. See blood cells, red.Redi, Francesco, C38regeneration, liver, B18regulating the body, B17rejection of heart transplant,

B75–76

I-21

Índice

Relaxin (drug), clinical trial proposal, A46

relevant factors. See variables.reproduction, of organisms. See

asexual reproduction; cloning; sexual reproduction.

reptilesclassifying, E31fossils, classifying, F45, F55

research onintroduced species. See

introduced species, researching.

new medicines. See clinical trials.

people. See experiments on people.

resistance to disease, C76–77resistant bacteria, C97, C102Respiration, cellular

aerobic, C54and mitochondria, C58

anerobic, C54respiration, yeast cells, C44–47respiratory system

BTB (bromthymol blue)definition, B38testing for carbon dioxide,

B39–41carbon dioxide

BTB test for, B39–41in exhaled breath, B40–41indicators of, B38

definition, B38diagram of, B41indicators, of carbon dioxide,

B38lungs

definition, B38diagram of, B42model of, B42

resting pulse, B51–52Rh factor, D71rhinoceros fossil (photograph), F12rights of genetic testing, D83

risk assessment, B91RNA, viruses, C91rock layers, relative age, F21–23rolling one’s tongue, testing for, D5room for new species. See carrying

capacity.Roosevelt, Franklin D., C91–92royal families of Europe, D56

Ssaddle joints, B35saltwater (marine) biome, E62sample size, A31sanitary procedures

antiseptics, C37cleanliness, C37death rates following surgery,

C37hand washing

antimicrobial solutions, C81–83

and disease prevention, C35

food poisoning, reducing risk of, C84

guidelines for food industry, C88

guidelines for surgeons, C87

history of, C35improved technique,

C86–87spread of microbes,

reducing, C84–85killing germs, C37pasteurizing milk, C35

Save Fred exercise, A5–6Schleiden, Matthias Jakob, C33Schwann, Theodor, C33science, relation to technology,

G30–32scientific illustrations. See

drawings.scientific method

common elements, A8

studying people. See experiments on people.

testing medicines. See clinical trials.

scientists, specialtiesecology. See ecologists.fossils. See paleontologists.infectious diseases. See

epidemiologists.plants. See botanists.

sea-dwelling mammals, evolution of, F48–50

seaweed. See hydrilla.Semmelweiss, Ignaz Philipp,

C34–35sense receptors, A25sensory neurons, A25sesamoid bones, B32sex, chromosomes determining,

D44sex cells, D44–45sexual reproduction

chromosomes, D44–45cloning animals, D20definition, D18in humans

fertilization, D18–19fraternal twins, D19identical twins, D19union of sperm and egg.

See fertilization.vs. asexual, D19

sheep, cloned, D20short bones, B32signs of drinking, B5–6silkworm infection, C35single-celled microbes, C33single-celled organisms, asexual

reproduction, D16–17six-kingdom classification system,

E19–20skeletal muscles, B34skeletal system. See bones.slides (microscope), cleaning, C25small intestine, B24–25

I-22

Índice

smell, brain function, A27smiling muscles, vs. frowning, B34smoking, and heart disease, B88smooth muscles, B34solid waste disposal, B26Spallanzani, Lazzaro, C38species

with backbones. See chordates; vertebrates.

change over time. See evolution.

endangered, F4extinct. See extinct species.

speech, brain function, A27sperm

cell division, D44–45chromosomes, D44–45union with egg. See

fertilization.spinal cord neurons. See

interneurons.spines, species with. See chordates;

vertebrates.Spirogyra (green algae). See green

algae.spoiling food and drink, C35spontaneous generation theory,

C38spreading disease. See infectious

diseases, spreading.stage, microscope, C22stage clips, microscope, C22starlings (Sturnus vulgaris), E14Steitz, Joan, G36Stentor, photograph, C27stethoscope, B78stomach

in the digestive process, B23doctors specializing in, B24gastroenterologists, B24

stopping the heart for surgery, B72–74

stratigraphic columns, F21–23strawberry plants, asexual

reproduction, D18

Streptococcus, childbed fever (puerperal infection), C35

Streptococcus pneumoniae, antibiotic resistance, C102

structure, effect on function, G21–24

studying introduced species. See introduced species, researching.

subjective data. See qualitative data.

sugar, regulating with the liver, B17

“summer fever” vaccine, clinical trial proposal, A44

sunlight as energy source. See photosynthesis.

surgery. See heart surgery.survival rates of heart transplant,

B76systems, human body. See human

body, systems; specific systems.

Ttaiga (coniferous forest) biome,

E63tail color model. See inheritance,

tail color model.taste, brain function, A27tasting PTC

alleles for, D45testing for, D6

technology, relation to science, G30–32

tendons, B34testing

blood alcohol, B6blood sugar, G33blood types, for lost children,

D70–72. See also genetic testing, finding lost children.

for carbon dioxide, B39–41. See also BTB (bromthymol blue).

DNA. See genetic testing.genetic. See genetic testing.

hypotheses, A30medicines. See clinical trials.people. See experiments on

people.for tasting PTC, D6for tongue rolling, D5touch sensitivity. See touch,

testing.tetanus (lockjaw), C91thinking, brain function, A27thought processes, brain function,

A27three-domain system, E19–20, C70ticks, as disease vector, C16tiger mosquito (Aedes albopictus),

E11time scale of the Earth. See

geologic time.tissue, C59toes, extra, D60–61tongue rolling, testing for, D5toothpick worm model, F31–32touch

brain function, A27sensitivity. See touch, testing.testing

2-point sensor, A21distance between points,

A20–23, A28human hand, A28variability of sensitivity. See

nervous system.touch receptors, A28toxins

acetaminophen, B18alcohol, B16–17definition, B16headache medicines, B18ibuprofen, B18liver damage from, B16–18removing, B16, B25

traits. See also inheritance; specific traits.co-dominant, D62definition, D4

I-23

Índice

dominant, D27, D33hidden. See recessive traits.incomplete dominant, D61inherited, D8. See also genes;

inheritance; inherited diseases.

mathematical ratios of, D33passed from parents to

offspring. See inherited traits.recessive, D33testing for, D5–6

traits, acquired, inheriting, F27transfusions, blood types,

C77–79transplants

heartartificial hearts vs. human,

B74–75donor shortage, B76dying while waiting for, B76first human, B75recipients, by age, B76recipients, by gender, B76rejection, B75–76survival rates, B76today, B76

liver, B18triceps, B33–34tropical rain forest biome, E63tundra biome, E62twins, D192-point sensor, A21

Uunborn babies, effects of alcohol,

B8urine test for

alcohol level, B6blood sugar, G33

Vvaccination, C89–94vaccines, C89–94

valves, heart. See heart, valves.van Leeuwenhoek, Anton, C32variables, in experiments, A20variation, evolutionary

definition, F28forkbird model, F34–36role in natural selection,

F33–36variation in experimental results

range of normal results, A34–37

sample size, A31vectors (disease), C16. See also

specific vectors.veins, B66–67Venter, J. Craig, G34ventricle, B66, B80Vertebrata sub-phylum, E23vertebrates

definition, E23fossils, classifying, F54–55

Villa-Komaroff, Lydia, G33villi, B25viral diseases, antibiotics for,

C92–93Virchow, Rudolf Carl, C33–34viruses. See also bacteria; microbes.

antibiotics for, C92–93classifying, C73–74, C74definition, C73discovery of, C73DNA, C91RNA, C91size, C73

vision, brain function, A27vision problems, coping with, G11voluntary nervous system, A26von Siebold, Karl Theodor Ernst,

C33

Wwarm blooded animals, E24weight loss method, clinical trial

proposal, A45

whales, evolution, F48–50white blood cells. See blood cells,

white.Williams, Daniel Hale, B73Wilson, Edward O., G34wing vs. human arms, bone

structure, B28–30, G22–24wrinkles in the brain, A27

XX and Y chromosomes, D44

Yyeast cells, C44–47Yersin, Alexandre, C21

Zzebra mussels (Dreissena

polymorpha)chemical control, E78–79controlling, trade-offs,

E77–80damage caused by

annual costs, E9Bear Lake, E78–80effects on native clams,

E66–69Great Lakes ecosystem,

E43–44water treatment plants,

E78geographic distribution,

U.S.A., E44Great Lakes, E36, E43–44Lake Erie, E36Lake Mikolajskie, E35photographs, E9, E41, E77physical control, E78population studies, E32–36,

E66–69predator control, E79

zooplankton, E42

I-25

Abreviaciones: t (top), m (middle), b (bottom), l (left), r (right), c (center)

Todas las ilustracione por Seventeenth Street Studios, excepto: Páginas B-26, B-36, B-43, B-63, B-66, B-72, B-73, B-80, B-81: Precision Graphics.

“Talking It Over” icon photo: ©Michael Keller/The Stock Market

Foto de cubierta (DNA analysis): © 2008 Kevin Curtis/Photo Researchers, Inc.

Unidad A Cubierta de la unidad ©S. Fraser/Photo Researchers, Inc. (A-2, A-3): bl: ©S. Fraser/Photo Researchers, Inc.; bc: ©2001 Richard Price/FPG; br: Donna Markey; tl: ©2001 Charles Thatcher/Stone; tc: ©2001 B. Busco/The Image Bank/Getty Images; A-8 ©2001 Archive Hold-ings Inc./Getty Images; A-9 ©Bettmann/CORBIS; A-25 ©Digital Art/ CORBIS; A-31 ©Wernher Krutein/ CORBIS; A-32 Salisbury District Hospital/SPL/Photo Researchers, Inc.; A-44 photo courtesy of the World Health Organization.

Unidad B Cubierta de la unidad (B-3): br: Donna Markey; B-6 Joe Raedle/Staff/Getty Images; B-16 © Image Source/CORBIS; B-31 bl: Anatomical Travelogue/Photo Researchers, Inc.; B-42 (photo) ©Martin Dohrn/Royal College of Surgeons/SPL/Photo Researchers, Inc.; B-73 courtesy of the Provi-dent Foundation, Chicago, Illinois; B-74 ©Shelley D. Spray/ CORBIS; B-75 © Ted Spiegel/CORBIS; B-82 ©SPL/Photo Researchers, Inc.

Unidad CCubierta de la unidad (C-2, C-3): tm: ©Charles O’Rear/CORBIS; lb: ©Science Pictures Limited/CORBIS; mb: ©Premium Stock/CORBIS; m: ©Ed Eckstein/CORBIS; rb: ©Jack Fields/CORBIS; rm:  Dennis Kunkel/PHOTOTAKE; C-4 ©2001 Stuart McClymont/Stone; C-8 Image courtesy from the Centers for Disease Control with permission from Christy Turlington; C-10 Michael Brill, Louisville, Kentucky; C-12 Will & Deni McIntyre/Photo Researchers, Inc.; C-17 ©Richard T. Nowitz/ PHOTO TAKE; C-18 Image courtesy of TDR image library, TDR Communications and the World Health Organization; C-20 Philip Gould/CORBIS; C-21 l: Dreampictures/Getty Images, r: Dr. Dennis Kunkel/PHOTOTAKE; C-24 Perennou Nuridsany/Photo Researchers, Inc.; C-27 tm: Eye of Science/Photo Researchers, Inc; tr: M.I. Walker/Photo Researchers, Inc., bl:  Herman Eisenbeiss/Photo Researchers; bm: Sinclair Stammers/Photo Researchers, Inc. br: Eric V. Graves/Photo Researchers, Inc.; C-31 tr: ©Bettmann/CORBIS, bl: ©Charles O’Rear/CORBIS, br: ©Lester V. Bergman/CORBIS; C-32 tl: ©Bettmann/CORBIS, mr: ©Science Pictures Limited/CORBIS; C-33 tl: Sue Boudreau, ml: ©Science Pictures Limited/CORBIS, bl: Dr. Dennis Kunkel/PHOTOTAKE; C-34 “Leo the cat”: Sylvia Parisotto; C-35 Dr. Dennis Kunkel/PHOTO-TAKE; C-37 t: ©Bettman/ CORBIS, b: ©Bettmann/CORBIS; C-38 ©G. Watson/Photo Reseachers, Inc.; C-40 ©Bettmann/CORBIS; C-44 ©2001 Tracy Frankel/The Image Bank; C-47 SciMAT/Photo Researchers, Inc.; C-48 ©Jim Zuckerman/CORBIS; C-56 Lester V. Bergman/CORBIS; C-60 tl: Microworks/PhototakeUSA.com; tr: ©Dr. Dennis Kunkel/ PHOTOTAKE; C-61 tl: ©CNRI/PHOTOTAKE, tr: ©CNRI/Photo Researchers, Inc., bl: ©Lester V. Bergman/ CORBIS, br: ©Tina Carvalho; C-63 tl, tr, bl: ©Eric Grave/PHOTOTAKE, mr: ©Carolina Biological Supply Co./ PHOTOTAKE; C-76 r: ©Carolina Biological Supply Co./PHOTOTAKE, l: ©NCI/Photo Researchers, Inc.; C-79 ©Dr. Dennis Kunkel/PHOTOTAKE; C-81 Samuel Ashfield/Photo Researchers, Inc.; C-87 “Guide lines for Doctors Prior to Surgery” source: Thomas Barber, MD; C-88 “Guide lines for Food Industry Workers” source: Utah Department of Health; C-89 ©2001 Richard Price/FPG; C-91 ©CORBIS; C-95 ©C. James Webb/PHOTOTAKE; C-104 ©Will & Deni McIntyre/Photo Researchers, Inc.

Créditos

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Unidad DCubierta de la unidad (D-2, D-3): tm: ©2001 Michael Krasowitz/FPG; tl: ©2001 Bob Elsdale/ The Image Bank; bl: ©2001 Doug Struthers/Stone; mr: ©2001 Charles Thatcher/Stone; bc: ©Lester V. Bergman/CORBIS; br: Donna Markey; D-4 ©2001 David Young-Wolff/Stone; D-8 ©Tania Midgley/CORBIS; D-15 ©Buddy Mays/CORBIS; D-17 t: ©Lester V. Bergman/ CORBIS, b: ©2001 Spike Walker/Stone; D-18 Sylvia Parisotto; D-19 ©Dr. Dennis Kunkel/PHOTO TAKE; D-22 ©2001 American Images Inc./FPG; D-27 © David P. Hall/ CORBIS; D-31 ©Bettmann/CORBIS; D-39 © Carolina Biological Supply Co./PHOTOTAKE; D-41 ©2001 Spike Walker/Stone; D-42 ©2001 Spike Walker/Stone; D-44 ©Biophoto Associates/Photo Researchers, Inc.; D-48 m: ©Lynda Richardson/CORBIS, bl: © Bob Krist/CORBIS, br: ©2001 Steve Satushek/The Image Bank; D-56 Pedigree adapted with permission from Robert J. Huskey, Emeritus Professor, Dept. of Biology, University of Virginia; D-70 ©Peter Turnley/CORBIS; D-78 ©Richard T. Nowitz/CORBIS; D-81 ©Bettmann/CORBIS

Unidad ECubierta de la unidad (E-2, E-3): tl: ©Lynda Richardson/CORBIS; tm: Sylvia Parisotto; bl: ©Dan Guravich/CORBIS; m: ©Australian Picture Library/CORBIS; mr: Sylvia Parisotto; bm: ©Anna Clopet/CORBIS ; br: Dr. Herbert Thier; E-5 ©Liam Dale by permission LDTV, England; E-6 ©Frank Lane Picture Agency/ CORBIS; E-9 ©S. van Mechelen, courtesy of the Exotic Species Graphics Library; E-11 t: ©Buddy Mays/ CORBIS, b: courtesy of Jack Leonard, New Orleans Mosquito Control Board; E-12 t: © O. Alamany & E. Vicens/CORBIS, b: California Depart-ment of Food and Agriculture; E-13 b: Martha L. Walter, Michigan Sea Grant; E-14 ©Lynda Richardson/ CORBIS; E-15 ©Joel W. Rogers/CORBIS; E-23 tl: Dr. Herbert Thier, tm: ©W. Wayne Lockwood, M.D./ CORBIS, tr: ©Stephen Frink/CORBIS, bl: ©Michael & Patricia Fogden/ CORBIS; E-25 t: ©Papilio/ CORBIS, b: ©Buddy Mays/CORBIS; E-28: l: ©Brandon D. Cole; E-29 ©Neil Rabinowitz/ CORBIS; E-32 r: ©Morton Beebe, S.F./CORBIS; l: ©Neil Rabinowitz/CORBIS; E-41 GLSGN Exotic Species Library; E-42 ©Frank Lane Picture Agency/CORBIS; E-44 map courtesy of the U.S. Geolo gical Survey; E-48 ©AFP/CORBIS; E-54 ©Gary Braasch/CORBIS; E-59 ©Jack Fields/Photo Researchers; E-61 ©Gary Kramer/National Resources Conservation Service; E-62 tl: ©National Park Service, bl: ©Dan Suzio/Photo Researchers, br: ©Simon Fraser/Photo Researchers; E-63 tl: ©B & C Alexander/Photo Researchers, tr: ©National Park Service, br: ©Jacques Jangoux/Photo Researchers, bl: ©Art Wolfe/Photo Researchers; E-66 GLSGN Exotic Species Library; E-70 ©2001 Ben Osborne/Stone; E-77 Stephen Stewart, Michigan Sea Grant; E-78 Ron Peplowski, Detroit Edison, Monroe Michigan Power Station; E-81 © Kevin Fleming/ CORBIS

Unidad FCubierta de la unidad (F-2, F-3): tl: Roberta Smith; tm: ©Charles Mauzy/CORBIS; bl: Roberta Smith; m: ©Kevin Schafer/CORBIS; mr: ©Jonathan Blair/CORBIS; bm: ©Lester V. Bergman/CORBIS; br: Donna Markey; F-4 tl: ©C.Iverson/Photo Researchers, Inc., tr: ©Bettmann/CORBIS, br: ©Kevin Fleming/CORBIS; F-7 tr: ©2001Manoj Shah/Getty Images; F-12 ©Annie Griffiths Belt/CORBIS; F-14 ©Francesc Muntada/ CORBIS; F-16 ©Kevin Schafer/CORBIS; F-17 ©2001 Lori Adamski Peek/Getty Images; F-18 ©Charles Mauzy/CORBIS; F-30 b: ©W. Perry Conway/CORBIS; F-33 bl: ©Gary W. Carter/CORBIS, br:©George Lepp/CORBIS; F-38 ©F. McConnaughey/Photo Researchers, Inc.; F-40 Images courtesy of Dr. Robert Rothman; F-41 l: ©Papilio/CORBIS, r: ©Sea World, Inc./CORBIS; F-58 t: ©Hulton-Deutsch Collections/CORBIS; F-59 l: ©2001 Cesar Lucas Abreu/The Image Bank, r: Annie Griffiths Belt/CORBIS; F-60 ©David & Peter Turnley/CORBIS

Credits

Credits

Unit GCubierta de la unidad G-1: ©Department of Clinical Radiology, Salisbury District Hospital/SPL/Photo Researchers, Inc.; (G-2, G-3): tl: ©Layne Kennedy/CORBIS; m: ©2001 Flip Chalfant/The Image Bank; G-4 ©Bohemian Nomad Picturemakers/CORBIS; G-6 John Quick, photographed for SEPUP; G-9, G-10 Aimee Mullins as quoted in Shepard, E. “Confidence is the Sexiest Thing a Woman Can Have.” Parade, June 21,1998; G-9 ©Roger Ressmeyer/ CORBIS; G-10 ©1986 Jeff Smoot; G-18 ©Bob Rowan; Progressive Image/CORBIS; G-22, G-23 images by John Quick, photo-graphed for SEPUP; G-30 ©Robert Maass/CORBIS; G-32: ©Bettmann/CORBIS; G-33 t: ©AFP/CORBIS, b: courtesy of North western University; G-34 t: ©Courtesy of the Hereditary Disease Foundation, b: ©AP Photo; G-35 ©Kennan Ward/CORBIS; G-36 t: ©Wally McNamee/CORBIS, b: ©Science/AAAS; G-37 NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

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