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Clase 02: El método científico, el desafío del diseño y la unidad básica de la vida: la célula - biología

Clase 02: El método científico, el desafío del diseño y la unidad básica de la vida: la célula - biología


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El método científico y el desafío del diseño

La descripción general del método científico

Un ejemplo de simplificación excesiva que confunde a muchos estudiantes de biología (particularmente al comienzo de sus estudios) es el uso del lenguaje que oculta el proceso experimental utilizado para construir conocimiento. Sin embargo, aunque a menudo escribimos y hablamos sobre temas de biología con una convicción que da la apariencia de conocimiento "fáctico", la realidad suele estar más matizada y llena de incertidumbres significativas. La presentación "fáctica" del material (por lo general sin discusión de la evidencia o confianza en la evidencia) juega con nuestra tendencia natural a sentirnos bien acerca de "saber" cosas, pero tiende a crear una falsa sensación de seguridad en el estado del conocimiento y no lo hace. poco para fomentar el uso de la imaginación o el desarrollo del pensamiento crítico.

Una mejor manera de describir nuestro conocimiento sobre el mundo natural sería calificar explícitamente que el conocimiento presentado representa nuestra mejor comprensión actual que aún no ha sido refutada por experimentos. Desafortunadamente, la calificación repetida se vuelve bastante engorrosa. Lo importante que debemos recordar es que, si bien no podemos decirlo explícitamente, todo el conocimiento que discutimos en clase representa solo lo mejor de nuestro conocimiento actual. Algunas ideas han resistido la experimentación repetida y variada, mientras que otros temas aún no se han probado de manera tan exhaustiva. Entonces, si no estamos tan seguros de las cosas como a veces nos gustaría creer, ¿cómo sabemos en qué confiar y en qué ser escépticos? La respuesta completa no es trivial, pero comienza con el desarrollo de una comprensión de la proceso que utilizamos en la ciencia para construir nuevos conocimientos. El método científico es el proceso mediante el cual se desarrollan nuevos conocimientos. Si bien el proceso se puede describir con largas listas de "pasos" (que a menudo se ven en los libros de texto), sus elementos centrales se pueden describir de manera más sucinta.

Descripción sucinta del método científico (adaptado de Feynman)

  1. Haz una observación sobre el mundo.
  2. Proponga una posible explicación de la observación.
  3. Pruebe la explicación experimentando.
  4. Si la explicación no está de acuerdo con el experimento, la explicación es incorrecta.

En esencia, ¡eso es todo! En la ciencia puede haber múltiples explicaciones o ideas propuestas simultáneamente que se prueban mediante experimentos. Las ideas que fallan en la experimentación quedan atrás. Las ideas que sobreviven a la experimentación avanzan y, a menudo, se vuelven a probar mediante experimentos alternativos hasta que también fracasan o se mantienen.

Hacer una observación y hacer una pregunta

La capacidad de hacer observaciones útiles y / o hacer preguntas significativas requiere curiosidad, creatividad e imaginación; esto no se puede exagerar. De hecho, históricamente, es ante todo la aplicación de estas habilidades, quizás más que la habilidad técnica, lo que ha llevado a grandes avances en la ciencia. Mucha gente piensa que hacer observaciones significativas y hacer preguntas útiles es la parte más fácil del método científico. Este no es siempre el caso. ¿Por qué? ¡Ver lo que otros aún no han preguntado y la creatividad requiere trabajo y reflexión profunda! Además, nuestros sentidos de observación a menudo están sesgados por la experiencia de la vida, el conocimiento previo o incluso nuestra propia biología. Estos prejuicios subyacentes influyen en cómo vemos el mundo, cómo interpretamos lo que vemos y qué nos interesa en última instancia. Esto significa que cuando miramos el mundo, podemos pasar por alto muchas cosas que en realidad están justo debajo de nuestras narices. Douglas Adams, mejor conocido por su libro titulado La Guía del autoestopista galáctico, una vez expandido sobre este punto escribiendo:

"Las suposiciones más engañosas son las que ni siquiera sabes que estás haciendo".

Por lo tanto, los científicos deben estar conscientes de cualquier sesgo subyacente y cualquier suposición que pueda influir en la forma en que internalizan e interpretan las observaciones. Esto incluye abordar nuestro sesgo de que la variedad de lugares donde obtenemos nuestro conocimiento (es decir, libros de texto, instructores, Internet) representan la verdad absoluta con una buena dosis de escepticismo. Necesitamos aprender a examinar la evidencia subyacente a los "hechos" que supuestamente conocemos y hacer juicios críticos sobre cuánto confiamos en ese conocimiento. De manera más general, tomarse el tiempo para hacer observaciones cuidadosas y descubrir cualquier suposición y sesgo que pueda influir en la forma en que se interpretan es, por lo tanto, un tiempo bien invertido. Esta habilidad, como todas las demás, debe desarrollarse y requiere práctica, y trataremos de comenzar con esto en BIS2A.

Para divertirse y para poner a prueba sus habilidades de observación, Google "pruebas de observación". Muchos de los resultados de la búsqueda lo llevarán a pruebas psicológicas interesantes y / o videos que ilustran lo difícil que puede ser una observación precisa.

Generando una hipótesis comprobable

La "posible explicación" a la que se hace referencia en el paso tres anterior tiene un nombre formal; se llama un hipótesis. Una hipótesis no es una suposición aleatoria. Una hipótesis es una explicación educada (basada en conocimientos previos o un nuevo punto de vista) de un evento u observación. Por lo general, es más útil si se puede probar una hipótesis científica. Esto requiere que existan las herramientas para realizar mediciones informativas sobre el sistema y que el experimentador tenga suficiente control sobre el sistema en cuestión para realizar las observaciones necesarias.

La mayoría de las veces, los comportamientos del sistema que el experimentador desea probar pueden verse influenciados por muchos factores. Llamamos a los comportamientos y factores variables dependientes e independientes, respectivamente. La variable dependiente es el comportamiento que debe explicarse, mientras que las variables independientes son todas las demás cosas que pueden cambiar e influir en el comportamiento de la variable dependiente. Por ejemplo, un experimentador que ha desarrollado un nuevo fármaco para controlar la presión arterial puede querer probar si su nuevo fármaco influye realmente en la presión arterial. En este ejemplo, el sistema es el cuerpo humano, la variable dependiente puede ser la presión arterial y las variables independientes pueden ser otros factores que cambian e influyen en la presión arterial, como la edad, el sexo y los niveles de varios factores solubles en el torrente sanguíneo.

Nota

En BIS2A, y más allá, preferimos evitar el uso de un lenguaje como "el experimento demostró su hipótesis" cuando nos referimos a un caso como el ejemplo de presión arterial anterior. Más bien diríamos, "el experimento es consistente con su hipótesis". Tenga en cuenta que por conveniencia (uno de los atajos de lenguaje que discutimos anteriormente), ¡nos referimos a la hipótesis alternativa simplemente como "su hipótesis"! Sería más correcto afirmar que "el experimento falsificó su hipótesis nula y es consistente con su hipótesis alternativa". ¿Por qué tomar este atajo ya que al hacerlo agrega confusión cuando un estudiante está tratando de aprender? En este caso, se hizo para ilustrar el punto anterior sobre los atajos de idioma y, por lo tanto, la explicación extensa. Sin embargo, tenga en cuenta este atajo de uso común y aprenda a asegurarse de que usted mismo puede leer en el significado correcto.

Nota: posible discusión

¿Qué significa la afirmación sobre la falsificación de hipótesis en sus propias palabras? ¿Por qué la falsificación es fundamental para el método científico?

Control S

En un caso ideal, un experimento incluirá grupos de control. Los grupos de control son condiciones experimentales en las que los valores de las variables independientes (puede haber más de una) se mantienen tan cerca de los del grupo experimental con la excepción de la variable independiente que se está probando. En el ejemplo de la presión arterial, un escenario ideal sería tener un grupo idéntico de personas tomando el medicamento y otro grupo de personas idéntico a los del grupo experimental tomando una pastilla que contenga algo que se sabe que no influye en la presión arterial. En este ejemplo simplificado, todas las variables independientes son idénticas en los grupos de control y experimental, con la excepción de la presencia o ausencia del nuevo fármaco. En estas circunstancias, si el valor de la variable dependiente (presión arterial) del grupo experimental difiere del del grupo control, se puede concluir razonablemente que la diferencia debe deberse a la diferencia en la variable independiente (la presencia / ausencia de la variable independiente). droga). Este es, por supuesto, el ideal. En la vida real, es imposible realizar el experimento de dosificación del fármaco propuesto; la gran cantidad de posibles variables independientes en un grupo de pacientes potenciales sería alta. Afortunadamente, aunque los estadísticos han venido al rescate en la vida real, no es necesario que comprenda los matices de estos problemas estadísticos en BIS2A.

Precisión en la medición, incertidumbre y replicación

Finalmente, mencionamos la noción intuitiva de que las herramientas utilizadas para realizar las mediciones en un experimento deben ser razonablemente precisas. ¿Qué tan exacto? Deben ser lo suficientemente precisos para realizar mediciones con suficiente certeza para sacar conclusiones sobre si los cambios en las variables independientes realmente influyen en el valor de una variable dependiente. Si tomamos, una vez más, el ejemplo de presión arterial anterior. En ese experimento, asumimos la importante suposición de que el experimentador tenía herramientas que le permitían realizar mediciones precisas de los cambios en la presión arterial asociados con los efectos del fármaco. Por ejemplo, si los cambios asociados con el fármaco oscilaron entre 0 y 3 mmHg y su medidor midió con capacidad los cambios en la presión arterial con una certeza de +/- 5 mmHg, no podría haber tomado las medidas necesarias para probar su hipótesis o se habría perdido viendo el efecto de la droga. Por el bien del ejemplo, asumimos que ella tenía un mejor instrumento y que podía estar segura de que los cambios que midió eran de hecho diferencias debidas al tratamiento farmacológico y que no se debían a errores de medición, variabilidad de muestra a muestra. , u otras fuentes de variación que reducen la confianza de las conclusiones que se extraen del experimento.

El tema del error de medición nos lleva a mencionar que existen muchas otras posibles fuentes de incertidumbre en los datos experimentales que ustedes, como estudiantes, deberán conocer en última instancia. Estas fuentes de error tienen mucho que ver con determinar qué tan seguros estamos de que los experimentos tienen hipótesis refutadas, cuánto debemos confiar en la interpretación de los resultados experimentales y, por extensión, en nuestro estado actual de conocimiento. Incluso en esta etapa, reconocerá algunas estrategias experimentales utilizadas para lidiar con estas fuentes de incertidumbre (es decir, realizar mediciones en múltiples muestras, crear experimentos repetidos). Más adelante aprenderá más sobre esto en sus cursos de estadística.

Sin embargo, por ahora debe tener en cuenta que los experimentos conllevan un cierto grado de confianza en los resultados y que el grado de confianza en los resultados puede verse influenciado por muchos factores. Desarrollar un escepticismo saludable implica, entre otras cosas, aprender a evaluar la calidad de un experimento y la interpretación de los hallazgos y aprender a hacer preguntas sobre cosas como esta.

Nota: posible discusión

Después de mudarse a California para asistir a UC Davis, se ha enamorado de los tomates frescos. Decide que los tomates en las tiendas simplemente no saben bien y decide cultivar los suyos.

Planta plantas de tomate por todo su patio trasero; cada espacio libre ahora tiene una plántula de tomate recién plantada de la misma variedad. Ha plantado tomates en el suelo a plena luz del sol y junto a su casa a plena sombra.

Observación: Después del primer año de cosecha, haces el observación que las plantas que crecen a plena sombra casi siempre parecen más cortas que las que están a pleno sol. Crees que tienes una explicación (hipótesis) razonable para esta observación.

Con base en la información anterior, crea la siguiente hipótesis para explicar las diferencias de altura que notó en sus tomates:

Hipótesis: La altura que alcanzan mis plantas de tomate se correlaciona positivamente con la cantidad de luz solar a la que están expuestas (por ejemplo, cuanto más sol recibe la planta, más alta será).

Esta hipótesis es comprobable y falsable. Entonces, el próximo verano decides probar tu hipótesis.

Esta hipótesis también te permite hacer una predicción. En este caso, podría predecir que SI tuviera que sombrear un conjunto de tomates en la parte soleada del jardín, ENTONCES esas plantas serían más cortas que sus vecinas a pleno sol.

Diseñas un experimento para probar tu hipótesis comprando la misma variedad de tomate que plantaste el año anterior y siembras todo tu jardín nuevamente. Este año, sin embargo, decides hacer dos cosas diferentes:

  1. Creas una estructura de sombra que colocas sobre un pequeño subconjunto de plantas en la parte soleada de tu jardín.
  2. Construye un artilugio con espejos que redirige un poco de luz solar a un pequeño subconjunto de plantas que se encuentran en la parte sombreada del jardín.

Pregunta 1: Usamos un atajo arriba. ¿Puede crear declaraciones tanto para la hipótesis nula como para la alternativa? Trabaja con tus compañeros de clase para hacer esto.

Pregunta 2: ¿Por qué creas una estructura de sombra? ¿Qué es esta prueba? Basado en su hipótesis, ¿qué predice que sucederá con las plantas bajo la estructura de sombra?

Pregunta 3: ¿Por qué creas el artilugio del espejo? ¿Por qué potencialmente necesita este artilugio si ya tiene la estructura de sombra?

Nuevos datos: Al final del verano, mide la altura de sus plantas de tomate y encuentra, una vez más, que las plantas en la parte soleada del jardín son de hecho más altas que las de la parte sombreada del jardín. Sin embargo, nota que no hay diferencia de altura entre las plantas debajo de su estructura de sombra y las que están justo al lado de la estructura a pleno sol. Además, nota que las plantas en la parte sombreada del jardín tienen aproximadamente la misma altura, incluidas las que tenían luz adicional brillando sobre ellas a través de su artilugio de espejo.

Pregunta 4: ¿A qué te lleva a concluir este experimento? ¿Qué intentarías hacer a continuación?

Pregunta 5: Imagine un escenario alternativo en el que descubrió, como antes, que las plantas en la parte soleada del patio tenían todas la misma altura (incluso las que estaban debajo de su estructura de sombra) pero que las plantas en la parte sombreada del patio que tenían "extra La luz de su artilugio espejo se hizo más alta que la de sus vecinos inmediatos. ¿Qué diría esto sobre su hipótesis alternativa? ¿Hipótesis nula? ¿Qué harías después?

Pregunta 6: ¿Qué suposiciones está haciendo sobre la capacidad de realizar mediciones en este experimento? ¿Qué influencia podrían tener estos supuestos en su interpretación de los resultados?

En esta clase, ocasionalmente se le pedirá que cree una hipótesis, interprete los datos y diseñe experimentos con los controles adecuados. Todas estas habilidades requieren práctica para dominarlas; podemos comenzar a practicarlas en BIS2A. Nuevamente, aunque no esperamos que sea un maestro después de leer este texto, asumiremos que lo ha leído durante la primera semana y que los conceptos asociados no son completamente nuevos para usted. Siempre puede volver a este texto como recurso para refrescarse.

Descargo de responsabilidad

Si bien el tratamiento anterior del método experimental es muy básico (sin duda, agregará numerosos niveles de sofisticación a estas ideas básicas a medida que continúe en sus estudios), debería servir como una introducción suficiente al tema de BIS2A. El punto más importante para recordar de esta sección es que el conocimiento representado en este curso, aunque a veces se representa inadvertidamente como un hecho irrefutable, es en realidad solo la hipótesis más actual sobre cómo suceden ciertas cosas en biología que aún no se han falsificado mediante experimentos.

El desafío del diseño

Sus instructores de BIS2A han ideado algo que llamamos "El desafío del diseño" para ayudarnos a abordar los temas que cubrimos en el curso desde una perspectiva de resolución de problemas y / o diseño. Esta herramienta pedagógica nos ayuda a:

(a) desarrollar un estado de ánimo o una forma de abordar el material y
(b) diseñar un conjunto de pasos secuenciales que ayuden a estructurar el pensamiento sobre los temas del curso en un contexto de resolución de problemas.

¿Cómo se pretende que funcione? Brevemente, cuando nos encontramos con un tema en clase, "El desafío del diseño" nos anima a pensar en él de la siguiente manera centrada en la resolución de problemas:

  1. Identifica los problemas) - esto puede incluir identificar problemas "grandes" y también descomponerlos en subproblemas anidados "más pequeños"
  2. Determinar criterios para soluciones exitosas.
  3. Identificar y / o imaginar posibles soluciones.
  4. Evaluar las soluciones propuestas frente a los criterios de éxito.
  5. Elige una solución

Al utilizar la estructura del desafío de diseño, los temas que normalmente se presentan como listas de hechos e historias se transforman en acertijos o problemas que deben resolverse. Por ejemplo, la discusión sobre el tema de la división celular está motivada por un problema. El enunciado del problema puede ser: "La célula necesita dividirse". Algunos de los criterios para el éxito pueden incluir la necesidad de tener una copia casi idéntica de ADN en cada célula hija, distribuir orgánulos entre las células hijas para que cada una siga siendo viable, etc. "dividir" problema. Luego, uno puede explorar cuáles son los desafíos y tratar de usar su conocimiento e imaginación existentes para proponer algunas soluciones para cada uno de esos problemas. Se pueden evaluar diferentes soluciones y luego comparar con lo que parece haber hecho la Naturaleza (al menos en los casos que están bien estudiados).

Este ejercicio requiere que usemos la imaginación y el pensamiento crítico. También anima al alumno y al instructor a pensar críticamente acerca de POR QUÉ es importante estudiar un tema en particular.El enfoque de desafío de diseño para la enseñanza de la biología intenta HACER que el estudiante y el instructor se enfoquen en las preguntas centrales importantes que impulsaron el desarrollo del conocimiento en primer lugar. También anima a los estudiantes a soñar con nuevas ideas e interactuar con el material de una manera centrada en preguntas / problemas en lugar de centrarse en “hechos”. El enfoque centrado en preguntas / problemas es diferente al que la mayoría de la gente está acostumbrada, pero en última instancia es más útil para desarrollar habilidades, marcos mentales y conocimientos que se transferirán a otros problemas que encontrarán durante sus estudios y más allá.

El problema rector en BIS2A es comprender "Cómo construir una celda". Este problema bastante complejo se dividirá en varios subproblemas más pequeños que incluyen:

  • Adquirir los bloques de construcción para construir partes celulares del medio ambiente.
  • Adquirir la energía para construir partes celulares del medio ambiente.
  • Transformar los bloques de construcción de la celda entre diferentes formas.
  • transferir energía entre diferentes formas de almacenamiento
  • creando una nueva celda a partir de una celda vieja
  • problemas que identificamos en clase

A medida que exploramos estos subproblemas, a veces exploraremos algunas de las diferentes formas en que la biología ha abordado cada tema. Sin embargo, a medida que nos adentramos en los detalles, asegurémonos de mantenernos enfocados y no olvidar la importancia de estar siempre vinculados a las preguntas / problemas que nos motivaron a hablar sobre los detalles en primer lugar.

Método científico frente al desafío del diseño

En este punto, podría estar pensando: "¿Cuál es la diferencia entre el método científico y la rúbrica del desafío de diseño y por qué necesito ambos?" No es una pregunta infrecuente, así que veamos si podemos aclarar esto ahora.

El desafío del diseño y el método científico son procesos que comparten cualidades similares. Sin embargo, la característica distintiva crítica es el propósito detrás de cada uno de los procesos. El método científico es un proceso utilizado para eliminar posibles respuestas a preguntas. Un escenario típico en el que se podría usar el método científico involucraría a alguien haciendo una observación, proponiendo múltiples explicaciones, diseñando un experimento que podría ayudar a eliminar una o más de las explicaciones y reflexionando sobre el resultado. Por el contrario, el proceso de diseño se utiliza para crear soluciones a problemas. Un escenario típico para el desafío de diseño comenzaría con un problema que necesita ser resuelto, definiendo criterios para una resolución exitosa, ideando múltiples soluciones posibles que cumplan con los criterios de éxito y seleccionando una solución o reflexionando sobre los cambios que podrían realizarse en los diseños. cumplir con los criterios de éxito. Una diferencia operativa clave es que el desafío del diseño requiere que se definan los criterios para el éxito, mientras que el método científico no.

Si bien ambos son similares, las diferencias siguen siendo reales y debemos practicar ambos procesos. Afirmaremos que usamos ambos procesos en la "vida real" todo el tiempo. Un médico, por ejemplo, utilizará ambos procesos de manera interactiva mientras formula hipótesis que intentan determinar qué podría estar causando las dolencias de su paciente. Ella se dará la vuelta y utilizará el proceso de diseño para construir un curso de tratamiento que cumpla con ciertos criterios de éxito. Un científico puede estar inmerso en la generación de hipótesis, pero eventualmente necesitará usar un proceso de diseño para construir un experimento que, dentro de ciertos criterios de éxito definibles, lo ayudará a responder una pregunta.

Ambos procesos, aunque similares, son importantes para usar en diferentes situaciones y queremos comenzar a mejorar en ambos.

La unidad básica de la vida: la célula

Estructura celular de bacterias y arqueas.

En esta sección, discutiremos las características estructurales básicas tanto de las bacterias como de las arqueas. Existen muchas similitudes estructurales, morfológicas y fisiológicas entre las bacterias y las arqueas. Como se discutió en la sección anterior, estos microbios habitan muchos nichos ecológicos y llevan a cabo una gran diversidad de procesos bioquímicos y metabólicos. Tanto las bacterias como las arqueas carecen de un núcleo unido a la membrana y de orgánulos unidos a la membrana, que son características de los eucariotas.

Si bien las bacterias y las arqueas son dominios separados, morfológicamente comparten una serie de características estructurales. Como resultado, se enfrentan a problemas similares, como el transporte de nutrientes al interior de la célula, la eliminación de material de desecho de la célula y la necesidad de responder a los rápidos cambios ambientales locales. En esta sección, nos centraremos en cómo su estructura celular común les permite prosperar en varios entornos y, al mismo tiempo, les impone restricciones. Una de las mayores limitaciones está relacionada con el tamaño de la celda.

Aunque las bacterias y las arqueas tienen una variedad de formas, las tres formas más comunes son las siguientes: cocos (esféricos), bacilos (en forma de varilla) y spirilli (en forma de espiral) (figura siguiente). Tanto las bacterias como las arqueas son generalmente pequeñas en comparación con los eucariotas típicos. Por ejemplo, la mayoría de las bacterias tienden a tener un diámetro del orden de 0,2 a 1,0 µm (micrómetros) y de 1 a 10 µm de longitud. Sin embargo, existen excepciones. Epulopiscium fishelsoni es una bacteria en forma de bacilo que suele tener un diámetro de 80 µm y una longitud de 200-600 µm. Thiomargarita namibiensis es una bacteria esférica de entre 100 y 750 µm de diámetro y visible a simple vista. A modo de comparación, un neutrófilo humano típico tiene aproximadamente 50 µm de diámetro.

Figura 1. Esta figura muestra las tres formas más comunes de bacterias y arqueas: (a) cocos (esféricos), (b) bacilos (en forma de varilla) y (c) espirilos (en forma de espiral).

Una pregunta de pensamiento:

Una pregunta que me viene a la mente es ¿por qué las bacterias y las arqueas suelen ser tan pequeñas? ¿Cuáles son las limitaciones que los mantienen microscópicos? ¿Cómo podrían bacterias como Epulopiscium fishelsoni y Thiomargarita namibiensis superar estas limitaciones? Piense en posibles explicaciones o hipótesis que puedan responder a estas preguntas. Exploraremos y desarrollaremos una comprensión de estas preguntas con más detalle a continuación y en clase.

La célula bacteriana y arquea: estructuras comunes

Introducción a la estructura celular básica

Las bacterias y las arqueas son organismos unicelulares, que carecen de estructuras internas unidas a la membrana que están desconectadas de la membrana plasmática, una membrana de fosfolípidos que define el límite entre el interior y el exterior de la célula. En las bacterias y las arqueas, la membrana citoplasmática también contiene todas las reacciones unidas a la membrana, incluidas las relacionadas con la cadena de transporte de electrones, la ATP sintasa y la fotosíntesis. Por definición, estas células carecen de núcleo. En cambio, su material genético se encuentra en un área autodefinida de la célula llamada nucleoide. El cromosoma bacteriano y arqueal es a menudo una molécula de ADN de doble hebra circular, cerrada covalentemente y simple. Sin embargo, algunas bacterias tienen cromosomas lineales, y algunas bacterias y arqueas tienen más de un cromosoma o pequeños elementos de replicación circular no esenciales del ADN llamados plásmidos. Además del nucleoide, la siguiente característica común es el citoplasma (o citosol), la región "acuosa" gelatinosa que abarca la parte interna de la célula. El citoplasma es donde ocurren las reacciones solubles (no asociadas a la membrana) y contiene los ribosomas, el complejo proteína-ARN donde se sintetizan las proteínas. Finalmente, muchas bacterias y arqueas también tienen paredes celulares, la característica estructural rígida que rodea la membrana plasmática y que ayuda a brindar protección y restringir la forma celular. Debería aprender a crear un esquema simple de una célula bacteriana o arquea general de memoria.

Figura 2. Se muestran las características de una célula procariota típica.

Restricciones en la célula bacteriana y arquea.

Una característica común, casi universal, de las bacterias y arqueas es que son pequeñas, microscópicas para ser exactos. Incluso los dos ejemplos dados como excepciones, Epulopiscium fishelsoni y Thiomargarita namibiensis, aún enfrentan las limitaciones básicas que enfrentan todas las bacterias y arqueas; simplemente encontraron estrategias únicas en torno al problema. Entonces, ¿cuál es la mayor limitación cuando se trata de lidiar con el tamaño de las bacterias y las arqueas? Piense en lo que debe hacer la célula para sobrevivir.

Algunos requisitos básicos

Entonces, ¿qué tienen que hacer las células para sobrevivir? Necesitan transformar la energía en una forma utilizable. Esto implica producir ATP, mantener una membrana energizada y mantener la NAD productiva.+/ NADH2 ratios. Las células también necesitan poder sintetizar las macromoléculas apropiadas (proteínas, lípidos, polisacáridos, etc.) y otros componentes estructurales celulares. Para hacer esto, necesitan ser capaces de producir el núcleo, precursores clave de moléculas más complejas, o obtenerlos del medio ambiente.

Difusión y su importancia para las bacterias y arqueas.

El movimiento por difusión es pasivo y desciende por el gradiente de concentración. Para que los compuestos se muevan del exterior al interior de la célula, el compuesto debe poder cruzar la bicapa de fosfolípidos. Si la concentración de una sustancia es más baja dentro de la célula que en el exterior y tiene propiedades químicas que le permiten moverse a través de la membrana celular, ese compuesto tenderá energéticamente a moverse hacia el interior de la célula. Si bien la historia "real" es un poco más compleja y se discutirá con más detalle más adelante, la difusión es uno de los mecanismos que utilizan las bacterias y arqueas para ayudar en el transporte de metabolitos.

La difusión también se puede utilizar para eliminar algunos materiales de desecho. A medida que los productos de desecho se acumulan dentro de la célula, su concentración aumenta en comparación con la del ambiente exterior y el producto de desecho puede salir de la célula. El movimiento dentro de la célula funciona de la misma manera: los compuestos se moverán hacia abajo en su gradiente de concentración, lejos de donde se sintetizan a lugares donde su concentración es baja y, por lo tanto, pueden ser necesarios. La difusión es un proceso aleatorio: la capacidad de dos compuestos o reactivos diferentes para que las reacciones químicas interactúen se convierte en un encuentro de azar. Por lo tanto, en espacios pequeños y confinados, las interacciones o colisiones aleatorias pueden ocurrir con más frecuencia que en espacios grandes.

La capacidad de difusión de un compuesto depende de la viscosidad del disolvente. Por ejemplo, es mucho más fácil para usted moverse en el aire que en el agua (piense en moverse bajo el agua en una piscina). Asimismo, es más fácil nadar en una piscina de agua que en una piscina llena de mantequilla de maní. Si pone una gota de colorante para alimentos en un vaso de agua, se difunde rápidamente hasta que todo el vaso cambia de color. Ahora, ¿qué crees que pasaría si pones esa misma gota de colorante en un vaso de jarabe de maíz (muy viscoso y pegajoso)? El vaso de jarabe de maíz tardará mucho más en cambiar de color.

La relevancia de estos ejemplos es notar que el citoplasma tiende a ser muy viscoso. Contiene muchas proteínas, metabolitos, moléculas pequeñas, etc. y tiene una viscosidad más parecida al jarabe de maíz que al agua. Por lo tanto, la difusión en las células es más lenta y más limitada de lo que esperaba originalmente. Por lo tanto, si las células dependen únicamente de la difusión para mover los compuestos, ¿qué crees que sucede con la eficiencia de estos procesos a medida que las células aumentan de tamaño y sus volúmenes internos se hacen más grandes? ¿Existe un problema potencial para crecer que esté relacionado con el proceso de difusión?

Entonces, ¿cómo se hacen más grandes las células?

Como probablemente concluyó de la discusión anterior, con las células que dependen de la difusión para mover cosas alrededor de la célula, como bacterias y arqueas, el tamaño sí importa. Entonces, ¿cómo supones? Epulopiscium fishelsoni y Thiomargarita namibiensis se hizo tan grande? Eche un vistazo a estos enlaces y vea cómo se ven estas bacterias morfológica y estructuralmente: Epulopiscium fishelsoni y Thiomargarita namibiensis.

Con base en lo que acabamos de discutir, para que las células crezcan, es decir, para que su volumen aumente, el transporte intracelular debe de alguna manera volverse independiente de la difusión. Uno de los grandes avances evolutivos fue la capacidad de las células (células eucariotas) para transportar compuestos y materiales de forma intracelular, independientemente de la difusión. La compartimentación también proporcionó una forma de localizar procesos en orgánulos más pequeños, lo que superó otro problema causado por el gran tamaño. La compartimentación y los complejos sistemas de transporte intracelular han permitido que las células eucariotas se vuelvan muy grandes en comparación con las células bacterianas y arqueales de difusión limitada. Discutiremos soluciones específicas a estos desafíos en las siguientes secciones.

Célula eucariota: estructura y función

Introducción a las células eucariotas

Por definición, células eucariotas son células que contienen un núcleo unido a una membrana, una característica estructural que no está presente en las células bacterianas o arqueales. Además del núcleo, células eucariotas se caracterizan por numerosas orgánulos como el retículo endoplásmico, aparato de Golgi, cloroplastos, mitocondrias y otros.

En secciones anteriores, comenzamos a considerar el desafío del diseño de hacer que las células sean más grandes que una bacteria pequeña; más precisamente, hacer crecer las células a tamaños en los que, a los ojos de la selección natural, se recurre a la difusión de sustancias para su transporte a través de un citosol altamente viscoso. con compensaciones funcionales inherentes que compensan los beneficios más selectivos de crecer. En las conferencias y lecturas sobre la estructura celular bacteriana, descubrimos algunas características morfológicas de las bacterias grandes que les permiten superar eficazmente las barreras de tamaño limitado por difusión (por ejemplo, llenar el citoplasma con una gran vacuola de almacenamiento mantiene un pequeño volumen para la actividad metabólica que sigue siendo compatible con transporte impulsado por difusión).

A medida que hacemos la transición de nuestro enfoque a las células eucariotas, queremos que se acerque al estudio volviendo constantemente al Desafío del diseño. Cubriremos una gran cantidad de estructuras subcelulares que son exclusivas de los eucariotas, y ciertamente se espera que conozca los nombres de estas estructuras u orgánulos, las asocie con una o más "funciones" y las identifique en una caricatura canónica. representación de una célula eucariota. Este ejercicio de memorización es necesario pero no suficiente. También le pediremos que comience a pensar un poco más sobre algunos de los costos y beneficios funcionales y evolutivos (compensaciones) tanto de las células eucariotas en evolución como de varios orgánulos eucariotas, así como sobre cómo una célula eucariota podría coordinar las funciones de diferentes orgánulos. .

Sus instructores, por supuesto, propondrán algunas hipótesis funcionales para que las considere que abordan estos puntos más amplios. Nuestras hipótesis a veces pueden presentarse en forma de afirmaciones como "La cosa A existe

porque

del fundamento B. "Para ser completamente honesto, sin embargo, en muchos casos, en realidad no conocemos todas las presiones selectivas que llevaron a la creación o mantenimiento de ciertas estructuras celulares, y la probabilidad de que una explicación se ajuste a todos los casos es delgado en biología. El vínculo / relación causal implícito en el uso de términos como "

porque

"deben tratarse como buenas hipótesis en lugar de conocimiento objetivo, concreto, indiscutible y factual. Queremos que comprenda estas hipótesis y pueda discutir las ideas presentadas en clase, pero también queremos que satisfaga su propia curiosidad y comience pensando críticamente sobre estas ideas usted mismo. Intente utilizar la rúbrica del Desafío de diseño para explorar algunas de sus ideas. A continuación, intentaremos sembrar preguntas para fomentar esta actividad.

Figura 1. Estas figuras muestran los orgánulos principales y otros componentes celulares de (a) una célula animal típica y (b) una célula vegetal eucariota típica. La célula vegetal tiene una pared celular, cloroplastos, plastidios y una vacuola central, estructuras que no se encuentran en las células animales. Las células vegetales no tienen lisosomas ni centrosomas.

La membrana plasmática

Al igual que las bacterias y las arqueas, las células eucariotas tienen un membrana de plasma, una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrustadas que separa el contenido interno de la célula de su entorno circundante. La membrana plasmática controla el paso de moléculas orgánicas, iones, agua y oxígeno dentro y fuera de la célula. Los desechos (como el dióxido de carbono y el amoníaco) también abandonan la célula al pasar a través de la membrana plasmática, generalmente con la ayuda de transportadores de proteínas.

Figura 2. La membrana plasmática eucariota es una bicapa de fosfolípidos con proteínas y colesterol incrustados en ella.

Como se discutió en el contexto de las membranas celulares bacterianas, las membranas plasmáticas de las células eucariotas también pueden adoptar conformaciones únicas. Por ejemplo, la membrana plasmática de las células que, en los organismos multicelulares, se especializan en la absorción, a menudo se pliega en proyecciones en forma de dedos llamadas microvellosidades (singular = microvellosidades); (ver figura a continuación). El "plegado" de la membrana en microvellosidades aumenta de manera efectiva el área de superficie para la absorción mientras afecta mínimamente el volumen citosólico. Estas células se encuentran en el revestimiento del intestino delgado, el órgano que absorbe los nutrientes de los alimentos digeridos.

Un aparte: las personas con enfermedad celíaca tienen una respuesta inmune al gluten, una proteína que se encuentra en el trigo, la cebada y el centeno. La respuesta inmune daña las microvellosidades. Como consecuencia, las personas afectadas tienen una capacidad reducida para absorber nutrientes. Esto puede provocar desnutrición, calambres y diarrea.

Figura 3. Las microvellosidades, que se muestran aquí a medida que aparecen en las células que recubren el intestino delgado, aumentan el área de superficie disponible para la absorción. Estas microvellosidades solo se encuentran en el área de la membrana plasmática que mira hacia la cavidad desde la que se absorberán las sustancias. Crédito: "micrografía", modificación del trabajo de Louisa Howard

El citoplasma

los citoplasma se refiere a la región completa de una célula entre la membrana plasmática y la envoltura nuclear. Está compuesto por orgánulos suspendidos en forma de gel. citosol, el citoesqueleto y varias sustancias químicas (consulte la figura siguiente). A pesar de que el citoplasma consta de un 70 a un 80 por ciento de agua, tiene una consistencia semisólida. Está lleno de gente allí. Las proteínas, los azúcares simples, los polisacáridos, los aminoácidos, los ácidos nucleicos, los ácidos grasos, los iones y muchas otras moléculas solubles en agua compiten por el espacio y el agua.

El núcleo

Por lo general, el núcleo es el orgánulo más prominente de una célula (consulte la figura siguiente) cuando se observa a través de un microscopio. los núcleo (plural = núcleos) alberga el ADN de la célula. Veámoslo con más detalle.

Figura 4. El núcleo almacena cromatina (ADN más proteínas) en una sustancia gelatinosa llamada nucleoplasma. El nucleolo es una región condensada de cromatina donde se produce la síntesis de ribosomas. El límite del núcleo se llama envoltura nuclear.Consta de dos bicapas de fosfolípidos: una membrana externa y una interna. La membrana nuclear es continua con el retículo endoplásmico. Los poros nucleares permiten que las sustancias entren y salgan del núcleo.

La envoltura nuclear

los membrana nuclear, una estructura que constituye el límite más externo del núcleo, es una membrana doble; tanto la membrana interna como la externa de la envoltura nuclear son bicapas de fosfolípidos. La envoltura nuclear también está salpicada de poros basados ​​en proteínas que controlan el paso de iones, moléculas y ARN entre el nucleoplasma y el citoplasma. los nucleoplasma es el líquido semisólido dentro del núcleo donde encontramos la cromatina y el nucleolo, una región condensada de cromatina donde ocurre la síntesis de ribosomas.

Cromatina y cromosomas

Para comprender la cromatina, es útil considerar primero los cromosomas. Cromosomas son estructuras dentro del núcleo que se componen de ADN, el material hereditario. Quizás recuerde que en las bacterias y las arqueas, el ADN generalmente se organiza en uno o más cromosomas circulares. En eucariotas, los cromosomas son estructuras lineales. Cada especie eucariota tiene un número específico de cromosomas en el núcleo de sus células. En los humanos, por ejemplo, el número de cromosomas es 23, mientras que en las moscas de la fruta es 4.

Los cromosomas solo son claramente visibles y distinguibles entre sí mediante microscopía óptica visible cuando la célula se está preparando para dividirse y el ADN está empaquetado de manera apretada por proteínas en formas fácilmente distinguibles. Cuando la célula se encuentra en las fases de crecimiento y mantenimiento de su ciclo de vida, numerosas proteínas todavía están asociadas con los ácidos nucleicos, pero las hebras de ADN se parecen más a un montón de hebras desenrolladas y desordenadas. El término cromatina se utiliza para describir los cromosomas (los complejos proteína-ADN) cuando están condensados ​​y descondensados.

Figura 5. (a) Esta imagen muestra varios niveles de organización de la cromatina (ADN y proteína). (b) Esta imagen muestra cromosomas emparejados. Crédito (b): modificación del trabajo por los NIH; datos de barra de escala de Matt Russell

El nucléolo

Algunos cromosomas tienen secciones de ADN que codifican ARN ribosómico. Un área de tinción oscura dentro del núcleo llamada nucléolo (plural = nucléolos) agrega el ARN ribosómico con proteínas asociadas para ensamblar las subunidades ribosómicas que luego se transportan al citoplasma a través de los poros de la envoltura nuclear.

Nota: posible discusión

Discutan entre ustedes. Utilice la rúbrica Design Challenge para considerar el núcleo con más detalle. ¿Qué "problemas" resuelve un orgánulo como el núcleo? ¿Cuáles son algunas de las cualidades de un núcleo que pueden ser responsables de asegurar su éxito evolutivo? ¿Cuáles son algunas de las ventajas y desventajas de desarrollar y mantener un núcleo? (Cada beneficio tiene algún costo; ¿puede enumerar ambos?) Recuerde, puede haber algunas hipótesis bien establecidas (y es bueno mencionarlas), pero el objetivo del ejercicio aquí es que piense críticamente y discuta críticamente estas ideas usando su "inteligencia" colectiva.

Ribosomas

Ribosomas son las estructuras celulares responsables de la síntesis de proteínas. Cuando se ven a través de un microscopio electrónico, los ribosomas aparecen como grupos (polirribosomas) o como puntos pequeños y únicos que flotan libremente en el citoplasma. Pueden estar adheridos al lado citoplasmático de la membrana plasmática o al lado citoplasmático del retículo endoplásmico y la membrana externa de la envoltura nuclear (dibujo de la célula arriba).

La microscopía electrónica nos ha demostrado que los ribosomas, que son grandes complejos de proteínas y ARN, constan de dos subunidades, llamadas acertadamente grandes y pequeñas (figura siguiente). Los ribosomas reciben sus "instrucciones" para la síntesis de proteínas del núcleo, donde el ADN se transcribe en ARN mensajero (ARNm). El ARNm viaja a los ribosomas, que traducen el código proporcionado por la secuencia de las bases nitrogenadas en el ARNm en un orden específico de aminoácidos en una proteína. Esto se trata con más detalle en la sección que trata el proceso de traducción.

Figura 6. Los ribosomas están formados por una subunidad grande (arriba) y una subunidad pequeña (abajo). Durante la síntesis de proteínas, los ribosomas ensamblan los aminoácidos en proteínas.

Mitocondrias

Mitocondrias (singular = mitocondria) a menudo se denominan "centrales eléctricas" o "fábricas de energía" de una célula porque son el sitio principal de respiración metabólica en eucariotas. Dependiendo de la especie y el tipo de mitocondrias que se encuentren en esas células, las vías respiratorias pueden ser anaeróbicas o aeróbicas. Por definición, cuando la respiración es aeróbica, el electrón terminal es el oxígeno; cuando la respiración es anaeróbica, un compuesto distinto del oxígeno funciona como aceptor terminal de electrones. En cualquier caso, el resultado de estos procesos respiratorios es la producción de ATP a través de la fosforilación oxidativa, de ahí el uso de términos "central eléctrica" ​​y / o "fábrica de energía" para describir este orgánulo. Casi todas las mitocondrias también poseen un pequeño genoma que codifica genes cuyas funciones están típicamente restringidas a la mitocondria.

En algunos casos, la cantidad de mitocondrias por célula se puede ajustar, dependiendo, por lo general, de la demanda de energía. Por ejemplo, es posible que las células musculares que se utilizan, que por extensión tienen una mayor demanda de ATP, a menudo tengan un número significativamente mayor de mitocondrias que las células que no tienen una alta carga de energía.

La estructura de las mitocondrias puede variar significativamente según el organismo y el estado del ciclo celular que se está observando. Sin embargo, la imagen típica de un libro de texto muestra las mitocondrias como orgánulos de forma ovalada con una doble membrana interna y externa (ver la figura siguiente); aprenda a reconocer esta representación genérica. Tanto la membrana interna como la externa son bicapas de fosfolípidos incrustadas con proteínas que median el transporte a través de ellas y catalizan varias otras reacciones bioquímicas. La capa de la membrana interna tiene pliegues llamados crestas que aumentan la superficie en la que se pueden incrustar las proteínas de la cadena respiratoria. La región dentro de las crestas se llama mitocondrial. matriz y contiene, entre otras cosas, enzimas del ciclo del TCA. Durante la respiración, los complejos de la cadena respiratoria bombean protones desde la matriz a una región conocida como Espacio Intermembrano (entre las membranas interna y externa).

Figura 7. Esta micrografía electrónica muestra una mitocondria vista con un microscopio electrónico de transmisión. Este orgánulo tiene una membrana externa y una interna. La membrana interna contiene pliegues, llamados crestas, que aumentan su superficie. El espacio entre las dos membranas se llama espacio intermembrana y el espacio dentro de la membrana interna se llama matriz mitocondrial. La síntesis de ATP tiene lugar en la membrana interna. Crédito: modificación del trabajo de Matthew Britton; datos de barra de escala de Matt Russell

Nota: posible discusión

Discuta: Procesos como la glucólisis, la biosíntesis de lípidos y la biosíntesis de nucleótidos tienen compuestos que se incorporan al ciclo del TCA, algunos de los cuales ocurren en las mitocondrias. ¿Cuáles son algunos de los desafíos funcionales asociados con la coordinación de procesos que tienen un conjunto común de moléculas si las enzimas se secuestran en diferentes compartimentos celulares?

Peroxisomas

Peroxisomas son orgánulos pequeños y redondos encerrados por membranas simples. Estos orgánulos llevan a cabo reacciones redox que oxidan y descomponen los ácidos grasos y los aminoácidos. También ayudan a desintoxicar muchas toxinas que pueden ingresar al cuerpo. Muchas de estas reacciones redox liberan peróxido de hidrógeno, H2O2, que dañaría las células; sin embargo, cuando estas reacciones se limitan a los peroxisomas, las enzimas descomponen de manera segura el H2O2 en oxígeno y agua. Por ejemplo, el alcohol es desintoxicado por peroxisomas en las células del hígado. Los glioxisomas, que son peroxisomas especializados en las plantas, son responsables de convertir las grasas almacenadas en azúcares.

Vesículas y vacuolas

Vesículas y vacuolas son sacos unidos a una membrana que funcionan durante el almacenamiento y el transporte. Aparte del hecho de que las vacuolas son algo más grandes que las vesículas, existe una distinción muy sutil entre ellas: las membranas de las vesículas pueden fusionarse con la membrana plasmática u otros sistemas de membranas dentro de la célula. Además, algunos agentes, como las enzimas dentro de las vacuolas de las plantas, descomponen las macromoléculas. La membrana de una vacuola no se fusiona con las membranas de otros componentes celulares.

Células animales versus células vegetales

En este punto, sabes que cada célula eucariota tiene una membrana plasmática, citoplasma, núcleo, ribosomas, mitocondrias, peroxisomas y, en algunos casos, vacuolas. Hay algunas diferencias notables entre las células animales y vegetales que vale la pena señalar. Aquí hay una breve lista de diferencias con las que queremos que se familiarice y una descripción ligeramente ampliada a continuación:

1. Mientras que todas las células eucariotas utilizan microtúbulos y proteínas motoras, los mecanismos basados ​​en la segregación de los cromosomas durante la división celular, las estructuras utilizadas para organizar estos microtúbulos difieren en las plantas y en las células animales y de levadura. Las células animales y de levadura organizan y anclan sus microtúbulos en estructuras llamadas centros organizadores de microtúbulos (MTOC). Estas estructuras están compuestas por estructuras llamadas centriolos que están compuestas principalmente de α-tubulina, β-tubulina y otras proteínas. Dos centriolos se organizan en una estructura llamada centrosoma. Por el contrario, en las plantas, aunque los microtúbulos también se organizan en paquetes discretos, no hay estructuras llamativas similares a las MTOC que se observan en las células animales y de levadura. Más bien, dependiendo del organismo, parece que puede haber varios lugares donde estos haces de microtúbulos pueden nuclearse desde lugares llamados centros organizadores de microtúbulos acentriolares (sin centríolo). Un tercer tipo de tubulina, la γ-tubulina, parece estar implicado, pero nuestro conocimiento de los mecanismos precisos que utilizan las plantas para organizar los husos de los microtúbulos aún es irregular.

2. Las células animales suelen tener orgánulos llamados lisosomas responsables de la degradación de biomoléculas. Algunas células vegetales contienen orgánulos degradantes funcionalmente similares, pero existe un debate sobre cómo deben nombrarse. Algunos biólogos de plantas llaman lisosomas a estos orgánulos, mientras que otros los agrupan en la categoría general de plástidos y no les dan un nombre específico.

3. Las células vegetales tienen una pared celular, cloroplastos y otros plástidos especializados, y una gran vacuola central, mientras que las células animales no.

El centrosoma

los centrosoma es un centro organizador de microtúbulos que se encuentra cerca de los núcleos de las células animales. Contiene un par de centriolos, dos estructuras que se encuentran perpendiculares entre sí (consulte la figura siguiente). Cada centríolo es un cilindro de nueve tripletes de microtúbulos.

Figura 8. El centrosoma consta de dos centríolos que se encuentran en ángulo recto entre sí. Cada centríolo es un cilindro formado por nueve tripletes de microtúbulos. Las proteínas no tubulínicas (indicadas por las líneas verdes) mantienen unidos los tripletes de microtúbulos.

El centrosoma (el orgánulo donde se originan todos los microtúbulos en animales y levaduras) se replica antes de que una célula se divida, y los centriolos parecen tener algún papel en tirar de los cromosomas duplicados hacia los extremos opuestos de la célula en división. Sin embargo, la función exacta de los centriolos en la división celular sigue sin estar clara, ya que las células a las que se les ha eliminado el centrosoma aún pueden dividirse, y las células vegetales, que carecen de centrosomas, son capaces de dividirse.

Lisosomas

Las células animales tienen otro conjunto de orgánulos que no se encuentran en las células vegetales: los lisosomas. Coloquialmente, el lisosomas a veces se les llama el "triturador de basura" de la celda. Las enzimas dentro de los lisosomas ayudan a la descomposición de proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos e incluso orgánulos "desgastados". Estas enzimas son activas a un pH mucho más bajo que el del citoplasma. Por lo tanto, el pH dentro de los lisosomas es más ácido que el pH del citoplasma. En las células vegetales, muchos de los mismos procesos digestivos tienen lugar en las vacuolas.

La pared celular

Si examina el diagrama anterior que muestra células vegetales y animales, verá en el diagrama de una célula vegetal una estructura externa a la membrana plasmática llamada pared celular. La pared de la celda es una cubierta rígida que protege la celda, proporciona soporte estructural y da forma a la celda. Las células de hongos y protistan también tienen paredes celulares. Mientras que el componente principal de las paredes celulares bacterianas es el peptidoglicano, la principal molécula orgánica en la pared celular vegetal es la celulosa (ver estructura a continuación), un polisacárido formado por subunidades de glucosa.

Figura 9. La celulosa es una cadena larga de moléculas de β-glucosa conectadas por un enlace 1-4. Las líneas discontinuas en cada extremo de la figura indican una serie de muchas más unidades de glucosa. El tamaño de la página hace que sea imposible representar una molécula de celulosa completa.

Cloroplastos

Cloroplastos son orgánulos de células vegetales que realizan la fotosíntesis. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen su propio ADN y ribosomas, pero los cloroplastos tienen una función completamente diferente.

Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos tienen membranas externas e internas, pero dentro del espacio encerrado por la membrana interna de un cloroplasto hay un conjunto de sacos de membrana llenos de líquido interconectados y apilados llamados tilacoides (figura siguiente). Cada pila de tilacoides se llama granum (plural = grana). El líquido encerrado por la membrana interna que rodea al grana se llama estroma.

Figura 10. El cloroplasto tiene una membrana externa, una membrana interna y estructuras de membrana llamadas tilacoides que se apilan en grana. El espacio dentro de las membranas tilacoides se llama espacio tilacoide. Las reacciones de captación de luz tienen lugar en las membranas tilacoides y la síntesis de azúcar tiene lugar en el líquido dentro de la membrana interna, que se llama estroma. Los cloroplastos también tienen su propio genoma, que está contenido en un solo cromosoma circular.

Los cloroplastos contienen un pigmento verde llamado clorofila, que captura la energía luminosa que impulsa las reacciones de la fotosíntesis. Al igual que las células vegetales, los protistas fotosintéticos también tienen cloroplastos. Algunas bacterias realizan la fotosíntesis, pero su clorofila no queda relegada a un orgánulo.

Conexión de evolución

Endosimbiosis

Hemos mencionado que tanto las mitocondrias como los cloroplastos contienen ADN y ribosomas. ¿Te has preguntado por qué? Hay pruebas contundentes que apuntan a la endosimbiosis como explicación.

La simbiosis es una relación en la que los organismos de dos especies distintas dependen entre sí para su supervivencia. La endosimbiosis (endo- = "dentro") es una relación mutuamente beneficiosa en la que un organismo vive dentro del otro. Las relaciones endosimbióticas abundan en la naturaleza. Por ejemplo, algunos microbios que viven en nuestras vías digestivas producen vitamina K. Se dice que la relación entre estos microbios y nosotros (sus anfitriones) es mutuamente beneficiosa o simbiótica. La relación es beneficiosa para nosotros porque somos incapaces de sintetizar la vitamina K; los microbios lo hacen por nosotros. La relación también es beneficiosa para los microbios porque reciben abundante alimento del entorno del intestino grueso y están protegidos tanto de otros organismos como de la desecación.

Los científicos han notado durante mucho tiempo que las bacterias, las mitocondrias y los cloroplastos son de tamaño similar. También sabemos que las bacterias tienen ADN y ribosomas, al igual que las mitocondrias y los cloroplastos. Los científicos creen que las células huésped y las bacterias formaron una relación endosimbiótica cuando las células huésped ingirieron bacterias aeróbicas y autótrofas (cianobacterias) pero no las destruyeron. A lo largo de muchos millones de años de evolución, estas bacterias ingeridas se especializaron más en sus funciones, convirtiéndose las bacterias aeróbicas en mitocondrias y las bacterias autótrofas en cloroplastos. Habrá más sobre esto más adelante en la lectura.

La vacuola central

Anteriormente, mencionamos las vacuolas como componentes esenciales de las células vegetales. Si observa la figura de dibujos animados de la célula vegetal, verá que representa una gran vacuola central que ocupa la mayor parte del área de la célula. los vacuola central juega un papel clave en la regulación de la concentración de agua de la célula en condiciones ambientales cambiantes.

Factoide tonto de la vacuola: ¿Alguna vez has notado que si olvidas regar una planta durante unos días, se marchita? Eso se debe a que a medida que la concentración de agua en el suelo se vuelve más baja que la concentración de agua en la planta, el agua sale de las vacuolas centrales y el citoplasma. A medida que la vacuola central se contrae, deja la pared celular sin apoyo. Esta pérdida de apoyo a las paredes celulares de las células vegetales da como resultado la apariencia marchita de la planta.

La vacuola central también apoya la expansión de la celda. Cuando la vacuola central retiene más agua, la célula se agranda sin tener que invertir mucha energía en sintetizar nuevo citoplasma.


Contexto de uso

Al comienzo de la unidad de método científico, utilizo el laboratorio para presentar y cubrir el proceso. en lugar de usar una conferencia.
Laboratorio de métodos científicos

1. El propósito de esta práctica de laboratorio es utilizar el método científico para resolver un problema.
A) Observar y hacer preguntas que conduzcan a un problema.

C) Probar la hipótesis con un experimento controlado haciendo observaciones y recopilando datos.

E) Rechaza o acepta tu hipótesis

2. Materiales
2 pequeños trozos de papel encerado
Trozo de hilo de 1 metro de largo
Palo de 1 metro
2 piezas diferentes de pistola de burbujas etiquetadas como A y B

3. LEA las instrucciones detenidamente antes de iniciar el laboratorio. Cada grupo necesitará un chicle con la etiqueta A y otro con la etiqueta B. Haga 3 observaciones sobre cada marca de chicle.


Problema: ¿Qué chicle sopla la burbuja más grande?

Hipótesis: predice qué chicle hará la burbuja más grande y por qué.


Procedimiento:
1. La persona con la marca A masticará su chicle durante 3 minutos. La persona con la marca B no comienza a masticar hasta que todas las pruebas de la marca A están
terminado.

3. Usando una cuerda, su compañero medirá el diámetro (distancia a través) de la burbuja. Coloque la cuerda en la varilla del metro para medir la distancia en centímetros (cm).

4. Registre la medición en una tabla de datos. Repita el proceso para las pruebas 2 y 3.

5. Encuentre el tamaño de burbuja promedio para la marca A (sume todas las distancias y divida por 3) y colóquelo en la tabla de datos.

6. Repita los pasos 1-5 con goma de mascar de la marca B.

Tabla de datos: diseñe una tabla de recopilación de datos que se ajuste a los datos que va a investigar.

Conclusión: formando una teoría
¿Qué marca de chicle es mejor para hacer burbujas y por qué? Apoye su respuesta con observaciones y sus datos.
______________________________________________________________________________
PARTE 2

Combine con otro grupo para completar esta parte del laboratorio.

Problema: ¿Cómo se relaciona la capacidad de estiramiento de las encías con el tamaño de las burbujas?

Hipótesis: Haga una suposición fundamentada que responda a la pregunta anterior.

Procedimiento:
1. La persona con la marca A hará una bola con el chicle.

2. Sostenga el chicle (marca A) usando el trozo de papel encerado. Otra persona del grupo sostendría el mismo chicle con otro papel encerado. Sostenga la encía cerca de su pecho, comience a caminar lentamente hacia atrás.

3. La tercera persona del grupo debe sostener el metro y medir la distancia en centímetros que estiró la encía antes de romperse.

4. Registre la medición en la tabla de datos. SOLO HAGA UNA PRUEBA

5. Repita los pasos del 1 al 4 para el chicle de marca B.

Tabla de datos: cree una tabla de datos que se ajuste a los datos que recopilará


Conclusión:
COMPARAR DATOS DE AMBOS GRUPOS EN LA PARTE 1 Y LA PARTE 2


¿Cómo se relaciona la capacidad de estiramiento de las encías con el tamaño de las burbujas?


Con su compañero de laboratorio, enumere 5 variables que pueden afectar el resultado de este experimento.

Explique cómo los datos que recopiló se pueden describir como cualitativos y cuantitativos.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Se utilizaron unidades SI en este laboratorio? Explicar. _________________________________
____________________________________________________________________

Enumere las preguntas que aún tenga sobre el método científico.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Laboratorio completo (Archivo de texto enriquecido 6kB 11 de agosto de 2009)


NOTAS

1. Ver, por ejemplo, Kuyper (1991).

2. Ver, por ejemplo, la propuesta de Pigman y Carmichael (1950).

3. Ver, por ejemplo, Holton (1988) y Ravetz (1971).

4. Se encuentran disponibles varios libros excelentes sobre diseño experimental y métodos estadísticos. Ver, por ejemplo, Wilson (1952) y Beveridge (1957).

5. Para una revisión algo anticuada de los códigos de ética adoptados por las sociedades científicas y de ingeniería, ver Chalk et al. (1981).

6. La discusión en esta sección se deriva del documento de antecedentes de Mark Frankel, "Sociedades profesionales y conducta responsable en la investigación", incluido en el Volumen II de este informe.

7. Para una discusión más amplia sobre este punto, ver Zuckerman (1977).

8. Para un análisis completo de las funciones de las sociedades científicas en el fomento de las prácticas de investigación responsables, consulte el documento de antecedentes preparado por Mark Frankel, "Sociedades profesionales y conducta responsable en la investigación" en el Volumen II de este informe.

9. En el Volumen II de este informe se incluyen ejemplos seleccionados de políticas y pautas de conducta de investigación académica.

10. Véase, por ejemplo, la respuesta de Holton a las críticas de Millikan en el capítulo 12 de Orígenes temáticos del pensamiento científico (Holton, 1988). Véase también Holton (1978).

11. Véanse, por ejemplo, las respuestas a la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias acción contra Friedman: Hamilton (1990) y Abelson et al. (1990). Véase también la discusión en Bailar et al. (1990).

12. Gran parte de la discusión en esta sección se deriva de un documento de antecedentes, "Reflexiones sobre el estado actual del intercambio de datos y reactivos entre investigadores biomédicos", preparado por Robert Weinberg e incluido en el Volumen II de este informe.

13. Ver, por ejemplo, Culliton (1990) y Bradshaw et al. (1990). Para conocer el impacto de la incapacidad de proporcionar datos o testigos que lo corroboren, ver también Ross et al. (1989).

14. Ver, por ejemplo, Rennie (1989) y Cassidy y Shamoo (1989).

15. Véase, por ejemplo, la discusión sobre auditorías de datos aleatorios en Institute of Medicine (1989a), págs. 26-27.

16. Para una discusión completa de las prácticas y políticas que gobiernan la autoría en las ciencias biológicas, ver Bailar et al. (1990).

17. Nótese que estas pautas generales excluyen el suministro de reactivos o instalaciones o la supervisión de la investigación como criterio de autoría.

18. Una discusión completa de las prácticas problemáticas en la autoría se incluye en Bailar et al. (1990). Stewart y Feder (1987) presentan una controvertida revisión de las responsabilidades de los coautores.

19. En el pasado, los artículos científicos solían incluir una nota especial de un investigador designado, no de un coautor del artículo, que describía, por ejemplo, una sustancia o procedimiento en particular en una nota al pie o en un apéndice. Esta práctica parece haber sido abandonada por razones que no se comprenden bien.

20. Martin y col. (1969), como se cita en Sigma Xi (1986), p. 41.

21. Huth (1988) sugiere una "notificación de fraude o notificación de sospecha de fraude" emitida por el editor de la revista para llamar la atención sobre la controversia (p. 38). Angell (1983) aboga por una coordinación más estrecha entre las instituciones y los editores cuando las instituciones han constatado una mala conducta.

22. Dichas instalaciones incluyen la Base de Datos Cristalográficos de Cambridge, GenBank en el Laboratorio Nacional de Los Alamos, la Colección Americana de Cultivos Tipo y el Banco de Datos de Proteínas en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. La deposición es importante para los datos que no se pueden imprimir directamente debido a su gran volumen.

23. Para discusiones más completas sobre la revisión por pares en un contexto más amplio, ver, por ejemplo, Cole et al. (1977) y Chubin y Hackett (1990).

24. La fuerza de las teorías como fuentes de la formulación de leyes científicas y el poder predictivo varía entre los diferentes campos de la ciencia. Por ejemplo, las teorías derivadas de observaciones en el campo de la biología evolutiva carecen de un gran poder predictivo. El papel del azar en la mutación y la selección natural es grandioso, y las direcciones futuras que puede tomar la evolución son esencialmente imposibles de predecir. La teoría tiene un enorme poder para aclarar la comprensión de cómo se ha producido la evolución y para dar sentido a los datos detallados, pero su poder predictivo en este campo es muy limitado. Véase, por ejemplo, Mayr (1982, 1988).

25. Gran parte del debate sobre la tutoría se deriva de un documento de antecedentes preparado para el panel por David Guston. En el Volumen II de este informe se incluye una copia del documento completo, & ldquoMentorship and the Research Training Experience & rdquo.

26. Si bien el tiempo para el doctorado está aumentando, existe alguna evidencia de que la magnitud del aumento puede verse afectada por la organización de la cohorte elegida para el estudio. En humanidades, el aumento de tiempo para el doctorado no es tan grande si se elige como base organizativa el año en el que el doctorado recibió el bachillerato. destinatarios, en lugar del año en el que el Ph.D. se completó ver Bowen et al. (1991).

27. Algunas universidades han redactado directrices para la supervisión o tutoría de los alumnos como parte de sus directrices de política de investigación institucional (véanse, por ejemplo, las directrices adoptadas por la Universidad de Harvard y la Universidad de Michigan que se incluyen en el Volumen II de este informe). Otros grupos o instituciones han escrito "guías de investigación" (IOM, 1989a NIH, 1990), "listas de verificación" (CGS, 1990a) y declaraciones de "áreas de interés" y "dispositivos de interés" sugeridos (CGS, 1990c).

Las pautas a menudo afirman la necesidad de una interacción personal y regular entre el mentor y el aprendiz. Indican que los mentores pueden necesitar limitar el tamaño de sus laboratorios para que puedan interactuar directa y frecuentemente con todos sus aprendices. Aunque hay muchas formas de asegurar una tutoría responsable, los métodos que brindan retroalimentación continua, ya sea a través de mecanismos formales o informales, tienden a ser los más exitosos (CGS, 1990a). Los premios de mentores departamentales (comparables a los premios de enseñanza o investigación) pueden reconocer, alentar y mejorar la


Evaluación de la información científica para el programa de educación y detección de la exposición a las radiaciones (2005)

Las cuestiones científicas relacionadas con la radiación y los efectos asociados a la salud son complejas y pueden resultar confusas para las personas que no están involucradas profesionalmente con ellas. Los temas son aún más complicados en el contexto de la Ley de Compensación por Exposición a la Radiación (RECA) y el Programa de Educación y Detección de Exposición a la Radiación (RESEP). Este capítulo brindará a los lectores interesados ​​la oportunidad de familiarizarse con la terminología y los conceptos utilizados en las ciencias radiológicas. Se limita a temas científicos directamente relacionados con el cargo básico presentado al comité. El capítulo está dividido en tres secciones. El primero presenta los principios de la física relacionados con las radiaciones ionizantes. El segundo presenta la biología necesaria para comprender cómo la radiación afecta a las células y los mecanismos de lesión y reparación por radiación. La tercera sección describe los métodos utilizados para identificar y medir los riesgos para las personas que están expuestas a la radiación.

FÍSICA DE LA RADIACIÓN

Definición de radiación

La materia observable está formada por componentes discretos conocidos como átomos y moléculas. Los átomos se pueden dividir en partículas, como electrones, protones y neutrones. Otras partículas elementales son parte del tejido de la naturaleza, pero son más esquivas y no forman directamente átomos o moléculas estables. Cuando una partícula o grupo de partículas se acelera, puede alcanzar altas energías y viajar una gran distancia en muy poco tiempo. La radiación se puede definir como cualquier conjunto de

partículas elementales que tienen suficiente energía para interactuar y transferir parte de su energía a objetos o materiales que interceptan su camino.

Radiación ionizante

Pueden tener lugar muchos tipos diferentes de interacciones cuando la radiación golpea un objeto. Por ejemplo, los átomos de un objeto irradiado son neutros y cada uno de ellos consta de un núcleo cargado positivamente (formado por protones y neutrones) rodeado por electrones cargados negativamente. El proceso de eliminar un electrón orbital de un átomo se llama ionización.

Algunos tipos de radiación pueden transferir energía de una manera que crea ionización en el objeto. Los rayos X y los rayos gamma son partículas llamadas fotones que pueden crear ionización. Las microondas, la radiación ultravioleta, la luz visible y el infrarrojo también son fotones, pero no producen ionización y se denominan radiación no ionizante.

La ionización creada por la radiación en los sistemas vivos puede tener consecuencias biológicas únicas que son diferentes de las causadas por la radiación no ionizante. RECA se relaciona específicamente con enfermedades que se encuentran asociadas con la exposición a radiación ionizante.

El proceso que acelera las partículas para formar radiación puede ocurrir de forma natural. Por ejemplo, el sol emite continuamente partículas que llegan a la atmósfera y dan como resultado una lluvia continua de partículas elementales sobre la superficie de la tierra. Algunas fuentes de radiación son artificiales, como las máquinas de rayos X, los aceleradores de partículas utilizados para la terapia del cáncer y los reactores de energía nuclear utilizados para generar electricidad.

Radioactividad

La radiactividad es otra fuente importante de radiación ionizante. Todos los elementos, como el hidrógeno, el oxígeno o el hierro, se definen por la cantidad de protones en el núcleo. Sin embargo, los átomos del mismo elemento pueden tener un número diferente de neutrones en el núcleo. Estos se llaman isótopos. Los isótopos se identifican por el nombre del elemento y el número total de protones y neutrones en el núcleo. Por ejemplo, el elemento hidrógeno tiene un protón, 1 H. Hay otro isótopo de hidrógeno con un protón y un neutrón, 2 H, llamado deuterio y también un protón y dos neutrones, 3 H, llamado tritio. Algunos núcleos son inestables y estos pueden transformarse (desintegrarse) en núcleos más estables mediante la emisión de partículas y el proceso mdasha llamado desintegración radiactiva. Las partículas emitidas son una forma de radiación que se origina a partir de la radiactividad.

Cada elemento de la tabla periódica tiene al menos un isótopo que es radiactivo. Por ejemplo, el sodio-23 (23 Na) es estable, pero el sodio-22 (22 Na) y el sodio-24 (24 Na) son radiactivos de manera similar, el yodo-127 (127 I) es estable y el yodo-131 (131 I) ) es radiactivo. Una sal que contiene potasio natural siempre contendrá algo de potasio-40 radiactivo (40 K). El potasio es un mineral esencial en nuestro

dieta. Parte del potasio ingerido se absorbe en los tejidos. Ese proceso no se limita al potasio, sino que puede ocurrir con yodo, sodio, radio, etc. Por tanto, todas las personas contienen algo de radiactividad.

Cada isótopo radiactivo tiene propiedades únicas. Una propiedad es el tipo de partículas emitidas y otra es la energía de las partículas emitidas. No hay dos isótopos radiactivos que emitan la misma combinación de partículas y energías. Por lo tanto, se puede identificar la presencia de un isótopo específico en un lugar determinado midiendo los tipos y energías de las partículas emitidas.

La desintegración radiactiva es un proceso aleatorio: es imposible determinar cuándo se desintegrará un núcleo determinado. Sin embargo, es posible estimar cuántos núcleos de un grupo se desintegrarán durante un período determinado. La vida media de un isótopo es el tiempo que tarda la mitad de los núcleos de un grupo o muestra en descomponerse. Por lo tanto, los isótopos con vidas medias cortas se desintegran rápidamente y los que tienen vidas medias largas se desintegran más lentamente. No hay dos isótopos que tengan la misma vida media. Por ejemplo, la vida media del nitrógeno-16 (16 N) es 7.3 segundos la del radón 222 (222 Rn), 3.8 días la del 131 I, 8 días y la del uranio-238 (238 U), 4.5 mil millones de años. .

La radiactividad se refiere específicamente a la velocidad a la que se producen las desintegraciones. La cantidad de radiactividad presente depende del número de átomos radiactivos y su correspondiente vida media. La velocidad a la que se desintegran los átomos es proporcional al número de átomos dividido por la vida media. Esta tasa de desintegración se describe en unidades de Becquerels (Bq) en el Sistema Internacional, SI, de unidades o Curies (Ci) en el sistema tradicional de unidades utilizado en los Estados Unidos 1 Bq es igual a 1 desintegración por segundo, y 1 Ci es igual a 37 mil millones de desintegraciones por segundo. La cantidad de radiactividad a menudo se expresa en términos de milicurios (mCi), que es mil veces más pequeño que un Curie. Un microcurio (& microCi) es un millón de veces más pequeño que un Curie y un picocurio es un billón de veces más pequeño que un Curie. La cantidad de radiactividad en cualquier momento se reduce a la mitad en un período de tiempo igual a una vida media.

La radiactividad genera radiación emitiendo partículas. Los materiales radiactivos que se encuentran fuera del cuerpo se denominan emisores externos y los materiales radiactivos que se encuentran dentro del cuerpo se denominan emisores internos.

Tipos de radiaciones ionizantes

Los núcleos radiactivos pueden emitir varios tipos de partículas, pero hay tres tipos principales: partículas alfa (& alfa), partículas beta (& beta) y fotones que son rayos X o rayos gamma (& gamma). Varias propiedades distinguen esas partículas entre sí. Una es que las partículas alfa de carga eléctrica se emiten con una carga positiva de 2, las partículas beta se emiten con 1 carga negativa (electrón) o 1 carga positiva (positrón), y los rayos X y los rayos gamma no tienen carga y, por lo tanto, son neutrales.

Otra propiedad importante es la penetración de las partículas a través de la materia. Las partículas alfa pierden energía rápidamente y se detienen en una distancia muy corta. La mayoría de los viajes

no más de 3-5 centímetros en el aire y solo alrededor de 30-50 micrones en agua o tejido. No pueden penetrar la ropa ni la piel. Las partículas alfa deben emitirse muy cerca de los objetivos biológicos para producir un efecto. Por lo tanto, generalmente no se considera que los emisores alfa externos representen un peligro para la salud. Sin embargo, los materiales radiactivos pueden ingresar al cuerpo por inhalación, ingestión o transferencia a través de cortes y heridas. Parte de este material radiactivo pasa a través del cuerpo y se elimina, y parte permanece en tejidos que podrían contener células radiosensibles. La distribución del material radiactivo en el cuerpo depende de la química del elemento radiactivo. Por ejemplo, el radio tiene propiedades químicas similares a las del calcio, y el emisor de partículas alfa radio-226 (226 Ra) se acumulará con el calcio en los huesos.

Las partículas beta son electrones que pierden energía con bastante lentitud al atravesar materiales. Una partícula beta de alta energía puede viajar varios centímetros a través del agua y los tejidos. Las partículas beta de menor energía viajan una fracción de esa distancia. La emisión externa de partículas beta de baja energía, como en la desintegración del tritio, que es un isótopo del hidrógeno (3 H), o del carbono-14 (14 C), no se considera un peligro para la salud, mientras que la emisión externa de beta de alta energía las partículas de estroncio-90 (90 Sr) llegan a algunas regiones del cuerpo que son sensibles a la radiación. Como en el caso de los emisores alfa, la distribución de los emisores beta internos depende de la química del elemento radiactivo. El estroncio tiene una química similar a la del calcio y el 90 Sr se acumula en los huesos. La mayor parte del yodo del cuerpo que no se excreta se acumula en la tiroides. Las partículas beta del 131 I pueden originarse en la tiroides y depositar allí la mayor parte de su energía.

Los fotones pueden ser muy penetrantes. Los rayos X de alta energía y los rayos gamma viajan muchos metros en el aire y a través de muchos centímetros de hormigón, hierro y tejido. Por lo tanto, los rayos gamma externos pueden penetrar y depositar energía en todo el cuerpo. La distribución de los emisores gamma internos depende de la química del elemento radiactivo. Los rayos gamma emitidos internamente pueden depositar energía en el tejido de residencia o en los tejidos vecinos. Por ejemplo, el cesio-137 (137 Cs) se deposita en los tejidos blandos y todo el cuerpo se expone uniformemente a los rayos gamma.

Unidades y medidas de radiación

La radiación se puede describir y medir de muchas formas. A los efectos de la radiobiología y la protección radiológica, el concepto de dosis absorbida, D, es el más utilizado. No mide cada partícula, pero describe la energía depositada en una región específica. La dosis absorbida es la energía absorbida en un volumen de material dividido por la masa del material. Es el resultado de las interacciones físicas de la radiación ionizante dentro del volumen de material. Una dosis absorbida puede administrarse mediante cualquier tipo o combinación de tipos de radiación en cualquier tipo de material.

Las unidades de dosis absorbida son el gray (Gy) en el SI y el rad en el sistema tradicional que todavía se usa a menudo en los Estados Unidos 1 Gy equivale a 100

rad. El centigray (cGy) es una unidad de conveniencia que se utiliza a menudo en la terapia del cáncer y que equivale a 1 rad.

La tasa de dosis se refiere a la distribución de la dosis en función del tiempo. Puede expresarse como Gy por segundo (Gy s & minus1), por minuto (Gy min & minus1), por hora (Gy h & minus1) y por año (Gy y & minus1). Una dosis prolongada es aquella que se recibe durante un período prolongado. Una dosis dada administrada en 1 h a menudo tendrá consecuencias diferentes que la misma dosis total administrada durante un período de un año. En algunos casos, si la tasa de dosis es constante durante períodos prolongados, se denomina exposición continua a la radiación.Una tasa de dosis puede cambiar con el tiempo. La radiación podría ocurrir en forma de pulsos aleatorios o variar periódicamente.

El fraccionamiento de dosis describe el caso en el que una dosis se administra en segmentos o fracciones durante un período específico. Por ejemplo, en la radioterapia para el cáncer, se puede administrar una dosis total de 50 Gy a una tasa de dosis alta de 2 Gy min y menos1 durante solo 1 minuto por día durante un período de 25 días (5 semanas, excluidos los fines de semana).

Dosis equivalente

El concepto de dosis absorbida, D, se creó para estimar los efectos biológicos de la radiación ionizante. Los científicos esperaban que la dosis absorbida pudiera servir como un predictor universal de los efectos biológicos y los correspondientes riesgos para los seres humanos por la exposición a la radiación ionizante. Sin embargo, pronto se descubrió que dosis similares de radiación de diferentes partículas producían diferentes cantidades de daño biológico. En algunos casos, se necesita hasta 1 Gy de rayos gamma para producir el mismo efecto que 0,1 Gy de partículas alfa. Eso se observó en muchos sistemas biológicos y, en última instancia, se denominó eficacia biológica relativa (RBE).

La RBE está relacionada con la densidad o tasa de ionización producida por una partícula cuando atraviesa la materia. La transferencia de energía lineal, LET, es una medida de la tasa de pérdida de energía y, por lo tanto, de la ionización a lo largo de la trayectoria de una partícula. Las partículas alfa tienen pistas cortas, pero crean grandes cantidades de ionización a lo largo de la pista y se denominan radiación LET alta. Los electrones y las partículas beta se ionizan escasamente y se denominan radiación LET baja. Los rayos X y los rayos gamma crean electrones cuando interactúan con los materiales y también se consideran radiación LET baja. En una primera aproximación, RBE aumenta con LET.

Las reglas y la regulación de la protección contra las radiaciones de los seres humanos deben estar relacionadas con los riesgos asociados con la exposición a las radiaciones ionizantes. RBE hace que sea imposible basar un sistema de regulaciones en la dosis absorbida únicamente. Era necesario incluir el tipo de radiación de una manera coherente que reflejara los cambios tanto en la biología como en la física. Por este motivo, se estableció el concepto de dosis equivalente a efectos de protección radiológica. Dosis equivalente (HT) en un tejido u órgano, T, es el producto de la dosis absorbida promediada dentro de un tejido (DT) y un factor de ponderación de la radiación (wR), y así HT = DT & veces wR.

El factor de ponderación de la radiación se utiliza para ajustar la dosis absorbida para reflejar la RBE para la radiación de tipo R. Por lo tanto, está relacionado con LET. Las partículas alfa tienen

una wR de 20. Las partículas beta, los rayos X y los rayos gamma tienen una wR de 1.0. La dosis equivalente se describe en sievert (Sv) o rem.

Dosis efectiva

Algunos tejidos y órganos son más sensibles a la radiación que otros. Cuando todo el cuerpo se irradia uniformemente, todos los órganos reciben una dosis y contribuyen al riesgo total de un efecto sobre la salud, como el cáncer. En algunos casos, particularmente con emisores internos, solo uno o dos órganos reciben una dosis y los otros órganos no están en riesgo. Cuando se necesita conocer el riesgo combinado para tal caso, es necesario incluir un factor que esté relacionado con el riesgo de cada uno de los órganos expuestos. La dosis equivalente, HT, en cada tejido, T, se multiplica por un factor de ponderación del tejido, wT. La dosis efectiva, E, es entonces la suma de HTwT para todos los tejidos expuestos. La dosis efectiva es una dosis promediada de riesgo que sirve como medida de riesgo, incluidos los ajustes tanto para el tipo de radiación, wR, y los tejidos expuestos, wT. La dosis efectiva se expresa en sievert (Sv) cuando la dosis absorbida se mide en Gy, o en rem cuando la dosis se mide en rads 1 Sv = 100 rem.

La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP, 1991) ha hecho recomendaciones para los valores de wT sobre la base de la aparición de cáncer y los efectos hereditarios observados en las poblaciones expuestas. Los valores aceptados actualmente se muestran en la Tabla 3.1.

Una forma de interpretar el cuadro 3.1 es para una gran población de personas irradiadas uniformemente. Algunas personas pueden desarrollar cáncer como resultado de la dosis absorbida recibida. Los tipos de cáncer asociados a la radiación se distribuirían según la fracción representada por wT en la Tabla 3.1. ICRP hace recomendaciones

TABLA 3.1 Factores de ponderación tisular recomendados actualmente, wT a

a wT porque el resto se divide en partes iguales entre glándulas suprarrenales, cerebro, intestino grueso superior, intestino delgado, riñón, músculo, páncreas, bazo, timo y útero.

mendaciones para revisar los valores a medida que se disponga de nuevas pruebas sobre la incidencia del cáncer y la sensibilidad de los tejidos.

Radiación de fondo natural

Todas las personas están expuestas a radiaciones ionizantes de fuentes naturales. Las fuentes de radiación de fondo pueden estar fuera del cuerpo (radiación externa) o dentro del cuerpo (radiación interna). Las principales contribuciones a la radiación externa del fondo natural son los rayos cósmicos y los rayos gamma penetrantes emitidos por materiales radiactivos en las rocas y el suelo, en particular 40 K, 232 Th y 238 U. Las principales contribuciones a la radiación interna del fondo natural son los materiales radiactivos que ingresan el cuerpo a través de la dieta y mdash 40 K, carbono-14 (14 C), 226 Ra y radiactividad inhalada que se origina a partir de 222 Rn.

La radiación de fondo natural puede tener grandes variaciones. Las tasas de exposición en todo el mundo dependen de la geografía, la geología y los entornos habitacionales. La Tabla 3.2 muestra un resumen de la dosis efectiva anual promedio recibida de la radiación natural de fondo por personas en los Estados Unidos y el promedio recibido por personas que residen cerca de las montañas en la parte occidental del país (NCRP, 1987).

Hay otras exposiciones a radiaciones ionizantes. Las fuentes más comunes son los exámenes médicos que prescriben radiografías de diagnóstico y tomografías computarizadas (TC). La Tabla 3.3 muestra la dosis efectiva recibida de varios tipos de exámenes de diagnóstico (NCRP, 1987).

Además de los exámenes médicos, la población en general puede estar expuesta a la radiación de aplicaciones industriales y productos de consumo. La Figura 3.1 muestra la contribución relativa a la dosis efectiva para una persona promedio en los Estados Unidos a partir de fuentes naturales y artificiales (NCRP, 1987).

En la Figura 3.1, cósmico se refiere a la contribución de la radiación externa de partículas penetrantes que se originan en la atmósfera. Terrestre se refiere a la contribución de los rayos gamma externos que se originan en la radiactividad en el suelo, las rocas y los materiales de construcción. Interno La radiación se refiere a la contribución de la radiactividad depositada en todo el cuerpo a partir de la dieta y la inhalación. Radón representa

TABLA 3.2 Dosis efectiva anual promedio recibida por personas en los Estados Unidos de radiación natural de fondo

TABLA 3.3 Dosis efectiva recibida de exámenes de diagnóstico de órganos y tejidos específicos

Tracto gastrointestinal superior

la contribución de la inhalación y la deposición de radiactividad en el pulmón que se origina a partir del gas radón. Médico representa la contribución de los exámenes médicos de diagnóstico. Otro representa la contribución de fuentes de radiación ionizante creadas por el hombre, como la industria de la energía nuclear y los productos de consumo (por ejemplo, detectores de humo, monitores CRT, porcelana y tabaco).

Uranio

El programa original de armas nucleares dependía de la exploración, extracción y molienda de uranio natural. En ese momento, la mayoría de los depósitos de uranio conocidos estaban bajo tierra y requerían extensas operaciones mineras que requerían mucha mano de obra. Como se mencionó anteriormente, el uranio es radiactivo y tiene una vida media muy larga. Cuando el uranio se descompone, emite una partícula alfa. El núcleo restante, el torio, también es radiactivo. Se descompone rápidamente al emitir una partícula beta. Esa secuencia radiactiva continúa durante 13 desintegraciones hasta que se obtiene un isótopo estable de plomo.

FIGURA 3.1 Contribución relativa a la dosis efectiva promedio recibida por personas que viven en los Estados Unidos. Las secciones rayadas provienen de fuentes de radiación ionizante creadas por el hombre. Las otras secciones son de radiación de fondo natural.

formado. Por lo tanto, las radiaciones alfa (& alfa), beta (& beta) y gamma (& gamma) están presentes en las minas subterráneas. Su presencia puede resultar en exposición externa a rayos gamma y exposición interna a radiaciones alfa, beta y gamma por inhalación e ingestión involuntaria de polvo mineral.

Riesgo para los mineros

En general, la vía de exposición más peligrosa para los mineros subterráneos no está relacionada con el polvo de mineral en sí ni con los rayos gamma externos. Aproximadamente a la mitad del proceso de desintegración del uranio, 226 Ra se desintegra en 222 Rn. El radón es un gas inerte que se escapa de las rocas y comienza a acumularse en la mina. Finalmente decae. Esto inicia una rápida serie de desintegraciones que ocurren en cuestión de minutos:

Esos cuatro descendientes radiactivos de vida corta o productos de desintegración del radón se han llamado históricamente hijas del radón. Pueden quedar suspendidos en el aire y son respirables. El radón inhalado se exhala rápidamente, mientras que los productos de desintegración del radón pueden depositarse en las vías respiratorias. Las partículas alfa emitidas por 218 Po y 214 Po pueden entregar una gran cantidad de energía y dar como resultado una gran dosis a las células de las vías respiratorias. Estos procesos se han asociado directamente con el desarrollo de cáncer de pulmón en los mineros de uranio. También son motivo de preocupación en las viviendas familiares que tienen altas concentraciones de radón interior de origen natural.

La concentración de los productos de desintegración de corta duración del radón se mide en nivel de trabajo (WL). La exposición de una persona en un lugar determinado se basa en la concentración de productos de descomposición y la cantidad de tiempo que la persona pasa en el lugar. Esa exposición se expresa en mes de nivel de trabajo (WLM). A los efectos de esta definición, 1 mes se considera 170 h. Por tanto, 1 WLM es equivalente a 1 WL durante 170 h, 2 WL durante 85 h, 5 WL durante 34 h, y así sucesivamente. El riesgo de cáncer de pulmón inducido por radiación está relacionado con la exposición en WLM. Con fines de comparación, 1 WLM administra una dosis eficaz de aproximadamente 10 mSv (1 rem) a la región bronquial de la tráquea del tracto respiratorio.

Riesgo para los transportadores y molineros de mineral

Una vez que el mineral de uranio se extrae de la mina, se envía a un molino, donde se tritura en arena fina y se somete a un proceso químico para eliminar el uranio de forma selectiva del mineral. El producto final, óxido de uranio (U3O8), a menudo llamado torta amarilla, se utiliza para la producción de armas o como combustible para reactores nucleares. Las arenas restantes, llamadas relaves de molinos de uranio, se colocan en una pila de relaves cerca del molino.

La torta amarilla tiene una concentración de uranio mucho más alta que el mineral original extraído de la mina. Sin embargo, debido a que el uranio tiene una vida media extremadamente larga, la radiactividad no es el principal peligro. El peligro más grave es la toxicidad química de metales pesados ​​debido a la ingestión o inhalación.

Riesgo de relaves de molinos

El limo fino y las arenas de los relaves de los molinos contienen todos los demás isótopos radiactivos del mineral, excepto el uranio. En efecto, eso representa toda la radiactividad en la serie de desintegración del uranio, incluido el radón. Debido a que el radón es un gas noble, puede escapar de las arenas y es una ruta potencial de exposición de las personas que residen cerca del molino o de exposición posterior cuando los relaves se utilizan para la construcción o el relleno sanitario alrededor de las casas. La exposición a la radiación externa y al radón disminuye rápidamente con la distancia a los relaves.

Armas nucleares y lluvia radiactiva

La torta amarilla es un óxido de uranio natural. El uranio natural consta de los isótopos 238 U (99,3%), 235 U (0,7%) y 234 U (trazas). 235 U es necesario para un arma nuclear. Así, la torta amarilla debe someterse a otro proceso para aumentar la proporción de 235 U. Eso se llama enriquecimiento, y el producto deseado es uranio enriquecido. El subproducto restante se llama uranio empobrecido y es casi exclusivamente 238 U.

Cuando se detona un arma nuclear, se libera energía a través de un proceso llamado fisión. La fisión ocurre cuando un núcleo pesado absorbe un neutrón adicional y luego se divide violentamente en dos partes y algunos neutrones adicionales. Si los neutrones sobreviven para producir otra fisión, el proceso puede sostenerse por sí mismo. Las armas están diseñadas para generar suficientes fisiones para iniciar una explosión en una fracción de segundo después de la detonación. Las primeras armas nucleares liberaron energía equivalente a 15.000 toneladas (15 kilotones) de TNT. Las versiones posteriores utilizaron 235 U o plutonio-239 (239 Pu) para producir rendimientos de fisión de más de 1.000 kilotones.

Los dos fragmentos nucleares que quedan después de la fisión se denominan productos de fisión. Pueden ocurrir muchas combinaciones posibles de fragmentos. Uno o ambos productos de fisión pueden ser radiactivos. Algunos tienen vidas medias muy cortas y, por lo tanto, se deterioran en segundos o minutos. Otros tienen vidas medias de días (por ejemplo, 131 I) o años (por ejemplo, 90 Sr y 137 Cs).

Los productos de fisión son propulsados ​​a la atmósfera por la fuerza de la explosión. Pueden permanecer suspendidos y transportados por los vientos. Con el tiempo, los productos de fisión radiactivos se depositan en la superficie de la tierra y se denominan lluvia radiactiva. La precipitación se puede incrementar localmente por el lavado de la precipitación (Beck, 2002 Bennett, 2002). Fallout puede ser responsable de la exposición tanto externa como interna de las personas cercanas. Más de 150 productos de fisión tienen la mitad

vive más de 1 h. En la Tabla 3.4 se enumeran algunos de los importantes productos de fisión radiactiva de la lluvia radiactiva y su principal vía de exposición.

Dosimetria

La dosimetría es el proceso de determinar la dosis efectiva recibida por personas expuestas a radiación ionizante. La forma más precisa de determinar la dosis para un individuo es realizar mediciones con un dosímetro asignado a cada persona. Eso se requiere hoy en día para los trabajadores de la radiación que podrían estar expuestos durante las actividades ocupacionales de rutina. Los monitores de área miden la radiación externa o la radiactividad suspendida en el aire en lugares específicos. Ningún dosímetro puede medir directamente la dosis que llega al pulmón por la inhalación de materiales radiactivos, por lo que los monitores de área son los principales instrumentos utilizados para medir y controlar la exposición interna en las minas subterráneas.

Los dosímetros personales no estaban disponibles para todas las personas que podrían haber sido afectadas por las consecuencias de las pruebas de armas atmosféricas. La Comisión de Energía Atómica de EE. UU. Recopiló las consecuencias de las películas engomadas en más de 100 ubicaciones en los Estados Unidos y sus territorios. La película se recogió con regularidad y se analizó para estimar la radiactividad depositada en el suelo (Beck et al., 1990). Los datos resultantes y los patrones climáticos se utilizaron para crear mapas de lluvia radiactiva en todo el país.

La reconstrucción de dosis es un proceso computacional para estimar la dosis a personas en situaciones en las que las mediciones directas están incompletas o no están disponibles. El Instituto Nacional del Cáncer ha desarrollado mapas que muestran las concentraciones de radiactividad depositadas en los Estados Unidos por la lluvia radiactiva durante el período de la atmósfera.

TABLA 3.4 Algunos productos de fisión importantes en la lluvia radiactiva y sus vías de exposición. Están ordenados con masa atómica creciente

pruebas de armas. Estos datos pueden usarse para estimar la dosis de radiación interna y externa a las personas que viven a favor del viento de un sitio de prueba. En el Capítulo 4 se presenta una descripción más extensa de estos mapas y calculadoras de dosis.

BIOLOGÍA RADIOLÓGICA

Cuando las personas están expuestas a radiación ionizante de fuentes externas o internas del cuerpo, la radiación puede interactuar con moléculas en las células que se encuentran en su camino. Como se describió anteriormente en este capítulo, parte de la radiación ionizante puede viajar a través de unas pocas o varias capas de células (radiación de partículas beta) oa través de muchas capas de células hacia los tejidos profundos del cuerpo (radiación xy gamma), mientras que las partículas alfa la radiación tiene trayectorias o pistas cortas. La velocidad a la que la radiación pierde energía a lo largo de sus pistas se denomina transferencia de energía lineal (LET) y depende de la longitud de su pista. Así, la radiación de partículas beta y los electrones asociados con los rayos X y gamma, que son escasamente ionizantes, se describen como radiación de baja LET, y la radiación de partículas alfa, que es densamente ionizante, como radiación de alta LET.

Acciones biológicas de las radiaciones ionizantes

El principal objetivo de importancia con respecto al daño por radiación es el ácido desoxirribonucleico (ADN) en el núcleo celular y rsquos. Las interacciones entre la radiación ionizante y el ADN pueden ser directas o indirectas.

Las interacciones directas ocurren cuando la radiación se deposita o transfiere su energía directamente al ADN. Sin embargo, la probabilidad de interacciones directas es baja porque el volumen de ADN es pequeño en relación con el volumen total de la célula. Las interacciones directas ocurren más comúnmente cuando la radiación es del tipo densamente ionizante, como la radiación de partículas alfa o beta, que cuando es menos densamente ionizante, como la radiación gamma y x.

La radiación interactúa indirectamente con el ADN al interactuar primero con las moléculas de agua en la vecindad del ADN, provocando ionizaciones que dan como resultado la formación de radicales hidroxilo libres. Los radicales libres pueden luego difundirse a la vecindad del ADN y pueden causar alteraciones en él. Aproximadamente el 60% del daño del ADN causado por la radiación es el resultado de interacciones indirectas. Sin embargo, pocas de las muchas interacciones que ocurren dan como resultado daños en el ADN, porque la mayoría de los radicales libres se dispersan y depositan su energía sin interactuar con el ADN.

Sensibilidad biológica a las radiaciones ionizantes

Un concepto importante en biología de la radiación es que las células que se dividen más rápidamente son las menos diferenciadas y las más sensibles a la radiación y, por lo tanto, son las más vulnerables a la muerte y las lesiones inducidas por la radiación. El concepto de radiosensibilidad fue formulado por Bergonie y Triboneau (1906). Algunos

Las células proliferativas de los testículos, la médula ósea roja y la mucosa intestinal se encuentran entre las más radiosensibles. Las células que se dividen más lentamente, si es que lo hacen, y las células que están muy diferenciadas, como los glóbulos rojos maduros y las células musculares y nerviosas, suelen ser relativamente insensibles a la radiación. Los linfocitos grandes (un tipo de glóbulo blanco) se dividen con más frecuencia que los linfocitos pequeños, pero ambos son muy sensibles a la radiación. Uno de los primeros efectos clínicos de una dosis aguda de radiación en todo el cuerpo y que supera los 250 mSv (25 rem) y mdashin en humanos es una rápida caída en el número de linfocitos grandes, que comienza en 24 h.Debido a que los linfocitos pequeños se dividen con poca frecuencia, los cambios inducidos por la radiación en su ADN son más persistentes, por lo que las aberraciones en ellos pueden persistir durante muchos años después de una gran dosis de radiación (Goans et al., 2001).

Una dosis de radiación administrada de una vez o en un período corto tiene un efecto biológico mayor que la misma dosis total administrada en pequeñas cantidades durante un período de semanas (fraccionamiento) o en cantidades muy pequeñas de forma continua durante un período prolongado (prolongación). En los últimos casos, es probable que menos células mueran o se dañen letalmente al mismo tiempo. La reparación del ADN puede proceder en los intervalos entre las exposiciones sucesivas de una sola célula a partir de una exposición fraccionada, o puede ser suficiente para contrarrestar el daño que se produce durante una exposición prolongada, de modo que las bajas tasas de dosis permitan la recuperación o el reemplazo celular.

Daño biológico inducido por radiación

La exposición externa de todo el cuerpo o una parte sustancial del cuerpo a la radiación penetrante, como los rayos gamma y X, puede dañar el ADN en las células de los tejidos profundos del cuerpo. La dosis de radiación externa se deposita independientemente de la captación diferencial en las células y las regiones subcelulares debido a los procesos metabólicos locales en curso. La distribución de dosis no homogénea es más característica de los emisores internos que de las fuentes de radiación externas. Cuando una persona expuesta abandona la vecindad de una fuente externa de radiación, no se recibe más dosis de esa fuente.

Las partículas alfa o beta de alta energía depositadas sobre o cerca de la piel pueden penetrar las capas externas de las células cutáneas muertas y envejecidas para llegar a la capa más profunda o germinal en la que las células se están dividiendo activamente. Las partículas radiactivas que ingresan al cuerpo se distribuyen a través de muchos órganos de acuerdo con la naturaleza del metabolismo de las partículas y las funciones de los diferentes órganos. Solo en raras ocasiones se distribuyen uniformemente por todo el cuerpo, la mayoría se depositan en tejidos u órganos diana; por ejemplo, el 131 I, como el yodo estable, se dirige a la glándula tiroides. La dosis depositada en diferentes órganos es la mejor medida de radiación para usar en correlaciones de la dosis interna con los efectos observados y esperados. Es probable que las dosis a diferentes órganos de partículas radiactivas en el cuerpo sean bastante heterogéneas. Las grandes diferencias entre órganos se basan en factores metabólicos. La radiactividad que ingresa al cuerpo persiste hasta que se desintegra o el elemento radiactivo se elimina del cuerpo.

Reparación de daños inducidos por radiación

La reparación del daño del ADN causado por la radiación de fuentes externas o internas del cuerpo es un proceso biológico normal y eficaz. Este proceso de reparación altamente eficiente, que ha evolucionado durante muchos milenios, permite a los organismos, incluidos los humanos, sobrevivir y prosperar a pesar de la exposición constante a niveles de radiación de fondo en el medio ambiente que en milenios anteriores eran mucho más altos de lo que son ahora. Sin embargo, es más probable que la radiación ionizante dañe ambas cadenas de ADN simultáneamente que los procesos metabólicos normales. Esto se debe a que las ionizaciones pueden ocurrir juntas a lo largo de las pistas de partículas cargadas (electrones, protones y partículas alfa), dañando así ambas cadenas de ADN y produciendo roturas de doble cadena de ADN u otros daños que afecten a ambas cadenas de ADN en estrecha proximidad.

La reparación del daño inducido por la radiación suele ser completa y precisa, restaurando el ADN dañado a su función completa. Pero si el daño es irreparable y las células mueren inmediatamente o no pueden dividirse para producir nuevas células del mismo tipo, los sistemas celulares se agotan y si la tasa de agotamiento excede la tasa a la que el cuerpo puede reemplazar las células perdidas, el subyacente Es probable que el daño biológico inducido por la radiación se vuelva clínicamente evidente en forma de efectos adversos para la salud. Los biólogos de la radiación describen estos efectos como efectos deterministas porque su tipo y gravedad están determinados por la naturaleza y la magnitud de la dosis de radiación recibida. La reparación del ADN también puede ser incompleta o inexacta, en cuyo caso las células sobreviven y se dividen, pero con cierta probabilidad de cambios o mutaciones en algunos de sus genes. Con el tiempo, estas mutaciones pueden provocar otros efectos adversos para la salud, principalmente cáncer. Los biólogos de la radiación describen estos efectos tardíos o de aparición retardada como efectos estocásticos porque su aparición sigue una distribución o patrón de probabilidad aleatorio, es decir, son efectos que ocurren al azar con algún grado de probabilidad relacionado con la dosis de radiación de una persona.

Efectos sobre la salud humana del daño biológico inducido por la radiación

La aparición de efectos deterministas para la salud puede ser aguda o retardada, según el tipo.

Efectos deterministas agudos o tempranos

Los efectos deterministas agudos o tempranos se vuelven clínicamente evidentes en minutos hasta aproximadamente 2 meses después de una exposición aguda a la radiación de todo el cuerpo o parte del cuerpo de magnitud suficiente para causar un número crítico de células en los sistemas de tejidos individuales, como los tejidos que forman la sangre, morir prematuramente o perder su capacidad de dividirse. Cuanto mayor sea la dosis de radiación aguda, antes se producirán los efectos deterministas después de la exposición y más graves serán. Clini-

TABLA 3.5 Dosis estimadas de umbral absorbido para efectos deterministas seleccionados de la exposición aguda a radiación LET baja a

Depresión del proceso de formación de células sanguíneas.

a FUENTE: Adaptado de OIM, 1999.

Los estudios médicos, epidemiológicos y en animales han demostrado que se requieren dosis umbral de radiación para causar efectos deterministas específicos, es decir, umbrales de dosis por debajo de los cuales no se observan tipos específicos de efectos deterministas (Mettler y Upton, 1995). Las dosis mínimas o umbral necesarias para provocar efectos deterministas específicos dependen de la sensibilidad a la radiación de los sistemas celulares expuestos. En el cuadro 3.5 se muestran las dosis umbral absorbidas estimadas para determinados efectos deterministas de la exposición aguda a radiación de baja LET.

El espectro de signos y síntomas tempranos observados después de una dosis corporal total o parcial de 0.5-1.0 Gy o más se conoce como síndrome de radiación aguda (ARS). Young (1987) ha descrito en detalle las características clínicas del ARS. Sobre la base de la revisión del comité y rsquos de la información acerca de las estimaciones de dosis de radiación reconstruidas de los downwinders y los participantes en el sitio, se considera muy poco probable que las personas en las poblaciones de RECA hayan recibido dosis agudas de radiación gamma en todo el cuerpo o en parte de su cuerpo de magnitud suficiente como para causar efectos deterministas. , incluido el ARS (Lloyd et al., 1990 Henderson y Smale, 1990 Till et al., 1995 Caldwell et al., 1983).

La exposición a la radiación ionizante a niveles de fondo naturales normalmente presentes en el medio ambiente no produce efectos deterministas discernibles en la salud de los seres humanos.

Efectos deterministas tardíos

Algunos tipos de efectos deterministas pueden aparecer muchos meses o años después de una exposición a una dosis relativamente alta de radiación.Estos efectos son el resultado de la muerte celular o lesiones que ocurrieron en el momento de la exposición, pero que no se vuelven clínicamente evidentes hasta que ha pasado un largo período. . Esta categoría incluye cataratas inducidas por radiación, fibrosis, atrofia fibrovascular, disfunción tiroidea y efectos en un embrión o feto expuesto.

La catarata es uno de los pocos efectos sobre la salud de la exposición a la radiación que, en esencia, es patológicamente característico, al menos en sus primeras etapas, de la lesión por radiación.

Se ha descrito que las cataratas del tipo subcapsular posterior son clínicamente detectables y distinguibles de las cataratas debidas a otras causas después de dosis al cristalino de aproximadamente 2 Gy de baja radiación LET y un período de latencia mínimo de aproximadamente 10-12 meses.

Las dosis umbral de radiación a áreas localizadas del cuerpo suficientes para producir fibrosis inducida por radiación, atrofia fibrovascular y disfunción tiroidea son considerablemente más altas que la dosis umbral para la inducción de cataratas.

La exposición de una mujer embarazada a la radiación puede causar efectos deterministas inespecíficos en el embrión o el feto. Estos efectos en el útero pueden expresarse clínicamente en el embrión o feto o después del nacimiento del niño. La naturaleza de estos efectos y su gravedad están relacionados con la dosis de radiación al embrión o feto y el período del embarazo (gestación) en el que ocurrió la exposición (Brent, 1999) (ver Capítulo 7).

Efectos estocásticos

El daño inducido por la radiación que se repara de manera incompleta o incorrecta aumenta la probabilidad de mutaciones genéticas en las células afectadas. Si las células afectadas son de tipo somático, es decir, el tipo de célula que no se transmite a la descendencia de una persona, aumenta la probabilidad de que los efectos estocásticos (tardíos), como el cáncer, aparezcan en personas irradiadas años o incluso décadas después. exposición. Si las células afectadas son del tipo reproductivo, es decir, se transmiten a la siguiente generación, también existe una pequeña probabilidad de efectos genéticos hereditarios inducidos por radiación en la progenie de las personas expuestas. Tales efectos, que no son propios de la radiación, ocurren aleatoriamente con frecuencias y probabilidades que aumentan al aumentar la dosis. Su gravedad no está relacionada con la dosis. En ausencia de datos biológicos o epidemiológicos definitivos que indiquen lo contrario, se supone que no existe un umbral de dosis por debajo del cual el riesgo de efectos estocásticos es cero.

El cáncer y el efecto cancerígeno de la radiación El cáncer es un término colectivo que se utiliza para describir muchos tipos de enfermedades malignas. Su inducción y desarrollo siguen un proceso de múltiples etapas que aún no se comprende completamente, pero se sabe que está influenciado por muchos factores dentro y fuera del cuerpo. El cáncer se presenta principalmente en personas mayores. La Sociedad Estadounidense del Cáncer estima que entre el 40 y el 45% de la población estadounidense desarrolla algún tipo de cáncer durante su vida y que el cáncer representa aproximadamente el 25% de las muertes en los Estados Unidos (Jemal et al., 2004). Se ha demostrado que la exposición a la radiación aumenta el riesgo de cáncer en la población expuesta en una cantidad que a menudo está relacionada con la dosis y con el riesgo normal o de fondo en la población no expuesta.

Después de la exposición a la radiación, las mutaciones inducidas en las células somáticas (células cuyos genes no se transmiten a la siguiente generación) de una persona expuesta pueden alterar la proliferación celular y dar como resultado tumores benignos o no cancerosos. Las mutaciones adicionales pueden causar cambios malignos por los cuales un tumor benigno se vuelve maligno.

nant. En teoría, las mutaciones inducidas por radiación en una sola célula somática pueden eventualmente dar como resultado que la célula y su progenie se vuelvan malignas o cancerosas. Esta progresión es compleja y depende de una variedad de factores, solo algunos de los cuales han sido caracterizados. Sobre la base de estudios en animales y epidemiológicos, los factores que se sabe que influyen en la inducción de radiación de los tumores incluyen la edad en el momento de la exposición, el sexo, los antecedentes genéticos y el estado inmunológico.Estos factores del hospedador y otros factores conocidos se analizan con más detalle en los capítulos 4 y 7. .

En ausencia de datos definitivos, los científicos generalmente asumen que todos los tipos de cánceres son susceptibles de ser inducidos por radiación ionizante. Sin embargo, los estudios epidemiológicos y en animales han demostrado que es más probable que algunos cánceres hayan sido causados ​​por la radiación que otros. En la Tabla 3.6 se muestran varios tipos de cáncer agrupados por la fuerza de su asociación estadística con la radiación y las estimaciones de riesgo disponibles obtenidas en análisis de datos de estudios epidemiológicos de poblaciones en riesgo de exposición.

El tiempo entre la inducción de cualquier enfermedad y su detección o diagnóstico clínico se conoce epidemiológicamente como período latente. Debido a que no sabemos con precisión cuándo se induce un tumor después de una exposición a la radiación, el período de latencia de un tumor inducido por radiación en una persona expuesta generalmente se considera el tiempo entre la exposición y la detección o el diagnóstico del tumor. Sobre la base de los datos epidemiológicos, los períodos de latencia mínimos para la leucemia inducida por radiación y la mayoría de los cánceres sólidos generalmente se consideran de aproximadamente 2 años y 10 años, respectivamente. Para los cánceres de tiroides y huesos, se estima que los períodos de latencia mínimos son de unos 5 años. En estudios epidemiológicos se ha demostrado que la edad de exposición y la magnitud de la dosis de radiación influyen en los períodos de latencia de algunos tipos de tumores específicos que se han asociado causalmente con la exposición a la radiación.

El riesgo relativo (RR) de desarrollar leucemia (todos los tipos excepto CLL) después de la exposición a la radiación parece elevarse a una meseta aproximadamente 15 años después de la exposición y luego aproximadamente 25 años después de la exposición para comenzar una disminución gradual hacia el riesgo en general, o no expuestos , población. Los RR para cánceres sólidos parecen aumentar hasta una meseta aproximadamente 25 años después de la exposición y permanecer en ese nivel durante un período prolongado y posiblemente de por vida, según el tipo de cáncer.

Los cánceres radiogénicos, cánceres que pueden atribuirse a la exposición a la radiación, son histopatológica y clínicamente indistinguibles de los cánceres espontáneos o de origen natural en poblaciones no expuestas. Como se analiza más adelante en este capítulo, la atribución del cáncer en general o de tipos específicos de cáncer a la radiación, por lo tanto, debe depender de la observación de diferencias estadísticas entre sus frecuencias en las poblaciones expuestas y las no expuestas a la radiación (distintas de las exposiciones de fondo).

Cuando un tipo específico de cáncer se describe como radiogénico, no significa que todos los cánceres de ese tipo fueron causados ​​por la radiación, sino que significa que es un tipo de cáncer que se ha asociado estadísticamente con la exposición a la radiación en estudios de poblaciones expuestas. Hallazgos similares para un tipo de cáncer específico en


Biología

El propósito de la educación científica es desarrollar la alfabetización científica, ayudando a los estudiantes a interesarse y comprender el mundo que los rodea para participar en un discurso sobre los aspectos científicos y tecnológicos que subyacen a los problemas globales y locales para comprender la naturaleza comprobable y discutible de la ciencia. , y cuestionar las afirmaciones de otros sobre cuestiones científicas para poder identificar preguntas, sacar conclusiones basadas en evidencias y discutir su validez y formarse opiniones, razonadas e informadas, sobre el medio ambiente, sobre su propia salud y bienestar. y sobre el papel y el impacto de la ciencia en la sociedad. La biología es el estudio de la fascinante diversidad de la vida a medida que evoluciona, interactúa y funciona. La investigación de los sistemas biológicos y sus interacciones, desde el nivel molecular hasta los procesos celulares y la dinámica de los ecosistemas, ha llevado al conocimiento y la comprensión biológicos que nos permiten explorar y explicar las observaciones cotidianas, encontrar soluciones a problemas biológicos y comprender los procesos de continuidad biológica y cambian con el tiempo.

Razón fundamental

El conocimiento y la comprensión de la ciencia, la alfabetización científica y los métodos científicos son necesarios para que los alumnos desarrollen las habilidades para resolver preguntas sobre su mundo natural y construido.

El propósito de la educación científica es desarrollar la alfabetización científica, ayudando a los estudiantes a interesarse y comprender el mundo que los rodea para participar en un discurso sobre los aspectos científicos y tecnológicos que subyacen a los problemas globales y locales para comprender la naturaleza comprobable y discutible de la ciencia. , y cuestionar las afirmaciones de otros sobre cuestiones científicas para poder identificar preguntas, sacar conclusiones basadas en evidencias y discutir su validez y formarse opiniones, razonadas e informadas, sobre el medio ambiente, sobre su propia salud y bienestar. y sobre el papel y el impacto de la ciencia en la sociedad.

La biología es el estudio de la fascinante diversidad de la vida a medida que evoluciona, interactúa y funciona. La investigación de los sistemas biológicos y sus interacciones, desde el nivel molecular hasta los procesos celulares y la dinámica de los ecosistemas, ha llevado al conocimiento y la comprensión biológicos que nos permiten explorar y explicar las observaciones cotidianas, encontrar soluciones a problemas biológicos y comprender los procesos de continuidad biológica y cambian con el tiempo.

La biología tiene como objetivo desarrollar estudiantes y rsquo:

  • Sentido de asombro y curiosidad por la vida y respeto por todos los seres vivos y el medio ambiente.
  • comprensión de cómo los sistemas biológicos interactúan y están interrelacionados el flujo de materia y energía a través y entre estos sistemas y los procesos por los cuales persisten y cambian
  • Comprensión de los principales conceptos, teorías y modelos biológicos relacionados con los sistemas biológicos en todas las escalas, desde los procesos subcelulares hasta la dinámica de los ecosistemas.
  • apreciación de cómo los científicos utilizan la biología en una amplia gama de aplicaciones y cómo el conocimiento biológico influye en la sociedad en contextos locales, regionales y globales
  • capacidad para planificar y realizar trabajo de campo, laboratorio y otras investigaciones de investigación, incluida la recopilación y análisis de datos cualitativos y cuantitativos y la interpretación de evidencia
  • Capacidad para utilizar argumentos sólidos y basados ​​en la evidencia de forma creativa y analítica al evaluar afirmaciones y aplicar el conocimiento biológico.
  • capacidad para comunicar comprensión biológica, hallazgos, argumentos y conclusiones utilizando representaciones, modos y géneros apropiados.

Los resultados del aprendizaje

Al completar con éxito este curso, los alumnos podrán:

  • planificar actividades y monitorear y evaluar el progreso organizarse para completar las actividades y cumplir con los plazos contribuir a completar las actividades grupales en el contexto de la biología
  • Aplicar técnicas científicas y habilidades prácticas utilizando equipos de manera segura y competente para recopilar datos relacionados con la biología.
  • utilizar la investigación científica para desarrollar, realizar, interpretar y evaluar experimentos relacionados con la biología
  • recopilar y registrar datos primarios y secundarios de una variedad de fuentes relevantes
  • Aplicar habilidades de investigación discriminatorias y adherirse a los principios de integridad académica.
  • Comunicar, predecir y explicar fenómenos biológicos, utilizando representaciones cualitativas y cuantitativas en modos y géneros apropiados, y siguiendo las convenciones y terminología aceptadas.
  • Establecer conexiones entre el conocimiento de la biología y las consideraciones éticas, políticas, culturales, sociales, económicas y científicas en diferentes contextos.
  • Aplicar conceptos biológicos para describir procesos en todos los niveles de la organización biológica: la base química de las células vivas, los organismos y la continuidad de los organismos y la supervivencia de los cambios.
  • interpretar información y aplicar conceptos y procesos biológicos para discutir problemas y hacer predicciones plausibles
  • interpretar datos para sacar conclusiones válidas.

Acceso

Caminos

Este curso está diseñado para estudiantes interesados ​​y curiosos acerca de la ciencia del mundo viviente. La finalización con éxito del Nivel 2 de Ciencias de la Vida proporcionaría una preparación útil para el estudio de Biología.

El estudio de la biología proporcionará una base para que los estudiantes consideren críticamente y tomen decisiones informadas sobre los problemas biológicos contemporáneos en su vida cotidiana.

Puede estudiarse como parte de un camino hacia estudios terciarios y carreras en áreas como agricultura, botánica, zoología, ciencias marinas, biotecnología, ciencias de la salud, farmacia, medicina, enfermería o ciencias veterinarias. También es adecuado para estudiantes que deseen estudiar una ciencia como parte de una educación general.

Requerimientos de recursos

Tamaño y complejidad del curso

Este curso tiene un nivel de complejidad de 3.

En el Nivel 3, se espera que el alumno adquiera una combinación de conocimientos y habilidades teóricos y / o técnicos y fácticos, y utilice el juicio al variar los procedimientos para tratar aspectos inusuales o inesperados que puedan surgir. Se esperan algunas habilidades para organizarse a sí mismo y a los demás. El nivel 3 es un estándar adecuado para preparar a los alumnos para continuar sus estudios en el nivel terciario. Las competencias VET en este nivel son a menudo las características de un Certificado AQF III.

Este curso tiene un valor de tamaño de 15.

Requisitos del curso

Todas las áreas de contenido de Biología son obligatoriosin embargo, no se prescribe el orden de entrega.

Este curso tiene un tiempo de diseño de 150 horas. A mínimo de 45 horas se dedicará a actividades prácticas, que son una parte integral del curso, y se utilizarán como medio de enseñanza y consolidación del contenido del curso, así como como medio de evaluación.

Los estudios de casos se pueden utilizar para involucrar a los alumnos e integrar contenido de diferentes partes del curso.

Contenido del curso

Para las áreas de contenido de Biología, las tres (3) hebras interrelacionadas y ndash Habilidades de investigación científica La ciencia como esfuerzo humano y Comprensión de la ciencia y ndash se basa en el aprendizaje de los estudiantes y rsquo en F-10 Plan de estudios australiano: ciencia. En la práctica de la ciencia, las tres ramas están estrechamente integradas: el trabajo de los científicos refleja la naturaleza y el desarrollo de la ciencia, se basa en la investigación científica y busca responder e influir en la sociedad. Estas tres áreas se integrarán en todas las áreas de estudio de este curso.

Los estudiantes desarrollarán una comprensión del método científico y también de la biología como un esfuerzo humano, a lo largo del curso.

La comprensión científica se desarrollará mediante el estudio de cuatro (4) secciones:

  • La base química de la vida (Criterio 5)
  • Celdas (Criterio 6)
  • Organismos (Criterio 7)
  • Continuidad de organismos y supervivencia de cambios (Criterio 8).

Cada sección se estudiará con referencia a los conceptos y procesos subyacentes relevantes de lo siguiente:

  • estructura que refleja la función
  • entrada / salida de materiales
  • entrada / salida de energía
  • manteniendo el equilibrio
  • ADN: el código de la vida
  • Manejo de desafíos.

Todas las secciones del curso se evaluarán según los Criterios 1, 2, 3 y 4.

La estructura del contenido del curso se resume en la siguiente tabla:

Hebras generales

Habilidades de investigación científica, La ciencia como esfuerzo humano, Comprensión científica

  • Identificar, investigar y construir preguntas para la investigación proponer hipótesis y predecir posibles resultados
  • Diseñar experimentos, incluidos los procedimientos que se seguirán, los materiales necesarios y el tipo y la cantidad de datos primarios y / o secundarios que se recopilarán observar las evaluaciones de riesgo y considerar la ética de la investigación, incluida la ética animal
  • Recopile de manera segura, competente y metódica datos válidos y confiables de investigaciones prácticas
  • Representar datos de manera significativa y útil Organizar y analizar datos para identificar tendencias, patrones y relaciones Describir cualitativamente las fuentes de errores de medición e incertidumbre y limitaciones en los datos y seleccionar, sintetizar y usar evidencia para hacer y justificar conclusiones.
  • Seleccionar, construir y usar representaciones apropiadas para comunicar comprensión conceptual, resolver problemas y hacer predicciones.
  • Interpretar una variedad de recursos científicos, por ejemplo, investigaciones e informes de los medios, y evaluar procesos, afirmaciones y conclusiones al considerar la calidad de la evidencia disponible y utilizar el razonamiento para construir argumentos científicos.
  • Comunicarse con audiencias específicas para propósitos específicos utilizando el lenguaje, la nomenclatura, los géneros y los modos apropiados, incluidos los informes científicos.

LA CIENCIA COMO OBRA HUMANA

  • El conocimiento científico puede permitir a los científicos ofrecer explicaciones válidas y hacer predicciones fiables.
  • Las TIC y otras tecnologías han aumentado drásticamente el tamaño, la precisión y el alcance geográfico y temporal de los conjuntos de datos con los que trabajan los científicos.
  • Los modelos y las teorías se impugnan y refinan o reemplazan cuando la nueva evidencia los desafía, o cuando un nuevo modelo o teoría tiene un mayor poder explicativo.
  • La aceptación del conocimiento científico puede verse influida por el contexto social, económico y cultural en el que se considera
  • Las personas pueden utilizar el conocimiento científico para informar el seguimiento, la valoración y la evaluación del riesgo.
  • El uso del conocimiento científico puede tener consecuencias beneficiosas y / o dañinas y / o no deseadas.
  • La ciencia puede tener una capacidad limitada para proporcionar respuestas definitivas al debate público, es posible que no haya suficientes datos confiables disponibles o que la interpretación de los datos sea cuestionable.
  • El conocimiento científico se puede utilizar para desarrollar y evaluar los impactos económicos, sociales y ambientales proyectados y para diseñar acciones para la sostenibilidad.

Diseño experimental (Criterio 2)

  • Proponer una hipótesis comprobable que identifique claramente la variable independiente y dependiente
  • Diseña un experimento controlado:
    • Explicar los requisitos para una sola variable independiente y la importancia de controlar todas las demás variables (variables fijas)
    • Explicar la necesidad de un tratamiento de control para comparar.
    • Explicar la necesidad de un tamaño de muestra y réplicas adecuados y las limitaciones cuando esto no sea posible.
    • Explique las limitaciones económicas, éticas y medioambientales del diseño.
    • Seleccionar análisis y representaciones de datos apropiados (gráficos / tablas)
    • Describir patrones / tendencias en los resultados.
    • Proporcionar una interpretación / explicación razonable de los resultados.
    • Proporcionar una conclusión resumida sobre si los resultados apoyan o niegan la hipótesis.
    • Identificar las fortalezas y debilidades de un diseño experimental.
    • Identificar las limitaciones y fuentes de posibles errores en el estudio.
    • Sugerir posibles mejoras al método
    • Sugerir experimentos adicionales / alternativos.

    Aplicación e impacto de la ciencia biológica en la sociedad (Criterio 4)

    • El conocimiento biológico puede permitir a los científicos ofrecer explicaciones válidas y hacer predicciones fiables. Este conocimiento y comprensión por parte de la sociedad es relevante para los problemas biológicos e informa la toma de decisiones.
    • Los valores de las personas y los rsquos (éticos, políticos, culturales, sociales, económicos, científicos) son importantes en la toma de decisiones.
    • Los grupos de presión / partes interesadas influyen en la toma de decisiones sobre cuestiones biológicas
    • El uso del conocimiento científico puede tener consecuencias beneficiosas y / o dañinas y / o no deseadas.
    • Los problemas actuales demuestran la complejidad y las tensiones (éticas, políticas, culturales, sociales, económicas, científicas) que rodean la toma de decisiones sobre cuestiones biológicas.

    La base química de la vida. (Criterio 5)

    Las células llevan a cabo una variedad de funciones que requieren nutrientes para poder fabricar material para el crecimiento, mantenimiento y reparación. La respiración y la fotosíntesis son esenciales para la producción de energía de animales y plantas. Las células requieren insumos de formas adecuadas de energía, incluida la energía luminosa o la energía química en moléculas complejas, y la materia, incluidos los gases, los nutrientes simples, los iones y la eliminación de desechos, para sobrevivir. Las actividades de las células requieren una variedad de moléculas biológicas para las actividades metabólicas. Las enzimas son un catalizador que ayudan en muchas reacciones.

    LA ESTRUCTURA REFLEJA LA FUNCIÓN

    Las enzimas tienen una estructura y funciones específicas que pueden verse afectadas por varios factores.

    • Estructura y función de las enzimas.
    • Papel y características de las enzimas.
    • Factores que afectan la tasa de acción de las enzimas
      • temperatura
      • pH
      • concentración de sustrato
      • concentración de enzima
      • modelo de ajuste inducido
      • inhibidores competitivos y no competitivos.

      Los organismos necesitan materias primas en forma de nutrientes orgánicos e inorgánicos. Todos los organismos necesitan carbohidratos, proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

      • Propiedades y funciones básicas de los compuestos biológicos.
      • Diferencias entre compuestos orgánicos e inorgánicos.
      • Hidratos de carbono: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos
      • Lípidos: solo triglicéridos
      • Proteínas: polímeros de aminoácidos
      • Vitaminas
      • Minerales y agua.

      (No se requieren detalles de la estructura química.)

      Todas las células utilizan energía para llevar a cabo & ldquowork & rdquo. Todas las actividades de los organismos son el resultado de su metabolismo. La energía se utiliza para construir nuevas moléculas y romper las viejas y, como resultado, todas las actividades de las células utilizan energía química.

      • Capturar liberación y transferencia de energía.
      • La fotosíntesis es un proceso bioquímico que se produce en los cloroplastos de las células vegetales que utilizan energía luminosa para sintetizar compuestos orgánicos. El proceso general se puede representar mediante una reacción química equilibrada:
        • reactivos iniciales y productos finales (no se requieren reacciones bioquímicas individuales)
        • factores que afectan la tasa de fotosíntesis, incluidos: temperatura, concentración de dióxido de carbono, intensidad de la luz y calidad de la luz
        • Reactantes iniciales y productos finales, incluida la liberación de energía para la respiración aeróbica y anaeróbica.
        • respiración anaeróbica en bacterias, levaduras y plantas (que producen alcohol)
        • respiración anaeróbica en animales (que produce ácido láctico)
        • sitios de respiración anaeróbica y aeróbica
        • ATP como moneda energética
        • carbohidratos y lípidos como moléculas de almacenamiento de energía.

        (No se requieren reacciones bioquímicas individuales.)

        Todos los organismos vivos contienen el material genético ácido desoxirribonucleico (ADN).

        • La estructura y el papel del ADN.
        • Estructura y replicación del ADN (no se requieren detalles de las enzimas)
        • Síntesis de proteínas: una comprensión básica de la transcripción y traducción (No se requieren detalles de las enzimas involucradas.)
        • Mutaciones genéticas (o puntuales) como fuente de variación genética.

        Células (Criterio 6)

        Las células son la unidad funcional básica de todos los organismos vivos, su estructura varía según su función. Contienen ADN, que es una molécula helicoidal de doble hebra que se encuentra unida a proteínas en los cromosomas del núcleo y como ADN circular no unido en el citosol de procariotas y en las mitocondrias y cloroplastos de células eucariotas.

        LA ESTRUCTURA REFLEJA LA FUNCIÓN

        • La estructura refleja la función en las células y los orgánulos celulares.
        • Diferencias entre células vegetales y animales
        • En las células eucariotas, los orgánulos especializados facilitan los procesos bioquímicos de la fotosíntesis, la respiración celular, la síntesis de moléculas complejas y la eliminación de productos y desechos celulares.
        • Identificación y función de orgánulos:
          • núcleo, nucléolo, membrana nuclear
          • mitocondria
          • cloroplasto
          • Aparato de Golgi
          • ribosoma
          • retículo endoplásmico (rugoso y liso)
          • vacuola, lisosoma, vesícula
          • centriolos
          • membrana celular, pared celular, incluido el modelo de mosaico fluido
          • vacuola contráctil
          • cilio, flagelo.

          El movimiento de materiales a través de las membranas se produce por difusión, ósmosis, transporte activo y / o endocitosis.

          • Las células necesitan materiales y eliminan los desechos.
          • Procesos pasivos: difusión, difusión facilitada y ósmosis
          • Procesos activos: transporte activo, exocitosis y endocitosis
          • Importancia de la relación superficie / volumen.
          • Mantener el equilibrio en las células.
          • Las sustancias se mantienen en equilibrio en las células y las sales ndash, el agua
          • El mecanismo de la vacuola contráctil como ejemplo de mantenimiento del equilibrio en algunos organismos unicelulares.
          • División celular
          • Importancia de la mitosis y la meiosis en la reproducción asexual y sexual como fuente de variación genética (detalles de procesos no requeridos).

          Organismos (Criterio 7)

          ESTRUCTURA REFLEJA FUNCIÓN Y MATERIALES ENTRADA / SALIDA

          • La estructura refleja la función en los organismos y ejemplos ndash que se estudiarán en el contexto de entrada, descomposición, transferencia y salida de material en organismos seleccionados.
          • Los principios implicados en los siguientes procesos en vertebrados y plantas (dicotiledóneas solamente), con referencia a la relación entre estructura y función:
            • Digestión y absorción
              • la necesidad de digestión en herbívoros, carnívoros y omnívoros
              • digestión física y química (incluida una variedad de dietas)
              • características del intercambio eficiente de gases (superficies en animales y plantas)
              • sangre como medio de transporte
              • el corazón como una bombasin incluir la circulación fetal)
              • arterias, venas y estructuras capilares
              • transporte de agua y alimentos en plantas (dicotiledóneas solamente)
              • la transpiraciónincluyendo mecanismos) y translocación (no el mecanismo)
              • Residuos nitrogenados como productos producidos en el hígado a partir del exceso de aminoácidos (amoniaco, urea y ácido úrico).
              • ultrafiltración y reabsorción en el riñón.
              • Adaptaciones de plantas y animales (incluidas las estructurales, fisiológicas y de comportamiento) a las variaciones ambientales en:
                • temperatura
                • disponibilidad de agua (osmorregulación).

                La homeostasis implica un modelo de estímulo-respuesta en el que se detectan cambios en las condiciones ambientales externas o internas y se producen respuestas adecuadas a través de retroalimentación negativa en vertebrados, los receptores y efectores están conectados a través de un centro de control por vías nerviosas y / u hormonales.

                • Mecanismos básicos de retroalimentación en vertebrados (homeostasis)
                • El concepto de mecanismos de retroalimentación negativa en la regulación de:
                  • temperatura
                  • glucosa en sangre
                  • balance de agua.

                  Continuidad de organismos y supervivencia de cambios. (Criterio 8)

                  • Reproducción asexual y sexual: genética
                  • Importancia de la reproducción sexual y asexual
                  • Las variaciones en el genotipo de la descendencia surgen como resultado de los procesos de meiosis y fertilización, así como como resultado de mutaciones. Cruces monohíbridos, que incluyen dominancia incompleta y co-dominancia, alelos múltiples (solo para sangre ABO).
                  • Las frecuencias de los genotipos y fenotipos de la descendencia se pueden predecir utilizando modelos de probabilidad, incluidos los cuadrados de Punnett, y teniendo en cuenta los patrones de herencia, incluidos los efectos de los alelos y alelos múltiples dominantes, autosómicos y ligados al sexo (solo para sangre ABO)
                  • Vinculación sexual
                  • Pedigríes.
                  • El concepto de especie y el sistema binomial de nomenclatura
                  • Especiación, incluidos los mecanismos de aislamiento.
                  • Teoría de la evolución de Darwin & rsquos por selección natural
                  • Los conceptos de reserva genética, deriva genética, flujo de genes y cambios en la frecuencia de genes / alelos.
                  • Funciones en relación con la defensa contra enfermedades
                  • Ganglios linfáticos, vasos linfáticos, linfa, bazo, timo, apéndice y amígdalas.

                  Organismos que causan enfermedades

                  • Diferencia entre enfermedades infecciosas y no infecciosas: la enfermedad infecciosa se diferencia de otras enfermedades (por ejemplo, enfermedades genéticas y del estilo de vida) en que es causada por la invasión de un patógeno y puede transmitirse de un huésped a otro.
                  • Condiciones en las que un organismo se describe como patógeno
                  • Diferencia entre los siguientes patógenos priones, virus, bacterias, hongos, protistas y parásitos
                  • Transmisión de enfermedades: Los patógenos tienen adaptaciones que facilitan su entrada en células y tejidos y su transmisión entre hospedadores se produce por diversas vías. mecanismos que incluyen el contacto directo, el contacto con fluidos corporales y mediante alimentos contaminados, agua o vectores específicos de enfermedades.

                  Líneas de defensa dentro del cuerpo.

                  La inmunidad es la capacidad del cuerpo humano para resistir casi todo tipo de organismos y toxinas que tienden a dañar los tejidos u órganos.

                  Respuestas inmunes no específicas (innatas)

                  • Barreras para prevenir la entrada de patógenos a los humanos:
                    • Estructural
                      • piel, membranas mucosas, cilios
                      • pH
                      • Competencia de organismos no patógenos.
                      • Mecanismos de defensa del cuerpo y rsquos: cuando un patógeno ingresa a un huésped, provoca cambios físicos o químicos (por ejemplo, la introducción de sustancias químicas extrañas a través de la superficie del patógeno o la producción de toxinas) en las células o tejidos, estos cambios estimulan el sistema inmunológico del huésped. respuestas.
                      • 2ª Línea de mecanismos de defensa:
                        • Liberación de histamina inflamatoria y ndash, aumento del flujo sanguíneo y permeabilidad de los vasos sanguíneos
                        • Células fagocíticas y fagocíticas ndash y células NK
                        • Fiebre fisiológica y ndash
                        • Citocinas químicas y ndash, proteínas del complemento.

                        Respuestas inmunes específicas (adaptativas)

                        En los seres humanos, las respuestas adaptativas a antígenos específicos incluyen la producción de inmunidad humoral a través de la producción de anticuerpos por los linfocitos B y la provisión de inmunidad mediada por células por los linfocitos T, en ambos casos se producen células de memoria que confirman la inmunidad a largo plazo frente a los linfocitos específicos. antígeno.

                        • Respuesta humoral:
                          • Producción y función de anticuerpos.
                          • Complemento de proteínas.
                          • Células T citotóxicas, células T colaboradoras, células T supresoras
                          • Fagocitos activados
                          • Células presentadoras de antígeno y macrófagos ndash, células dendríticas, células B
                          • Rechazo del injerto.

                          Inmunidad pasiva o activa

                          En los seres humanos, la inmunidad puede ser pasiva (por ejemplo, anticuerpos obtenidos a través de la placenta o mediante inyección de anticuerpos o suero de linfocitos T) o activa (por ejemplo, adquirida a través de acciones del sistema inmunológico como resultado de la exposición natural a un patógeno o mediante la uso de vacunas).

                          • Diferencia entre inmunidad pasiva y activa
                          • Inmunización
                          • Respuesta primaria y secundaria al antígeno.

                          Evaluación

                          La evaluación basada en criterios es una forma de evaluación de resultados que identifica el grado de logro del alumno en un punto final apropiado del estudio. Aunque la evaluación & ndash como parte del programa de aprendizaje & ndash es continua, gran parte de ella es formativa y se realiza para ayudar a los alumnos a identificar lo que deben hacer para obtener el máximo beneficio de su estudio del curso. Por lo tanto, la evaluación para la presentación de informes sumativos a TASC se centrará en lo que tanto el maestro como el alumno entienden para reflejar el logro del punto final.

                          El estándar de logro que alcanza cada alumno en cada criterio se registra como una calificación & lsquoA & rsquo, & lsquoB & rsquo o & lsquoC & rsquo, de acuerdo con los resultados especificados en la sección de estándares del curso.

                          Se debe usar una notación & lsquot & rsquo cuando un alumno demuestre algún logro en comparación con un criterio inferior al estándar especificado para la calificación & lsquoC & rsquo.

                          Se debe usar una notación & lsquoz & rsquo cuando un alumno no proporcione ninguna evidencia de logro.

                          Los proveedores que ofrecen este curso deben participar en los procesos de garantía de calidad especificados por TASC para garantizar la validez del proveedor y la comparabilidad de los estándares en todos los premios. Para obtener más información, consulte los procesos de garantía de calidad de TASC y la información de evaluación.

                          El proveedor realizará una evaluación interna de todos los criterios. Los proveedores informarán a TASC la calificación del alumno y los rsquos para cada criterio.

                          TASC supervisará la evaluación externa de los criterios designados que se indicarán con un asterisco (*). Las calificaciones obtenidas de la evaluación externa se utilizarán además de las calificaciones internas del proveedor para determinar la adjudicación final.

                          Proceso de aseguramiento de la calidad

                          TASC facilitará los siguientes procesos para garantizar que exista:

                          • una correspondencia entre los estándares de logro especificados en el curso y las habilidades y conocimientos demostrados por los alumnos
                          • confianza de la comunidad en la integridad y el significado de la calificación.

                          Proceso & ndash TASC brinda a los proveedores de cursos retroalimentación sobre cualquier diferencia sistemática en la relación de sus evaluaciones internas y externas y, cuando corresponde, busca más evidencia a través de la auditoría y requiere acciones correctivas en el futuro.

                          Requisitos de evaluación externa

                          La evaluación externa de este curso comprenderá:

                          Para obtener más información, consulte las especificaciones y pautas de evaluación externa actuales para este curso disponibles en los Documentos de respaldo a continuación.

                          Criterios

                          La evaluación del nivel de biología 3 se basará en el grado en que el alumno pueda:

                          1. aplicar habilidades personales para planificar, organizar y completar actividades
                          2. desarrollar, interpretar y evaluar experimentos biológicos *
                          3. recopilar, registrar, procesar y comunicar información
                          4. discutir la aplicación y el impacto de la biología en la sociedad
                          5. describir y aplicar conceptos y procesos de la base química de la vida *
                          6. describir y aplicar conceptos y procesos que involucran células *
                          7. describir y aplicar conceptos y procesos dentro de los organismos *
                          8. describir y aplicar conceptos y procesos relacionados con la continuidad de los organismos y la supervivencia de los cambios *

                          * = denota criterios que se evalúan tanto interna como externamente

                          Estándares

                          Criterio 1: aplicar habilidades personales para planificar, organizar y completar actividades

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          selecciona y usa técnicas y equipos de manera segura, competente y metódica, aplicándolos a contextos desconocidos selecciona y utiliza técnicas y equipos de forma segura, competente y metódica utiliza técnicas y equipos familiares de forma segura y competente
                          sigue las instrucciones de forma precisa y metódica, adaptándose a las nuevas circunstancias sigue las instrucciones de forma precisa y metódica para completar las actividades sigue las instrucciones con precisión para completar las actividades
                          monitorea y evalúa críticamente el progreso hacia el cumplimiento de las metas y los plazos, y planifica acciones futuras realistas monitorea y evalúa el progreso hacia el cumplimiento de los objetivos y los plazos, y planifica / negocia acciones futuras realistas monitorea el progreso hacia el cumplimiento de las metas y los cronogramas y planifica / negocia acciones futuras
                          cumple con los plazos planificados y aborda todos los aspectos de la actividad con un alto grado de precisión cumple con los plazos planificados y aborda todos los aspectos de la actividad cumple con los plazos planificados y aborda la mayoría de los aspectos de la actividad
                          realiza y monitorea su propia contribución, y guía a otros en su contribución a la finalización exitosa de las actividades del grupo. realiza tareas y supervisa su propia contribución a la finalización satisfactoria de las actividades del grupo. realiza tareas para contribuir a la finalización satisfactoria de las actividades del grupo.

                          Criterio 2: desarrollar, interpretar y evaluar experimentos biológicos

                          Este criterio se evalúa tanto interna como externamente.

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          Expresa una hipótesis para explicar las observaciones, como una declaración precisa y comprobable que puede ser apoyada o refutada por un experimento. expresa una hipótesis para explicar las observaciones, como un enunciado preciso y comprobable expresa una hipótesis para explicar las observaciones, cumpliendo con la mayoría de los criterios de una hipótesis comprobable
                          diseña un experimento controlado, seguro y ético, identificando todas las variables e incluyendo todos los elementos aceptados del diseño experimental, para recopilar de manera eficiente datos válidos y confiables diseña un experimento controlado, seguro y ético, identificando las principales variables, para recolectar datos válidos y confiables diseña un experimento controlado, identificando las principales variables y considerando la seguridad y la ética, para recolectar datos válidos
                          Analiza, interpreta y explica críticamente los datos para sacar una conclusión válida que se relacione con una hipótesis. analiza, interpreta y explica datos para sacar una conclusión válida que se relacione con una hipótesis basado en datos, proporciona alguna explicación y saca una conclusión que se relaciona con una hipótesis que tiene cierta validez
                          analiza las limitaciones significativas y las fuentes de error en el diseño experimental, con referencia a la evidencia identifica limitaciones significativas y fuentes de error en el diseño experimental identifica algunas limitaciones y fuentes de error en el diseño experimental
                          analiza críticamente un diseño experimental y proporciona una crítica basada en la evidencia y una discusión sobre mejoras y alternativas válidas. evalúa un diseño experimental y describe una serie de posibles mejoras válidas. identifica una mejora válida en un diseño experimental.

                          Criterio 3: recopilar, registrar, procesar y comunicar información

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          utiliza una variedad de fuentes relevantes para recopilar información y evalúa críticamente su confiabilidad utiliza una variedad de fuentes relevantes para recopilar información y evalúa su confiabilidad utiliza diferentes fuentes relevantes para recopilar información
                          Recopila una amplia gama de datos experimentales cualitativos y cuantitativos relevantes y precisos, y los registra metódicamente en un formato que permite el análisis. Recopila datos experimentales cualitativos y cuantitativos relevantes y precisos y los registra en un formato que permite el análisis. recopila y registra datos experimentales cualitativos y cuantitativos relevantes, con cierto grado de precisión
                          sigue con precisión las convenciones y terminología complejas aceptadas en las respuestas escritas sigue con precisión las convenciones y la terminología aceptadas en las respuestas escritas sigue las convenciones y la terminología aceptadas para lograr claridad en las respuestas escritas
                          identifica claramente la información, imágenes, ideas y palabras de otros utilizados en el trabajo del alumno y rsquos identifica claramente la información, imágenes, ideas y palabras de otros utilizados en el trabajo del alumno y rsquos diferencia la información, las imágenes, las ideas y las palabras de los demás de las propias del alumno
                          Identifica claramente las fuentes de información, imágenes, ideas y palabras que no son propias del alumno. Las convenciones y metodologías de referencia se siguen con un alto grado de precisión. Identifica claramente las fuentes de información, imágenes, ideas y palabras que no son propias del alumno. Se siguen correctamente las convenciones y metodologías de referencia. identifica las fuentes de información, imágenes, ideas y palabras que no son propias del alumno. Las convenciones y metodologías de referencia generalmente se siguen correctamente.
                          crea listas de referencias / bibliografías apropiadas y bien estructuradas crea listas de referencias / bibliografías estructuradas y apropiadas crea listas de referencias / bibliografías apropiadas
                          selecciona y usa formatos científicos apropiados para la comunicación efectiva y precisa de información para audiencias y propósitos específicos. utiliza un formato científico apropiado para la comunicación clara y precisa de información para audiencias y propósitos específicos. utiliza un formato científico apropiado para la comunicación de información.

                          Criterio 4: discutir la aplicación y el impacto de la biología en la sociedad

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          explica la relevancia de los antecedentes científicos identificados para un problema describe los antecedentes científicos relevantes para un problema identifica los antecedentes científicos relevantes para un problema
                          evalúa aspectos y explica los componentes importantes de un tema para presentar una discusión detallada y equilibrada con referencia a la evidencia evalúa aspectos y describe los componentes de un tema para presentar una discusión equilibrada identifica los componentes clave de un problema y presenta una discusión
                          Evalúa críticamente las tensiones y conexiones entre todas las influencias relevantes significativas (éticas, políticas, culturales, sociales, económicas, científicas) en una variedad de contextos. discute las conexiones entre un tema y la mayoría de las influencias relevantes (éticas, políticas, culturales, sociales, económicas, científicas) en una variedad de contextos describe las conexiones entre un tema y algunas de las influencias relevantes (éticas, políticas, culturales, sociales, económicas, científicas) en más de un contexto
                          analiza y evalúa para presentar un argumento complejo relacionado con los beneficios del uso del conocimiento científico y cualquier consecuencia dañina o no intencionada discute los beneficios del uso del conocimiento científico y cualquier consecuencia dañina o no intencional describe los beneficios del uso del conocimiento científico y cualquier consecuencia dañina o no intencionada
                          argumenta una conclusión razonada, vinculándola con evidencia relevante y evalúa el impacto relativo de las influencias en su toma de decisiones. argumenta una conclusión razonada, vinculándola con pruebas relevantes. presenta una conclusión razonada, utilizando alguna evidencia relevante.

                          Criterio 5: describir y aplicar conceptos y procesos de la base química de la vida

                          Este criterio se evalúa tanto interna como externamente.

                          En relación con el estudio de la base química de la vida, el alumno:

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          explica correctamente conceptos y procesos describe correctamente conceptos y procesos identifica correctamente los conceptos y procesos fundamentales
                          aplica conceptos y procesos para explicar la base química de la vida, analiza e interpreta problemas complejos y hace predicciones razonadas y plausibles en contextos familiares y desconocidos aplica conceptos y procesos para explicar la base química de la vida, analizar e interpretar problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares y algunos desconocidos aplica conceptos y procesos fundamentales para describir la base química de la vida, interpreta problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares
                          justifica la selección de datos como evidencia, analiza e interpreta críticamente la evidencia con referencia a conceptos y extrae conclusiones basadas en evidencia que identifican cualquier limitación. selecciona datos apropiados como evidencia, analiza e interpreta la evidencia con referencia a conceptos y saca conclusiones válidas basadas en datos. utiliza datos para demostrar vínculos a conceptos fundamentales y presenta conclusiones simples y válidas basadas en datos.

                          Criterio 6: describir y aplicar conceptos y procesos que involucran células

                          Este criterio se evalúa tanto interna como externamente.

                          Relacionado con el estudio de las células, el alumno:

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          explica correctamente conceptos y procesos describe correctamente conceptos y procesos identifica correctamente los conceptos y procesos fundamentales
                          aplica conceptos y procesos para explicar las células, analiza e interpreta problemas complejos y hace predicciones razonadas y plausibles en contextos familiares y desconocidos aplica conceptos y procesos para explicar las células, analiza e interpreta problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares y algunos desconocidos aplica conceptos y procesos fundamentales para describir células, interpreta problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares
                          justifica la selección de datos como evidencia, analiza e interpreta críticamente la evidencia con referencia a conceptos y extrae conclusiones basadas en evidencia que identifican cualquier limitación. selecciona datos apropiados como evidencia, analiza e interpreta la evidencia con referencia a conceptos y saca conclusiones válidas basadas en datos. utiliza datos para demostrar vínculos a conceptos fundamentales y presenta conclusiones simples y válidas basadas en datos.

                          Criterio 7: describir y aplicar conceptos y procesos dentro de los organismos

                          Este criterio se evalúa tanto interna como externamente.

                          Relacionado con el estudio de los organismos, el alumno:

                          Calificación A Calificación B Clasificación C
                          explica correctamente conceptos y procesos describe correctamente conceptos y procesos identifica correctamente los conceptos y procesos fundamentales
                          aplica conceptos y procesos para explicar organismos, analiza e interpreta problemas complejos y hace predicciones razonadas y plausibles en contextos familiares y desconocidos aplica conceptos y procesos para explicar organismos, analiza e interpreta problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares y algunos desconocidos aplica conceptos fundamentales para describir organismos, interpreta problemas y hace predicciones plausibles en contextos familiares
                          justifica la selección de datos como evidencia, analiza e interpreta críticamente la evidencia con referencia a conceptos y extrae conclusiones basadas en evidencia que identifican cualquier limitación. selecciona datos apropiados como evidencia, analiza e interpreta la evidencia con referencia a conceptos y saca conclusiones válidas basadas en datos. utiliza datos para demostrar vínculos a conceptos fundamentales y presenta conclusiones simples y válidas basadas en datos.

                          Criterio 8: describir y aplicar conceptos y procesos relacionados con la continuidad de los organismos y la supervivencia de los cambios.

                          Este criterio se evalúa tanto interna como externamente.

                          En relación con el estudio de la continuidad de los organismos y la supervivencia de los cambios, el alumno:


                          Biología Integrativa (INTEGBI)

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020
                          Una introducción a los biomas, plantas y animales de California. Las conferencias introducirán la historia natural como la base de las ciencias, con una descripción general de la geología, la paleontología, la biología histórica, la botánica, la zoología, la ecología de los ecosistemas y la biología de la conservación. Los laboratorios de campo incluirán actividades en el campus de UC Berkeley y alrededor del Área de la Bahía. El curso está abierto a todos los estudiantes sin requisitos previos y proporcionará una base para estudios avanzados en biología y biología de campo.
                          Historia natural de California: Leer más [+]

                          Objetivos y resultados de amp

                          Objetivos del Curso: Cree observaciones detalladas de la historia natural con fotos y videos georreferenciados
                          Disfrute de los ecosistemas locales y las colecciones de los museos como fuentes de estudio e inspiración.
                          Identifique los organismos comunes en su comunidad con nombres coloquiales y científicos.
                          Producir observaciones sofisticadas del comportamiento de los organismos y los procesos del ecosistema.
                          Sintetice sus observaciones en listas completas de especies para áreas geográficas específicas
                          Comprender la relación entre la historia, el clima y la composición de especies en California.

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Restricciones de crédito: Los estudiantes no recibirán crédito por INTEGBI & # 16011 después de completar INTEGBI & # 160W11. Un grado deficiente en INTEGBI & # 16011 puede eliminarse tomando INTEGBI & # 160W11.

                          Horas y formato de amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 1 hora de discusión por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160W11 Historia natural de California 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: antes de 2007
                          Una introducción a los biomas, plantas y animales de California. El curso está abierto a todos los estudiantes sin requisitos previos y proporcionará una base para estudios avanzados en biología y biología de campo. Los estudiantes tendrán la flexibilidad de elegir su propia aventura dentro de los campos de geología, botánica y zoología, con posibles énfasis en paleontología, ecología histórica, morfología, comportamiento animal, ecología de ecosistemas o biología de la conservación. El trabajo de campo es un requisito y puede realizarse de forma remota. Habrá oportunidades especiales de campo y laboratorio disponibles en el Área de la Bahía y en el campus de UC Berkeley para los estudiantes que puedan asistir.
                          Historia natural de California: Leer más [+]

                          Horas y formato de amplificador

                          Verano: 8 semanas: 6 horas de conferencia en la web, 4 horas de trabajo de campo y 2 horas de discusión en la web por semana

                          En línea: Este es un curso en línea.

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          INTEGBI & # 160C13 Orígenes: del Big Bang al surgimiento de los humanos 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2018, Otoño de 2016, Otoño de 2014
                          Este curso cubrirá nuestra comprensión científica moderna de los orígenes, desde el Big Bang hasta la formación de planetas como la Tierra, la evolución por selección natural, la base genética de la evolución y el surgimiento de los humanos. Estas ideas son de gran importancia científica intrínseca y también tienen implicaciones de gran alcance para otros aspectos de la vida de las personas (por ejemplo, filosóficos, religiosos y políticos). Un tema importante será el método científico y cómo sabemos lo que sabemos.
                          Orígenes: desde el Big Bang hasta la aparición de los humanos: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia y 2 horas de discusión por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructores: Marshall, Quataert

                          También listado como: ASTRON & # 160C13

                          INTEGBI & # 16024 Seminarios de primer año 1 unidad

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2021, primavera de 2021, otoño de 2020
                          El programa de seminarios de Berkeley ha sido diseñado para brindarles a los nuevos estudiantes la oportunidad de explorar un tema intelectual con un miembro de la facultad en un entorno de seminarios pequeños. Los seminarios de Berkeley se ofrecen en todos los departamentos del campus y los temas varían de un departamento a otro y de un semestre a otro.
                          Seminarios de primer año: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito cuando el tema cambia.

                          Horas y formato de amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 1 hora de seminario por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: La opción de calificación la decidirá el instructor cuando se ofrezca la clase. Examen final A decidir por el instructor cuando se ofrezca la clase.

                          INTEGBI & # 16031 La ecología y evolución del comportamiento animal 3 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 8 semanas de verano de 2021, Sesión de 8 semanas de verano de 2020, Sesión de 8 semanas de verano de 2019
                          Principios de la biología de la evolución en relación con el comportamiento animal y la ecología del comportamiento con una amplia cobertura de grupos de animales. Se prestará especial atención a la disciplina emergente de la ecología del comportamiento.
                          La ecología y la evolución del comportamiento animal: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Abierto a todos los estudiantes diseñados para aquellos que no se especializan en biología.

                          Restricciones de crédito: Los estudiantes no recibirán crédito por Biología Integrativa 31 después de tomar Biología Integrativa 144, C144 o Psicología C115B.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 2 horas de conferencia, 1 hora de demostración y 1 hora de debate por semana

                          Verano:
                          6 semanas: 5 horas de conferencia, 5 horas de demostración y 5 horas de discusión por semana
                          8 semanas: 4 horas de conferencia, 2 horas de demostración y 2 horas de discusión por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160C32 Diseño Bioinspirado 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2021, primavera de 2020, primavera de 2019
                          El diseño bioinspirado considera el proceso de cómo aprendemos de la naturaleza como una estrategia de innovación que traduce los principios de función, rendimiento y estética de la biología a la tecnología humana. El proceso de diseño creativo está impulsado por el intercambio interdisciplinario entre ingeniería, biología, arte, arquitectura y negocios. Diversos equipos de estudiantes colaborarán, crearán y presentarán proyectos originales de diseño bioinspirados. Las conferencias discuten biomimetismo, desafíos de extraer principios de la naturaleza, escalamiento, robustez y espíritu empresarial a través de estudios de casos que destacan robots que corren, vuelan y nadan, materiales como adhesivos inspirados en gecko, músculos artificiales, dispositivos protésicos médicos y traducción a empresas emergentes. .
                          Diseño bioinspirado: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Abierto a todos los estudiantes

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 1 hora de discusión por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          Instructor: Lleno

                          Anteriormente conocido como: Biología Integrativa 32

                          También listado como: L & # 160 & amp & # 160S & # 160C30Z

                          INTEGBI & # 16033 Temas en Paleontología: La Era de los Dinosaurios 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2013, otoño de 2012, otoño de 2010
                          Abierto sin prerrequisito para todos los estudiantes y diseñado para aquellos que no se especializan en paleontología. Evolución, historia y ecología de los dinosaurios y su mundo, incluidos los primeros mamíferos y aves.
                          Temas en Paleontología: La era de los dinosaurios: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia por semana

                          Verano:
                          6 semanas - 8 horas de conferencia por semana
                          8 semanas - 6 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160N33 Temas en Paleontología: La era de los dinosaurios 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 10 semanas de verano de 1996
                          Abierto sin prerrequisito para todos los estudiantes y diseñado para aquellos que no se especializan en paleontología. Historia de la evolución y ecología de los dinosaurios y su mundo, incluidos los primeros mamíferos y aves.
                          Temas en Paleontología: La era de los dinosaurios: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito con el consentimiento del instructor.

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 8 semanas - 4 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16035AC Variación biológica humana 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2020, Otoño de 2019, Verano de 2019 Sesión de 8 semanas
                          Este curso aborda la variación biológica humana moderna desde perspectivas históricas, comparativas, evolutivas, biomédicas y culturales. Está diseñado para presentar a los estudiantes los fundamentos de la biología comparada, la teoría de la evolución y la genética.
                          Variación biológica humana: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Verano: 8 semanas: 6 horas de conferencia y 2 horas de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          Instructor: Hlusko

                          INTEGBI & # 16037 Temas en Paleontología: Los antecedentes del hombre 3 unidades

                          Condiciones ofrecidas: antes de 2007
                          . Abierto sin prerrequisito para todos los estudiantes y diseñado para aquellos que no se especializan en paleontología. Examine la evolución, la ecología y la historia del orden de los primates. Se hará especial hincapié en el origen de los primates, la distribución geográfica y la evolución del linaje humano.
                          Temas en Paleontología: Los antecedentes del hombre: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 8 semanas - 3 horas de conferencia y 2 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. No se requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16039C Temas en Biología Integrativa 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2013, primavera de 2012, primavera de 2011
                          Lectura y discusión de la literatura sobre temas particulares en el campo de la biología integrativa. Trabajo final y presentación oral. Los temas de las secciones variarán de un semestre a otro. Los estudiantes deben consultar con la secretaria del departamento sobre las ofertas de cada semestre.
                          Temas en Biología Integrativa: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Preferiblemente abierto al consentimiento del instructor de los estudiantes de primer año

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de discusión por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16041 Mamíferos marinos 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Verano de 2021 Sesión de 8 semanas, Verano de 2020 Sesión de 8 semanas
                          Un estudio de la evolución, la biología, el comportamiento, la ecología y la política de los mamíferos marinos con especial atención a las especies que se encuentran en el Pacífico norte. La cobertura incluiría: origen y evolución de cetáceos, pinnípedos, sirenios y nutrias marinas, biología básica y anatomía de grupos de mamíferos marinos y especies del Pacífico Norte en particular interacciones ecológicas y función en comunidades marinas cercanas a la costa y pelágicas e interacciones entre humanos y mamíferos marinos.
                          Mamíferos marinos: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Diseñado para quienes no se especializan en Biología Integrativa

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia por semana

                          Verano:
                          6 semanas - 5 horas de conferencia por semana
                          8 semanas - 4 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16042 Biología de primates 3 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 10 semanas de verano de 1996
                          Una introducción a la orden de los mamíferos de la que somos miembros. Los nichos de los primates en los ecosistemas modernos, su especialización anatómica y conductual y su papel como especies indicadoras en la conservación. Los mecanismos y la variedad de la organización social de los primates en comparación con la de otros animales.
                          Biología de primates: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Restricciones de crédito: Abierto a todos los estudiantes pero diseñado para aquellos que no se especializan en biología.

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 8 semanas - 6 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16043 ¿Qué vive dentro de nosotros? Microbiomas y Simbiosis 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: aún no ofrecidas
                          Vivimos en un mundo microbiano y la evolución de los organismos multicelulares se ha visto íntimamente afectada por los microbios. Sus influencias van desde los beneficios mutualistas hasta las enfermedades y representan una fuerza fundamental que da forma a los fenotipos de plantas y animales y las trayectorias evolutivas. Los avances recientes en las metodologías genómicas han aumentado aún más nuestra apreciación del papel de los microbios en la salud y el estado físico del huésped al desentrañar el carácter común de las comunidades microbianas en todos los organismos y sus complejas interacciones con sus huéspedes. Este curso considerará la amplia gama de interacciones huésped-microbio y los mecanismos subyacentes, desde el mutualismo hasta la patogénesis, y desde las interacciones binarias huésped-microbio hasta el microbioma.
                          ¿Qué vive dentro de nosotros? Microbiomas y simbiosis: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Restricciones de crédito: Los estudiantes no recibirán crédito por INTEGBI & # 16043 después de completar INTEGBI & # 160118.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Shapira

                          INTEGBI & # 16051 Orígenes y Evolución de las Plantas Alimentarias 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: aún no ofrecidas
                          El curso revisará los principales grupos de plantas alimenticias desde una perspectiva evolutiva e histórica, examinando los orígenes desde los parientes silvestres hasta la distribución y las variedades actuales en la actualidad. Se revisarán ejemplos de una diversidad de cultivos de todo el mundo, como cereales, legumbres, verduras, frutas, frutos secos y otros (por ejemplo, plantas productoras de cafeína). Los conceptos generales cubiertos incluirán la morfología de las plantas, los procesos evolutivos (domesticación, hibridación, poliploidía, diversificación) y la ecología pertinente (por ejemplo, biología de la polinización, plagas y control de plagas). El enfoque incluirá la agricultura y los cultivos de California, como se ilustra a través de excursiones.
                          Orígenes y evolución de las plantas alimenticias: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 8 semanas - 4 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Harris

                          INTEGBI & # 16077A Biología Humana Integrativa 1 Unidad

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          Cada semana, un miembro de la facultad de Biología Integrativa diferente dará una conferencia de una hora sobre cómo su campo de investigación contribuye a nuestra comprensión de la biología humana. La integración de las disciplinas de evolución, ecología, paleontología, fisiología comparada y anatomía comparada en el estudio de cómo funcionan los seres humanos en los ecosistemas ilumina nuestra comprensión de la biología humana. Durante cada presentación, el miembro de la facultad también informará a los estudiantes sobre los cursos del IB que imparten, las investigaciones en su laboratorio y el Museo de Historia Natural de Berkeley al que pueden estar afiliados. Este curso brinda a los estudiantes universitarios la oportunidad de aprender sobre el espectro de investigaciones y cursos ofrecidos por los diferentes profesores del IB.
                          Biología Humana Integrativa: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Restricciones de crédito: 77A y 77B pueden tomarse una vez para crédito. Se requiere que las especialidades tomen al menos un semestre de 77A o 77B.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 1 hora de seminario por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. Requiere examen final.

                          Instructor: Carlson

                          INTEGBI & # 16077B Biología Humana Integrativa 1 Unidad

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2021, primavera de 2020, primavera de 2019
                          Cada semana, un miembro de la facultad de Biología Integrativa diferente dará una conferencia de una hora sobre cómo su campo de investigación contribuye a nuestra comprensión de la biología humana. La integración de las disciplinas de evolución, ecología, paleontología, fisiología comparada y anatomía comparada en el estudio de cómo funcionan los seres humanos en los ecosistemas ilumina nuestra comprensión de la biología humana. Durante cada presentación, el miembro de la facultad también informará a los estudiantes sobre los cursos del IB que imparten, las investigaciones en su laboratorio y el Museo de Historia Natural de Berkeley al que pueden estar afiliados. Este curso brinda a los estudiantes universitarios la oportunidad de aprender sobre el espectro de investigaciones y cursos ofrecidos por los diferentes profesores del IB.
                          Biología Humana Integrativa: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Restricciones de crédito: 77A y 77B pueden tomarse una vez para crédito. Se requiere que las especialidades tomen al menos una.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 1 hora de seminario por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. Requiere examen final.

                          Instructor: Carlson

                          INTEGBI & # 16084 Seminario para estudiantes de segundo año 1 o 2 unidades

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2021, primavera de 2021, otoño de 2020
                          Los seminarios de segundo año son pequeños cursos interactivos ofrecidos por miembros de la facultad en departamentos de todo el campus. Los seminarios para estudiantes de segundo año ofrecen la oportunidad de un contacto intelectual cercano y regular entre los miembros de la facultad y los estudiantes en el crucial segundo año. Los temas varían de un departamento a otro y de un semestre a otro. Inscripción limitada a 15 estudiantes de segundo año.
                          Seminario para estudiantes de segundo año: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: A discreción del instructor

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito cuando el tema cambia.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera:
                          5 semanas - 3-6 horas de seminario por semana
                          10 semanas - 1,5-3 horas de seminario por semana
                          15 semanas - 1-2 horas de seminario por semana

                          Verano:
                          6 semanas - 2,5-5 horas de seminario por semana
                          8 semanas: 1,5-3,5 horas de seminario y 2-4 horas de seminario por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: La opción de calificación la decidirá el instructor cuando se ofrezca la clase. Examen final A decidir por el instructor cuando se ofrezca la clase.

                          INTEGBI & # 16087 Introducción a los métodos de investigación en biología 2 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 8 semanas de verano de 2014, Sesión de 8 semanas de verano de 2013, Sesión de 8 semanas de verano de 2012
                          Este curso proporciona una comprensión funcional de la investigación impulsada por hipótesis / datos y la exposición a los enfoques y métodos actuales en la ciencia biológica. Las conferencias abordan conceptos fundamentales del método científico, la ética de la investigación, la comunicación científica y cómo comprender la literatura científica. Los laboratorios brindan exposición a la investigación de la facultad y métodos experimentales. El curso está dirigido a estudiantes de primer y segundo año y estudiantes transferidos interesados ​​en aprender más sobre la investigación.
                          Introducción a los métodos de investigación en biología: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Consentimiento del instructor

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 8 semanas: 1 hora de conferencia, 1 hora de debate y 3 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. No se requiere examen final.

                          Instructor: Matsui

                          INTEGBI & # 16088 Comunicaciones de liderazgo para académicos en biología 1 unidad

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2009, otoño de 2008, otoño de 2007
                          Las destrezas y habilidades de liderazgo como la comunicación, la colaboración, el pensamiento crítico y el ingenio son fundamentales para el éxito académico, profesional y personal. La necesidad de líderes ilustrados es evidente en todos los aspectos de la salud y la ciencia, como el diseño de programas de salud innovadores, la obtención de fondos, la realización de investigaciones de vanguardia, el desarrollo y la obtención de apoyo para implementar soluciones políticas. Este curso proporciona una comprensión de los principios de liderazgo y comunicación para los estudiantes en el Programa de Becarios de Biología. Los estudiantes cultivarán esos rasgos en sí mismos y aplicarán esos principios en situaciones específicamente relacionadas con los sectores de la salud y la ciencia.
                          Comunicaciones de liderazgo para académicos en biología: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Aceptación en el programa de becarios de biología

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructores: Hayes, Kim y Myrick

                          INTEGBI & # 16095 Proyecto Especial de Investigación en Biología 1B 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2017, otoño de 2016, primavera de 2016
                          Los estudiantes matriculados en Biología 1B pueden participar en investigaciones de campo especiales además de asistir a secciones regulares de laboratorio. Los estudiantes trabajan de forma independiente con una supervisión mínima. Los estudiantes aprenderán cómo desarrollar un proyecto, recopilar y registrar datos, realizar y analizar experimentos, escribir un informe y hacer una presentación oral. El proyecto puede requerir viajar a sitios fuera del campus y puede incluir trabajo nocturno o de fin de semana.
                          Proyecto Especial de Investigación en Biología 1B: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Consentimiento del instructor seleccionado por entrevista

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 4 horas de trabajo de campo y 2 horas de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16095B Lawrence Hall of Science Asistente de enseñanza 1 - 2 unidades

                          Condiciones ofrecidas: antes de 2007
                          La inscripción en este curso es para estudiantes interesados ​​en enseñar ciencia a niños bajo la dirección de los Instructores y Personal de Lawrence Hall of Science. Como asistente de enseñanza (TA) de LHS, tendrá la oportunidad de ayudar con talleres para niños en edad escolar y de dirigir pequeños grupos de discusión. Los talleres consisten en materiales relacionados con la biología de los organismos. Recibirá capacitación en la Sala de descubrimiento de animales del Salón para asegurarse de que está preparado para apoyar los programas escolares y públicos programados en ese espacio. También habrá oportunidades de viajar a distritos escolares cercanos para realizar presentaciones sobre los materiales con los que trabaja.
                          Asistente de enseñanza del Lawrence Hall of Science: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Los estudiantes deben estar matriculados al mismo tiempo o haber completado Biología 1B

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito sin restricción.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3-6 horas de trabajo de campo por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160C96 Estudiar las Ciencias Biológicas 1 Unidad

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          Los estudiantes serán introducidos a la "cultura" de las ciencias biológicas, junto con una orientación en profundidad a la vida académica y la cultura de la universidad en lo que respecta a la especialización en biología. Los estudiantes aprenderán conceptos, habilidades e información que pueden usar en sus cursos principales y como futuros profesionales de la ciencia.
                          Estudiar las Ciencias Biológicas: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Consentimiento del instructor

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. Requiere examen final.

                          Instructor: Matsui

                          También listado como: MCELLBI & # 160C96 / PLANTBI & # 160C96

                          INTEGBI & # 16098 Estudio de grupo dirigido 1 - 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2021, primavera de 2021, otoño de 2020
                          Conferencias y discusiones en grupos pequeños que se centran en temas de interés, que varían de un semestre a otro.
                          Estudio de grupo dirigido: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Solo estudiantes de primer y segundo año

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito sin restricción.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 1-4 horas de estudio grupal dirigido por semana

                          Verano:
                          6 semanas - 2.5-10 horas de estudio grupal dirigido por semana
                          8 semanas: 1,5 a 7,5 horas de estudio grupal dirigido por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16098BC Berkeley Connect 1 Unidad

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2021, primavera de 2021
                          Berkeley Connect es un programa de mentores, ofrecido a través de varios departamentos académicos, que ayuda a los estudiantes a construir una comunidad intelectual. En el transcurso de un semestre, los estudiantes inscritos participan en discusiones regulares en grupos pequeños facilitadas por un mentor de estudiantes graduados (siguiendo un plan de estudios dirigido por la facultad), se reúnen con su mentor de estudiantes graduados para recibir asesoría académica individual, asisten a conferencias y paneles debates con profesores del departamento y ex alumnos, y realizar excursiones a los recursos del campus. No se requiere que los estudiantes sean declarados mayores para poder participar.
                          Berkeley Connect: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito sin restricción.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 1 hora de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          INTEGBI & # 16099 Estudio e investigación independientes supervisados ​​1-3 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2015, primavera de 2014, otoño de 2013
                          Estudio e investigación independientes de la división inferior destinados al estudiante académicamente superior. Inscripción solo con la aprobación previa del consejero de la facultad que dirige la investigación.
                          Estudio e investigación independientes supervisados: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: GPA de 3.4 o más

                          Repite las reglas: El curso puede repetirse para obtener crédito sin restricción.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 0 horas de estudio independiente por semana

                          Verano:
                          6 semanas - 1-3 horas de estudio independiente por semana
                          8 semanas - 1-3 horas de estudio independiente por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          Anteriormente conocido como: Botánica 99, Fisiología 99, Anatomía 99

                          INTEGBI & # 160100B Principios de Biodiversidad 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2012, primavera de 2002, primavera de 2001
                          Patrones biogeográficos, temporales e históricos de cambio en la diversidad biológica Procesos filogenéticos y sistemáticos involucrados en el origen y extinción de taxones y floras / faunas Estructura y demografía de la población (incluidas las poblaciones humanas) Procesos comunitarios y mantenimiento de la diversidad Función del ecosistema Cambio global Usos humanos de y efectos sobre la biología de la conservación de la biodiversidad.
                          Principios de la biodiversidad: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160C100 Comunicando Ciencias Oceánicas 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2020, primavera de 2018, primavera de 2016, primavera de 2015
                          Para estudiantes universitarios interesados ​​en mejorar su capacidad para comunicar su conocimiento científico mediante la enseñanza de ciencias oceánicas en escuelas primarias o centros de ciencias / acuarios. El curso combinará instrucción en métodos de enseñanza basados ​​en la investigación y pedagogía de aprendizaje con seis semanas de experiencia de enseñanza supervisada en un aula de escuela local o en el Lawrence Hall of Science con un compañero. Por lo tanto, los estudiantes practicarán la comunicación de conocimientos científicos y recibirán tutorías sobre cómo mejorar sus presentaciones.
                          Comunicando la ciencia oceánica: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Se requiere un curso de introducción a la biología, geología, química, física o ciencias marinas y se requiere interés en ciencias oceánicas para estudiantes de tercer año, grado o postgrado, consentimiento permanente del instructor para estudiantes de segundo año.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia y 2 horas de trabajo de campo por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Rhew

                          Anteriormente conocido como: Ciencias de la Tierra y Planetarias C100 / Geografía C146 / Biología Integrativa C100

                          También listado como: EPS & # 160C100 / GEOG & # 160C146

                          INTEGBI & # 160101 Introducción a la escritura científica 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2020, primavera de 2019, primavera de 2018
                          Este curso introducirá a los estudiantes a conceptos y técnicas para la comunicación efectiva de hallazgos científicos, tanto dentro de la comunidad científica como para el público en general. Los estudiantes estarán expuestos a una variedad de formatos, que incluyen observaciones sistemáticas en revistas de campo, propuestas, presentaciones de conferencias, seminarios, artículos de revistas, redacción de divulgación científica y entrevistas. Los estudiantes pueden esperar ganar un sentido de confianza al escribir y hablar en público sobre la investigación. El lenguaje directo se valora en la escritura científica, pero se enfatizarán los enfoques creativos del estilo y la estructura.
                          Introducción a la escritura científica: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 4 horas de seminario por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          Instructor: Multa

                          INTEGBI & # 160102LF Introducción a la vida vegetal de California con laboratorio 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2020, primavera de 2018, primavera de 2015
                          La relación de los principales grupos de plantas y las comunidades de plantas de California con el clima, los suelos, la vegetación, la historia geológica y reciente y la conservación. El laboratorio también incluirá al menos dos viajes de campo los sábados y se centrará en los principales grupos de plantas y las principales familias de plantas en California, y el uso de claves para identificar pteridofitas, coníferas y plantas con flores introducidas y especialmente nativas del estado.
                          Introducción a la vida vegetal de California con laboratorio: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1B o consentimiento del instructor

                          Restricciones de crédito: El estudiante recibirá crédito parcial por 102LF después de tomar 102.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 6 horas de laboratorio por semana

                          Verano: 8 semanas - 4 horas de conferencia y 12 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Anteriormente conocido como: 102L

                          INTEGBI & # 160103LF Zoología de invertebrados con laboratorio 5 unidades

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2019, primavera de 2018, primavera de 2016
                          Estudio introductorio de la biología de los invertebrados, haciendo hincapié en la morfología funcional comparativa, la filogenia, la historia natural y los aspectos de la fisiología y el desarrollo. Estudio de laboratorio de la diversidad de invertebrados y morfología funcional, y estudio de campo de la historia natural de los invertebrados marinos locales.
                          Zoología de invertebrados con laboratorio: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A-1B

                          Restricciones de crédito: Los estudiantes recibirán crédito parcial por 103LF después de tomar 103.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia y 6 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160104LF Historia natural de los vertebrados con laboratorio 5 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2021, primavera de 2020, primavera de 2019
                          Biología de los vertebrados, exclusiva de los peces. Estudio de laboratorio y de campo de vertebrados locales exclusivos de peces.
                          Historia natural de los vertebrados con laboratorio: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A-1B

                          Restricciones de crédito: Los estudiantes recibirán crédito parcial por 104LF después de tomar 104.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia, 4 horas de trabajo de campo y 3 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructores: McGuire, Bowie, Shabel

                          INTEGBI & # 160C105 Museos de historia natural y ciencia de la biodiversidad 3 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          (1) estudio de los recursos del museo, incluidas estrategias para la adhesión, conservación, recopilación y adquisición de material, administración y políticas (2) estrategias para hacer que las colecciones estén disponibles digitalmente (digitalización, base de datos, georreferenciación, mapeo) (3) herramientas y enfoques para examinar especímenes históricos (genómica, isótopos, ecología, morfología, etc.) y (4) integración e inferencia de datos. El último tercio del curso involucrará proyectos individuales dentro de un museo determinado.
                          Museos de historia natural y ciencia de la biodiversidad: Leer más [+]

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 3 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          Instructores: Gillespie, Mishler, Will, Marshall, McGuire

                          También listado como: ESPM & # 160C105

                          INTEGBI & # 160106A Entorno físico y químico del océano 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2012, primavera de 2010, primavera de 2008
                          Las implicaciones biológicas de la física y la química marina. Historia y propiedades del agua de mar. Fluidos geofísicos. Corrientes y circulaciones. Mar profundo. Olas, mareas y capas límite del fondo. Los estuarios oceánicos costeros. Interacción aire / mar. Mezclar. Formación de masas de agua. Modelado de procesos biológicos y geoquímicos. Océano y cambio climático.
                          Entorno físico y químico del océano: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1B Química 1A o 4A Matemáticas 1A o 16A Física 7A u 8A. Recomendado: Biología Integrativa 82

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160C107L Principios de morfología vegetal con laboratorio 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2019, otoño de 2017, otoño de 2016
                          Un análisis de la diversidad estructural de las plantas terrestres con énfasis en los mecanismos de desarrollo responsables de esta variación en la morfología y la importancia de esta diversidad en relación con la adaptación y la evolución.
                          Principios de morfología vegetal con laboratorio: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A-1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 1 hora de conferencia, 1 hora de debate y 4 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Specht

                          También listado como: PLANTBI & # 160C107L

                          INTEGBI & # 160108 Biología Marina 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 8 semanas de verano de 2021, Sesión de 8 semanas de verano de 2020, Sesión de 8 semanas de verano de 2019
                          Este curso se centrará en las interacciones entre los organismos marinos y su relación con el medio ambiente. Los temas incluirán una descripción general de los organismos marinos, el funcionamiento de los ecosistemas marinos, los impactos antropogénicos y la conservación. Las conferencias consistirán en discusiones de literatura primaria, videos y presentaciones de los estudiantes, y las secciones de discusión revisarán y ampliarán los temas cubiertos en la conferencia. Al final del curso, debería poder comparar ecosistemas marinos, identificar los principales organismos marinos y explicar su papel dentro de una comunidad, explicar los principales factores abióticos que afectan la distribución de organismos marinos y discutir los impactos que los humanos están imponiendo en el medio marino.
                          Biología Marina: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 4 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Verano: 8 semanas: 8 horas de conferencia y 2 horas de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          INTEGBI & # 160C109 Evolución y Ecología del Desarrollo 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2019, Otoño de 2018, Otoño de 2016
                          Desde el cuerpo del caballito de mar hasta las mandíbulas del atrapamoscas de Venus y el cerebro humano, la naturaleza abunda en adaptaciones asombrosas. Este curso interdisciplinario explora cómo y por qué evoluciona dicha biodiversidad, así como qué limita la diversidad. Las conferencias y los estudios de casos se centrarán en conceptos básicos, avances recientes y enfoques integradores, haciendo especial hincapié en la interacción entre las redes reguladoras de genes, el medio ambiente y la genética de poblaciones.
                          Evolución y ecología del desarrollo: Leer más [+]

                          Objetivos y resultados de amp

                          Resultados de aprendizaje de los estudiantes: • Explicar cómo un enfoque interdisciplinario que involucra genética, desarrollo, evolución
                          La biología y la ecología se pueden utilizar para comprender los procesos que generan patrones de
                          biodiversidad.
                          • Enumerar y describir las principales preguntas, hallazgos y enfoques experimentales en el campo de
                          biología del desarrollo ecológico y evolutivo.
                          • Discuta la investigación biológica utilizando terminología especializada y defienda sus opiniones.
                          • Evaluar e interpretar críticamente la literatura científica primaria.
                          • Combinar material fáctico con razonamiento deductivo para proponer hipótesis y futuros
                          direcciones de investigación

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: BIOLOGÍA & # 1601A y 1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Alternativa al examen final.

                          Instructor: Hombre negro

                          También listado como: PLANTBI & # 160C109

                          INTEGBI & # 160C110L Biología de Hongos con Laboratorio 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2016
                          Aspectos seleccionados de los hongos: su estructura, reproducción, fisiología, ecología, genética y evolución su papel en las enfermedades de las plantas, el bienestar humano y la industria. Ofrecido incluso semestres de otoño.
                          Biología de hongos con laboratorio: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 6 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructores: Bruns, Taylor

                          También listado como: PLANTBI & # 160C110L

                          INTEGBI & # 160112 Métodos hortícolas en el jardín botánico 1 Unidad

                          Condiciones ofrecidas: otoño de 2021, primavera de 2020, otoño de 2019
                          Una introducción a las técnicas hortícolas utilizando las diversas colecciones del Jardín Botánico de la Universidad.
                          Métodos hortícolas en el jardín botánico: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Consentimiento del instructor

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de trabajo de campo por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Se ofrece solo para aprobar / no aprobar. No se requiere examen final.

                          Instructor: Licht

                          Anteriormente conocido como: 112L

                          INTEGBI & # 160113L Perspectivas Paleobiológicas sobre Ecología y Evolución 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2021, primavera de 2020, primavera de 2019
                          Este curso se centrará en responder las siguientes preguntas: ¿Qué tienen que decirnos los registros fósiles y geológicos sobre la naturaleza de los procesos ecológicos y evolutivos? ¿Qué nos enseñan que no se pueda aprender solo del mundo viviente? Para responder a estas preguntas, el curso proporcionará una introducción al análisis de problemas clave en paleobiología, con énfasis en cómo operan los procesos evolutivos y ecológicos en escalas de tiempo geológicas.
                          Perspectivas paleobiológicas sobre ecología y evolución: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Experiencia previa en biología o consentimiento del instructor. No se requieren antecedentes paleontológicos o geológicos.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia y 3 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Marshall

                          Anteriormente conocido como: 108

                          INTEGBI & # 160114 Dinámica de enfermedades infecciosas 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Sesión de 8 semanas de verano de 2021, Sesión de 8 semanas de primavera de 2021, Sesión de 8 semanas de verano de 2020
                          Muchos de los desafíos del manejo de enfermedades infecciosas son esencialmente problemas ecológicos y evolutivos. La enfermedad sigue las reglas de las interacciones de las especies a medida que se propaga a través de las poblaciones de huéspedes, mientras que la resistencia a los antibióticos se produce a través de las reglas de la biología evolutiva. El objetivo principal del módulo es enseñar principios ecológicos y evolutivos a la luz de las enfermedades infecciosas que afectan a las poblaciones y sociedades humanas, así como a la agricultura y la vida silvestre. Esto es ecología aplicada y evolución aplicada en general.
                          Dinámica de las enfermedades infecciosas: Leer más [+]

                          Objetivos y resultados de amp

                          Resultados de aprendizaje de los estudiantes: - Comprender el papel de las enfermedades infecciosas en las poblaciones y comunidades naturales.
                          - Comprender el papel de las enfermedades en la configuración de la agricultura y las sociedades humanas.
                          - Describir cómo las enfermedades infecciosas pueden ser importantes en la conservación.
                          - Discutir cuándo la virulencia del parásito tiene sentido a la luz de la evolución.
                          - Explicar cómo aplicar los principios ecológicos y evolutivos al tratamiento y control de enfermedades infecciosas.
                          - Presentar un póster científico sobre la evidencia de coevolución entre un par de especies.

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Se requiere Bio 1A y Bio 1B o equivalente, se sugiere un curso de Ecología o Evolución

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Verano: 8 semanas: 5 horas de conferencia y 2 horas de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Botas

                          INTEGBI & # 160115 Introducción a los Sistemas en Biología y Medicina 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2015, primavera de 2014, otoño de 2013
                          Este curso está dirigido a estudiantes que deseen comprender los principios generales de cómo operan los sistemas biológicos. Los temas incluyen la regulación de la retroalimentación, la competencia y la cooperación, interruptores y circuitos genéticos, procesos aleatorios, mecanismos de caos para la corrección de errores y las propiedades de las redes. Se seleccionan ejemplos de muchos campos que incluyen medicina, fisiología, ecología, bioquímica, biología celular y genética. Los estudiantes aprenderán a conceptualizar y cuantificar interacciones dentro de sistemas biológicos usando modelos matemáticos simples y programas de computadora. No se requiere experiencia previa en programación.
                          Introducción a los sistemas en biología y medicina: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A, Matemáticas 1A o 16B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia y 2 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Lim

                          INTEGBI & # 160116L Parasitología Médica 4 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Verano de 2021 Primera sesión de 6 semanas, Verano de 2020 Primera sesión de 6 semanas, Verano de 2019 Primera sesión de 6 semanas
                          Este curso incluye biología, epidemiología, patogénesis, tratamiento y prevención de varias infecciones parasitarias de importancia médica. Los ciclos de vida de los helmintos y protozoos parásitos, los aspectos biológicos de la relación huésped-parásito, la epidemiología de la infección y la interacción de los factores sociales, económicos y ecológicos que contribuyen a la enfermedad se tratarán tanto en conferencias como en videos.
                          Parasitología médica: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: 1A, 1B o equivalente

                          Formato de horas y amplificador

                          Verano: 6 semanas - 6 horas de conferencia y 6 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Sakanari

                          Anteriormente conocido como: 116

                          INTEGBI & # 160117 Etnobotánica Médica 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          La diversidad biológica y la diversidad etnolingüística sustentan los sistemas de medicina botánica tradicionales del mundo. Los principales temas cubiertos en este curso incluyen los orígenes culturales del conocimiento de las plantas medicinales sobre los productos farmacéuticos y fitomedicinas derivados de plantas.Métodos de investigación de campo en etnobotánica y etnofarmacología. , enfermedades humanas y mecanismos de acción de fármacos derivados de plantas.
                          Etnobotánica médica: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Bio 1A

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 2 horas de conferencia por semana

                          Verano: 6 semanas - 5 horas de conferencia por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Carlson

                          INTEGBI & # 160117LF Laboratorio de Etnobotánica Médica 2 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          El laboratorio se centrará en el estudio de plantas medicinales de los principales ecosistemas y regiones geográficas del mundo. Los estudiantes aprenderán nombres comunes, nombres científicos, familias de plantas, identificación de campos, hábitats y usos etnomédicos de plantas medicinales. También se discutirá cómo se prepara, administra y usa la planta medicinal como fitomedicina. Se hará referencia a las relaciones filogenéticas entre las familias de plantas y los géneros representados por las plantas medicinales.
                          Laboratorio de Etnobotánica Médica: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Bio 1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 6 horas de laboratorio por semana

                          Verano: 6 semanas - 8 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Carlson

                          INTEGBI & # 160118 Microbiomas de organismos e interacciones huésped-patógeno 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: Otoño de 2021, Otoño de 2020, Otoño de 2019
                          Vivimos en un mundo microbiano, y los microbios han dado forma (y continúan moldeando) la fisiología y la evolución de las plantas y los animales a través de una miríada de contribuciones, desde los beneficios mutualistas hasta las enfermedades. Los avances recientes en las metodologías genómicas han aumentado aún más nuestra apreciación de tales contribuciones al destacar la prevalencia de comunidades microbianas de organismos y sus complejas interacciones con sus anfitriones. A través de conferencias y debates, IB 118 considerará la amplia gama de interacciones huésped-microbio, desde el mutualismo hasta la patogénesis, y desde las interacciones por pares hasta el microbioma, aprendiendo los principios que dan forma a estas interacciones, las tecnologías utilizadas para interrogarlas y los mecanismos moleculares subyacentes. ellos.
                          Microbiomas de organismos e interacciones huésped-patógeno: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A-1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 3 horas de conferencia y 1 hora de debate por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: Shapira

                          INTEGBI & # 160119 Evaluación de la evidencia científica en Medicina 3 Unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2015, otoño de 2014, primavera de 2013
                          Un curso de análisis crítico de informes y estudios médicos que utilizan temas controvertidos recientes en medicina. El curso se centrará en la recopilación de información, la prueba de hipótesis, la evaluación del diseño del estudio, los problemas metodológicos, los mecanismos de sesgo, la interpretación de los resultados, las estadísticas y la atribución de causalidad. Los estudiantes participan en un juicio simulado como una forma de demostrar sus habilidades para recopilar, analizar críticamente y presentar evidencia científica y médica.
                          Evaluación de la evidencia científica en medicina: Leer más [+]

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A-1B

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas: 2 horas de conferencia, 1 hora de debate y 1 hora de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.

                          Instructor: G. Caldwell

                          INTEGBI & # 160120 Introducción a los métodos cuantitativos en biología 4 unidades

                          Condiciones ofrecidas: primavera de 2021, primavera de 2020
                          Este curso proporciona una introducción rápida a una variedad de métodos cuantitativos utilizados en biología y sus fundamentos matemáticos. Si bien ningún tema se cubrirá en profundidad, el curso proporcionará una descripción general de varios temas diferentes que se encuentran comúnmente en la investigación biológica moderna, incluidas ecuaciones diferenciales y sistemas de ecuaciones diferenciales, una revisión de conceptos básicos en álgebra lineal, una introducción a la teoría de la probabilidad, Markov cadenas, estimación de máxima verosimilitud y bayesiana, medidas de confianza estadística, prueba de hipótesis y elección de modelo, permutación y simulación, y varios temas de estadística y aprendizaje automático, incluidos análisis de regresión, agrupamiento y análisis de componentes principales.
                          Introducción a los métodos cuantitativos en biología: Leer más [+]

                          Objetivos y resultados de amp

                          Resultados de aprendizaje de los estudiantes: Capacidad para calcular medias y varianzas para una muestra y relacionarlas con las expectativas y varianzas de una variable aleatoria.
                          Capacidad para calcular probabilidades de eventos discretos usando técnicas de conteo simples, suma de probabilidades de eventos mutuamente excluyentes, multiplicación de probabilidades de eventos independientes, la definición de probabilidad condicional, la ley de probabilidad total y la fórmula de Bayes, y familiaridad con el uso de tales cálculos para comprender las relaciones biológicas.
                          Capacidad para realizar diversos procedimientos de visualización de datos en R.
                          Capacidad para clasificar estados en cadenas de Markov de tiempo discreto y para calcular probabilidades de transición y distribuciones estacionarias para cadenas de Markov de tiempo discreto simple, espacio de estado finito y comprensión del modelado de procesos evolutivos como cadenas de Markov.
                          Capacidad para definir funciones de verosimilitud para ejemplos simples basados ​​en variables aleatorias estándar.
                          Capacidad para implementar modelos estadísticos simples en R y utilizar procedimientos de permutación simples para cuantificar la incertidumbre.
                          Capacidad para implementar modelos de regresión estándar y logística con múltiples covariables en R.
                          Capacidad para manipular matrices mediante la multiplicación y la suma.
                          Capacidad para modelar relaciones simples entre variables biológicas mediante ecuaciones diferenciales.
                          Capacidad para trabajar en un entorno Unix y manipular archivos en Unix.
                          Comprensión de la teoría de la probabilidad básica, incluidas algunas de las variables aleatorias univariadas estándar, como la distribución binomial, geométrica, exponencial y normal, y cómo se pueden utilizar estas variables para modelar sistemas biológicos.
                          Comprensión de las potencias de las matrices y la inversa de una matriz.
                          Comprensión del muestreo y la varianza muestral.
                          Comprensión de los principios utilizados para la estimación puntual, la prueba de hipótesis y la formación de intervalos de confianza e intervalos creíbles.
                          Familiaridad con ANOVA y capacidad para implementarlo en R.
                          Familiaridad con PCA, otros métodos de agrupamiento y su implementación en R.
                          Familiaridad con las ecuaciones diferenciales básicas y sus soluciones.
                          Familiaridad con la covarianza, la correlación, los mínimos cuadrados ordinarios y las interpretaciones de pendientes e intersecciones de una línea de regresión.
                          Familiaridad con la programación funcional en R y / o Python y capacidad para definir nuevas funciones.
                          Familiaridad con uno o más métodos utilizados en aprendizaje automático / estadísticas, como modelos ocultos de Markov, CART, redes neuronales y / o modelos gráficos.
                          Familiaridad con Python que permite a los estudiantes comprender scripts simples de Python.
                          Familiaridad con los modelos de efectos aleatorios y capacidad para implementarlos en R.
                          Familiaridad con los supuestos de regresión y métodos para investigar los supuestos utilizando R.
                          Familiaridad con el uso de matrices para modelar transiciones en un sistema biológico con categorías discretas.

                          Reglas y requisitos de amplificador

                          Requisitos previos: Biología 1A, Biología 1B, un curso de estadística como Data 8, Stat 2 o Stat 20, y dos semestres de matemáticas de nivel universitario que incluyen cálculo como Matemáticas 10A y Matemáticas 10B. Se prefieren los estudiantes de pregrado que participen en investigaciones con honores u otra investigación supervisada. No es necesario tener conocimientos previos de R

                          Restricciones de crédito: Un grado deficiente en INTEGBI & # 160120 puede eliminarse tomando INTEGBI 201.

                          Formato de horas y amplificador

                          Otoño y / o primavera: 15 semanas - 3 horas de conferencia y 3 horas de laboratorio por semana

                          Detalles adicionales

                          Nivel de asignatura / curso: Biología Integrativa / Licenciatura

                          Estado de calificación / examen final: Grado de la letra. Requiere examen final.


                          Uso eficaz de los planes de lecciones

                          Los planes de lecciones pueden ser una guía útil para brindar lecciones atractivas y estimulantes que ayuden a los estudiantes a comprender el material y a interesarse por el tema. Un plan de lecciones bien pensado también tiene la capacidad de servir como referencia para asegurarse de que una conferencia se mantenga en el camino correcto y dentro de un límite de tiempo preestablecido.

                          Usar una plantilla de plan de lección de manera efectiva puede ser un poco más desafiante, ya que es probable que esté trabajando con el formato realizado por otra persona que puede pensar de manera diferente sobre cómo preparar una lección atractiva para los estudiantes.

                          Sin embargo, existen muchos beneficios al usar una plantilla de plan de lecciones, que incluyen:

                          No es una vergüenza administrar su propio tiempo mediante el uso de una plantilla de lección y, con frecuencia, puede ayudarlo a evaluar qué tan confiables o eficientes pueden ser las diferentes plantillas en un escenario del mundo real. Los planes de lecciones también pueden limitar la cantidad de tareas múltiples que realizará mientras intenta enseñar a los estudiantes lo que puede simplificar y espaciar las oportunidades de aprendizaje.

                          Los planes de lecciones claros también incluyen suficiente tiempo para preguntas, reflexión y oportunidades para fomentar el pensamiento profundo de los estudiantes para mejorar el aprendizaje. Las asignaciones se pueden coordinar para que tengan un propósito en lugar de convertirse en un trabajo ajetreado que no refuerza los aspectos esenciales discutidos en clase.


                          Aunque la teoría científica de la administración proporcionó herramientas para que los trabajadores mejoraran su rendimiento y eficiencia, los empleados solo realizaban trabajos serviles y, por lo tanto, la crítica teórica de la teoría clásica de la administración se enfrentó a críticas por desarrollar una atmósfera de línea de ensamblaje. Con esto como motivo, la teoría cae en desgracia por parte de varias empresas pero aún la consideran una herramienta valiosa en muchas empresas por sus principios.

                          Un buen ejemplo donde se pueden aplicar las técnicas de la teoría de la gestión clásica y científica es en las fábricas donde se logran tareas repetitivas. La importancia de la teoría y los principios de la gestión científica son,

                          • Los empleados deben seleccionarse en función de sus habilidades y habilidades relacionadas con el trabajo.
                          • Los incentivos y salarios que se brinden a los empleados deben basarse en alentarlos y mejorar su producción.
                          • El liderazgo dentro de la organización debe ser uno que desarrolle un método estándar para realizar un determinado trabajo con la ayuda de la teoría de la gestión científica.
                          • Debe prestarse atención a erradicar las interrupciones durante la planificación del trabajo.
                          • Los métodos de trabajo por regla general se sustituyen por otros métodos que se basan en el estudio científico de las tareas.

                          Mención en Química

                          Los cursos requeridos para un menor deben tomarse para obtener una calificación de letra y todos los cursos a continuación son obligatorios:

                          Lista de cursos
                          Unidades
                          QUÍMICA 33Estructura y reactividad de moléculas orgánicas5
                          CHEM 121Comprender el mundo natural y no natural a través de la química5
                          CHEM 123Compuestos orgánicos polifuncionales3
                          CHEM 124Laboratorio de Química Orgánica3
                          QUÍMICA 131Principios y práctica del análisis instrumental5
                          CHEM 151Química inorgánica I4
                          QUÍMICA 171Fundamentos de la química física4
                          Unidades totales29


                          NOTA FINAL

                          El aprendizaje basado en problemas está vivo y floreciendo en el entorno escolar médico y profesional que dio origen al método (Samford University, PBL Initiative) y tiene numerosos defensores y practicantes en la comunidad educativa K-12 (Torp y Sage, 1998). Con disculpas a los muchos instructores de ABP dedicados en estos entornos (y a los muchos profesionales en todo el mundo), el enfoque de esta columna ha sido la implementación del ABP en el entorno de pregrado en los Estados Unidos, simplemente porque este es el contexto en el que el autor correspondiente es más familiar. Esperamos que las referencias y los recursos proporcionados puedan informar más al lector sobre estos otros escenarios importantes.


                          Ver el vídeo: Aula Invertida Semana 1 Térraba. La célula (Febrero 2023).