De las moléculas a los organismos: niveles de organización y propiedades emergentes

	Autora: Adriana Orjuela Responsable disciplinar: Silvia Blaustein Área disciplinar: Biología Temática: Organización de la materia Nivel: Secundario, ciclo orientado Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar

Propósitos generales

Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.

Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.

Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.

Introducción a las actividades

Toda la materia en nuestro universo se encuentra organizada de diferentes formas. El estudio de esas formas de organización ha permitido clasificarlas por estructuras. Desde la estructura atómica hasta la estructura de una estrella, encontramos elementos diferenciados y equivalentes que se pueden clasificar para comprender las relaciones entre los distintos niveles de organización. Dentro de la Biología, interesa comprender y clasificar las estructuras moleculares básicas para la vida y las diferentes formas que asumen los organismos vivos, sus características propias y compartidas. Desde las moléculas más simples hasta los organismos más complejos, hallamos propiedades diferentes que aparecen en cada nuevo nivel de complejidad: se denominan propiedades emergentes y no aparecen en el nivel anterior.

Objetivo de las actividades

Que los alumnos comprendan los niveles de organización de la materia e identifiquen las propiedades emergentes de cada nivel de organización.

Actividad 1: La tabla periódica de los elementos

1. Formen tres grupos que se encargarán de investigar cada temática y luego presentarla al resto de la clase y al docente.

El viaje desde el nivel atómico hasta el macromolecular tendrá tres recorridos, equivalentes a los tres grupos. Cada uno de los grupos va a guiar el recorrido que hará con toda la clase.

Grupo 1

  1. El primer grupo debe buscar en internet el episodio 9 de la serie Cosmos de Carl Sagan. Es ideal que miren todo el episodio, pero para esta actividad pueden mirar solo la   parte dos, que dura diez minutos.

2. Luego de mirar el episodio van a realizar con toda la clase un juego de organización de átomos de acuerdo con el número de protones que permita a todos comprender lo que explica Carl Sagan [1]. Soliciten la ayuda del docente. Deben apoyarse en la tabla periódica de los elementos para conocer el número atómico. Pueden construir un juego que solo involucre los elementos presentes de forma natural en la Tierra o los elementos esenciales para la vida; esto último les exige investigar cuáles son esos elementos.

Grupo 2

1. El segundo grupo leerá la siguiente página del libro Biología de Helen Curtis.

2. Luego investigará cuál es la diferencia entre moléculas simples y moléculas complejas. Con ayuda del software para edición molecular BKchem que está en el escritorio de sus equipos portátiles, van a trabajar con toda la clase en la construcción de las siguientes moléculas (deben buscar muchas más moléculas para trabajar con toda la clase; para ello, soliciten la ayuda de su docente): agua, oxígeno molecular, ozono, carbono, sal común, glucosa, ácido sulfúrico, etcétera.

Grupo 3

1. El tercer grupo comenzará investigando qué son lípidos, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos. Para esta investigación pueden guiarse por las siguientes preguntas:

a) ¿Qué moléculas conforman estas macromoléculas?

b) ¿Qué funciones cumplen en las células?

2. Luego de hacer la investigación deben preparar, con ayuda del software para edición molecular BKchem, una presentación para el curso sobre estas moléculas. Como apoyo para su presentación pueden construir una maqueta de cada una de las macromoléculas. Para eso, pueden leer los siguientes artículos:

¿Podemos leer el libro de la vida? Genética humana

Las macromoléculas

Actividad de cierre

Cuando cada grupo haya terminado de realizar su actividad con todo el curso, deben elaborar una presentación de un máximo de 10 diapositivas que muestren los diferentes niveles de organización, desde los elementos hasta las macromoléculas. Sus presentaciones deben explicar la siguiente afirmación:

«Cada nivel de organización incluye los niveles inferiores y constituye, a su vez, la base de los niveles superiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza por poseer propiedades específicas y características que emergen en ese nivel y no existen en el anterior: las propiedades emergentes. Así, una molécula de agua tiene propiedades diferentes de la suma de las propiedades de sus átomos constitutivos –hidrógeno y oxígeno–. De la misma manera, una célula cualquiera tiene propiedades diferentes de las de sus moléculas constitutivas, y un organismo multicelular dado tiene propiedades nuevas y diferentes de las de sus células constitutivas. De todas las propiedades emergentes, sin duda, la más sorprendente es la que surge en el nivel de una célula individual y es nada menos que la vida». (Curtis, 2007)