viernes, 15 de abril de 2011

Microclase: Relaciones Hídricas en Células Vegetales y Animales

Relaciones Hídricas en Células Vegetales y Animales

La membrana celular actúa como barrera semipermeable impidiendo la entrada de la mayor parte de las moléculas, dejando pasar selectivamente a otras. Para entender los sucesos que acontecen es necesario refrescar los conceptos de potencial de agua, difusión y ósmosis. El potencial de agua es la tendencia del agua a moverse de un área de mayor concentración a una de menor concentración.


La difusión es el movimiento neto de sustancia (líquida o gaseosa) de un área de alta concentración a una de baja concentración. Eventualmente, si no se agrega energía al sistema las moléculas llegan a un estado de equilibrio en el cual se encuentran distribuidas homogéneamente en el sistema. La difusión constituye una de las principales formas de movimiento de sustancias entre las células y una de las formas en que las pequeñas moléculas cruzan la membrana celular. El intercambio de gases en branquias y pulmones es consecuencia de fenómenos de difusión.

ÓSMOSIS. Es una forma especial de difusión, en la que el solvente agua se mueve a través de una membrana de permeabilidad selectiva, de una zona de potencial hídrico alto a una zona de potencial hídrico bajo. La ósmosis es un proceso pasivo, por lo tanto no utiliza energía metabólica. Aquí no son los solutos o partículas los que se desplazan de una zona a otra, sino el solvente, que es el agua. Esto ocurre cuando la membrana que separa ambas zonas de concentración no es permeable a los solutos partículas.



SOLUCIONES ISOTÓNICAS, HIPOTÓNICAS E HIPERTÓNICAS

El agua se mueve fácilmente cruzando las membranas celulares, a través de canales especiales revestidos de proteína. Si el total de la concentración de todos los solutos disueltos no es igual en ambos lados, habrá un movimiento neto de moléculas de agua hacia dentro o fuera de la célula. Para donde es el movimiento del agua, depende si el medio donde se encuentra la célula es isotónico, hipotónico o hipertónico.

Las soluciones isotónicas tienen una concentración de soluto igual a la del citoplasma celular, por lo que los potenciales hídricos son iguales, la célula se encuentra en equilibrio osmótico con el medio. Las soluciones isotónicas tienen concentraciones equivalentes de sustancia y, en este caso, al existir igual cantidad de movimiento de agua hacia y desde el exterior, el flujo neto es nulo. Cuando las células están en una solución isotónica, el movimiento de agua hacia afuera está balanceado con el movimiento de agua hacia adentro. Un 0.9% de solución de NaCl (salina) es isotónica para las células animales.

Una solución hipotónica tiene una concentración de soluto menor que el citoplasma celular, por lo que la célula absorbe agua y se hincha, aumentando la presión de turgencia, que es una presión hidrostática que se ejerce sobre la pared celular.

Cuando una célula es expuesta a condiciones hipotónicas, hay un movimiento neto de agua hacia dentro de la célula. Las células sin pared celular (células animales) se inflan y pueden explotar (lisis). Si el exceso de agua no es removido de la célula. Las células con paredes celulares (células vegetales) a menudo se benefician de la presión que da rigidez en medios hipotónicos.

Una solución hipertónica tiene una concentración de soluto mayor que el citoplasma celular, por lo que tiene un potencial hídrico menor que el del contenido celular. La célula pierde agua, la membrana se retrae separándose de la pared y la células se vuelve flácida, se dice que la célula se ha plasmolizado. Si las concentraciones de solutos disueltos es mayor fuera de la célula, la concentración de agua es correspondientemente menor. Como resultado, el agua dentro de la célula sale para alcanzar el equilibrio, produciendo un encogimiento de la célula.

Células vegetales y animales en medios hipotónicos

Turgencia en las plantas

Las células vegetales están rodeadas de paredes celulares rígidas. Cuando las células vegetales se exponen a medios hipotónicos, el agua se precipita dentro de la célula, y la célula se hincha, pero no se rompe por la capa rígida de la pared. La presión de la célula empujando contra la pared es llamada presión de turgencia, y es el estado ideal para la mayor parte de los tejidos vegetales. Por ejemplo, si se coloca un tallo de apio o una hoja de lechuga marchito en un medio hipotónico de agua pura, a menudo reviven por inducción de turgencia en las células vegetales.

Lisis en animales

Las células animales carecen de la rigidez de las paredes celulares. Cuando se exponen a medios hipotónicos, el agua penetra dentro de la célula y la célula se infla. Eventualmente, si el agua no es quitada de la célula, la presión puede exceder la fuerza de tensión de la célula, y estalla o cae en lisis. Muchos protistas unicelulares que viven en agua dulce, tienen vacuolas contráctiles, que bombean fuera el agua, para poder mantener un equilibrio osmótico y evitar la lisis.


Células vegetales y animales en medios hipertónicos

Plasmólisis de células vegetales

Las células vegetales están rodeadas por una pared rígida. Cuando las células vegetales son expuestas a medios hipertónicos, el agua sale de la célula, y la célula se encoge, alejándose de la pared celular, dando como resultado a la plasmólisis. La célula plasmolizada está deshidratada y pierde la mayoría de sus funciones fisiológicas. Si las células son regresadas a su estado isotónico o hipotónico, el agua vuelve a entrar a la célula y se restaura su funcionamiento normal.


Contracción de células animales

Las células animales carecen de paredes rígidas. Cuando son expuestas a medios hipertónicos, el agua sale de la célula y la célula se contrae o encoge. Las células quedan deshidratadas y pierden la mayoría de sus funciones fisiológicas. Si las células son regresadas a su estado isotónico o hipotónico, el agua vuelve a entrar a la célula y se restaura su funcionamiento normal.

Células vegetales sometidas a medios isotónicos, hipertónicos e hipotónicos.




Globúlos rojos sometidos a medios isotónicos, hipertónicos e hipotónicos.

Ahora vean este video, donde se muestra la plasmólisis en células de cebolla, al  ser sometidas a un medio hipertónico, lo que provocan la abrupta salida de agua, por ende las células se contraen.

jueves, 14 de abril de 2011

Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC's) en la Educación






Esta emergente sociedad de la información, impulsada por un vertiginoso avance científico en un marco socioeconómico neoliberal-globalizador y sustentada por el uso generalizado de las potentes y versátiles tecnologías de la información y la comunicación  (TIC), conlleva cambios que alcanzan todos los ámbitos de la actividad humana. Sus efectos se manifiestan de manera muy especial en las actividades laborales y en el mundo educativo, donde todo debe ser revisado: desde la razón de ser de la escuela y demás instituciones educativas, hasta la formación básica que precisamos las personas, la forma de enseñar y de aprender, las infraestructuras y los medios que utilizamos para ello, la estructura organizativa de los centros y su cultura...
En este marco, Aviram (2002) identifica tres posibles reacciones de los centros docentes para adaptarse a las TIC y al nuevo contexto cultural
- Escenario tecnócrata. Las escuelas se adaptan realizando simplemente pequeños ajustes: en primer lugar la introducción de la "alfabetización digital" de los estudiantes en el curriculum para que utilicen las TIC como instrumento para mejorar la productividad en el proceso de la información(aprender SOBRE las TIC) y luego progresivamente la utilización las TIC como fuente de información y proveedor de materiales didácticos (aprender DE las TIC)..
- Escenario reformista. Se dan los tres niveles de integración de las TIC que apuntan
José María Martín Patiño, Jesús Beltrán Llera y Luz Pérez (2003): los dos anteriores (aprender SOBRE las TIC y aprender DE las TIC) y además se introducen en las prácticas docentes nuevos métodos de enseñanza/aprendizaje constructivistas que contemplan el uso de las TIC como instrumento cognitivo (aprender CON las TIC) y para la realización de actividades interdisciplinarias y colaborativas. "Para que las TIC desarrollen todo su potencial de transformación (...) deben integrarse en el aula y convertirse en un instrumento cognitivo capaz de mejorar la inteligencia y potenciar la aventura de aprender" (Beltrán Llera)
- Escenario holístico: los centros llevan a cabo una profunda reestructuración de todos sus elementos.
Como indica Joan Majó (2003) "la escuela y el sistema educativo no solamente tienen que enseñar las nuevas tecnologías, no sólo tienen que seguir enseñando materias a través de las nuevas tecnologías, sino que estas nuevas tecnologías aparte de producir unos cambios en la escuela producen un cambio en el entorno y, como la escuela lo que pretende es preparar a la gente para este entorno, si éste cambia, la actividad de la escuela tiene que cambiar".
En cualquier caso, y cuando ya se han cumplido más de 25 años desde la entrada de los ordenadores en los centros docentes y más de 15 desde el advenimiento del ciberespacio, podemos sintetizar así su impacto en el mundo educativo :

- Importancia creciente de la educación informal de las personas. Y es que con la omnipresencia de los medios de comunicación social, los aprendizajes que las personas realizamos informalmente a través de nuestras relaciones sociales, de la televisión y los demás medios de comunicación social, de las TIC y especialmente de Internet, cada vez tienen más relevancia en nuestro bagaje cultural. Además, instituciones culturales como museos, bibliotecas y centros de recursos cada vez utilizan más estas tecnologías para difundir sus materiales (vídeos, programas de televisión, páginas web... ) entre toda la población. Y los portales de contenido educativo se multiplican en Internet.
Los jóvenes cada vez saben más (aunque no necesariamente del "currículum oficial") y aprenden más cosas fuera de los centros educativos. Por ello, uno de los retos que tienen actualmente las instituciones educativas consiste en integrar las aportaciones de estos poderosos canales formativos en los procesos de enseñanza y aprendizaje, facilitando a los estudiantes la estructuración y valoración de estos conocimientos dispersos que obtienen a través de los "mass media" e Internet.
- Mayor transparencia, que conlleva una mayor calidad en los servicios que ofrecen los centros docentes. Sin duda la necesaria presencia de todas las instituciones educativas en el ciberespacio permite que la sociedad pueda conocer mejor las características de cada centro y las actividades que se desarrollan en él. Esta transparencia, que además permite a todos conocer y reproducir las buenas prácticas (organizativas, didácticas...) que se realizan en los algunos centros, redunda en una mejora progresiva de la calidad.
Se necesitan nuevos conocimientos y competencias. Los profundos cambios que en todos los ámbitos de la sociedad se han producido en los últimos años exigen una nueva formación de base para los jóvenes y una formación continua a lo largo de la vida para todos los ciudadanos. Así, además de la consideración a todos los niveles de los cambios socio-económicos que originan los nuevos instrumentos tecnológicos y la globalización económica y cultural, en los planes de estudios se van incorporando la alfabetización digital básica (cada vez más imprescindible para todo ciudadano) y diversos contenidos relacionados con el uso específico de las TIC en diversos ámbitos.
Por otra parte, determinadas capacidades y competencias adquieren un papel relevante: la búsqueda y selección de información, el análisis crítico (considerando perspectivas científicas, humanistas, éticas...) y la resolución de problemas, la elaboración personal de conocimientos funcionales, la argumentación de las propias opiniones y la negociación de significados, el equilibrio afectivo y el talante constructivo (no pesimista), el trabajo en equipo, los idiomas, la capacidad de autoaprendizaje y adaptación al cambio, la actitud creativa e innovadora, la iniciativa y la perseverancia… 
- Labor compensatoria frente a la "brecha digital". Las instituciones educativas pueden contribuir con sus instalaciones y sus acciones educativas (cursos, talleres...) a acercar las TIC a colectivos que de otra forma podrían quedar marginados. Para ello, además de asegurar la necesaria alfabetización digital de todos sus alumnos, facilitarán el acceso a los equipos informáticos en horario extraescolar a los estudiantes que no dispongan de ordenador en casa y lo requieran.
También convendría que, con el apoyo municipal o de otras instituciones, al terminar las clases se realizaran en los centros cursos de alfabetización digital para las familias de los estudiantes y los ciudadanos en general, contribuyendo de esta manera a acercar la formación continua a toda la población.
- Nuevos instrumentos TIC para la educación. Como en los demás ámbitos de actividad humana, las TIC se convierten en un instrumento cada vez más indispensable en las instituciones educativas, donde pueden realizar múltiples funcionalidades:
- Fuente de información (hipermedial).
- Canal de comunicación interpersonal y para el trabajo colaborativo y para el intercambio de información e ideas (e-mail, foros telemáticos)
- Medio de expresión y para la creación (procesadores de textos y gráficos, editores de páginas web y presentaciones multimedia, cámara de vídeo)
- Instrumento cognitivo y para procesar la información: hojas de cálculo, gestores de bases de datos…
- Instrumento para la gestión, ya que automatizan diversos trabajos de la gestión de los centros: secretaría, acción tutorial, asistencias, bibliotecas…
- Recurso interactivo para el aprendizaje. Los materiales didácticos multimedia informan, entrenan, simulan guían aprendizajes, motivan...
- Medio lúdico y para el desarrollo psicomotor y cognitivo.