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ESTUDIO DE CASO APLICANDO GENÉTICA Leer aquí Parte 1- Ayer por la noche en un hotel ubicado a las afueras de la ciudad, se descubrió un terrible hecho. Pedro, un conocido empresario, apareció sin vida en su habitación de hotel, donde fue encontrado a las 11pm por dos huéspedes, Álvaro y Marcela. Estos de inmediato llamaron a la policía, que llegó poco después. El patólogo examinó el cuerpo, y estimó que la hora de la muerte fue a las 9pm, no mucho después de que Pedro terminara de comer. Pedro había tenido una cena esa noche para celebrar con algunos amigos que había terminado de escribir un libro sobre su vida. La fiesta había tenido lugar en el comedor del hotel con cinco amigos, que se habían quedado esa noche en el hotel. Cuando la policía llegó, los cinco invitados y la camarera del hotel se despertaron y se ubicaron en las escaleras para ser interrogados Parte 2 - El problema de investigación Pedro murió en su habitación de hotel. ¿Quién pudo hacerle daño? ¿Qué pruebas de ADN se pueden encontrar en la escena del crimen? ¿Cómo se pueden analizar? ¿Qué se necesita para encontrar al asesino? Observe las evidencias que aparecen a continuación y tome nota (investigadores) en la tabla que aparece debajo de ellas. Parte 3 - Las evidencias 1. Lea de manera atento las evidencias que se presentan a continuación. Como estudiante - detective usted debe mirar muy bien las evidencias de la escena y usar la tabla que se encuentra en la siguiente página, para recolectar las pruebas.

Parte 4 recolección de información 2. La tabla de reportes contiene un ejemplo del tipo de información que hay que anotar sobre la escena. Con base en las imágenes termine de diligenciar la tabla. Tipo de evidencia (por ejemplo piel, sangre, saliva, cabello, semen, orine) Células de sangre Células de la piel Células de la piel Células de la piel Células de sangre

¿Dónde se encuentra? Sangre encontrada en el borde de la ventana Encontradas en el mango del cuchillo Encontradas en la chaqueta de la victima Encontradas bajo las uñas de la victima (Pedro) Encontradas en la hoja del cuchillo|

3. Usted debe actuar como detective y pide a alguien de tu casa que te ayude haciendo de patólogo de la policía El estudiante –detective, debe leer las evidencias ante el laboratorio forense (el profesor) para su análisis. 4. El estudiante - patólogo de la policía debe leer en voz alta el informe sobre el análisis del cuerpo de la víctima que está a continuación.

5. ¿Quién podría ser el asesino? Todos ellos han dado su permiso para tomar muestras de su ADN, pero el inspector jefe de laboratorio sólo permite tomar muestras de tres de los sospechosos. Usted debe decidir cuáles perfiles de ADN solicitar al laboratorio, es decir, al profesor. 8. Los estudiantes - detectives deben tomar nota sobre el informe de los sospechosos y elegir los sospechosos que creen están involucrados.

Nombre

Notas de la declaración del sospechoso

Álvaro

Declaración: “Fui al teatro con Olivia después de la cena. Volvimos sobre las 11, y vimos que había luz bajo la puerta de Pedro. Pensamos que era extraño, y llamamos. No obtuvimos respuesta, así que entramos. Encontramos a Pedro en el suelo – Olivia comprobó si estaba bien, pero él no respondió. Salimos de la habitación y llamamos a la policía. No toqué nada”. Declaración: “Pedro fue mi compañero de trabajo hace mucho. Tenía esa cena para celebrar su nuevo libro. Ayer por la noche después de cenar me fui a dar un paseo por los jardines del hotel, y luego fui a charlar con él. Parecía normal cuando yo entré. Después me fui a la cama porque se suponía que debía tener una reunión esta mañana”. Declaración: “Anoche fui al cine con amigos – usted puede preguntar a cualquiera. Recuerdo limpiar la habitación de Pedro ayer cerca de las dos debido a que me corté la mano en la ventana” Declaración: “Álvaro y yo nos fuimos después de la cena – disfrutamos del teatro, había un espectáculo que realmente quería ver. Regresamos muy tarde, y Álvaro vio que había luz por debajo de la puerta de Pedro. Abrió la puerta, y vio a Pedro en el suelo. Corrí para ver si se encontraba bien, y le di la vuelta, tirando de su chaqueta. La sangre estaba por todas partes – fuimos a llamar a la policía”. Declaración: “Estoy muy alterada al escuchar que mi esposo Pedro fue asesinado (se limpia los ojos con un pañuelo). Después de la cena, Pedro y yo nos fuimos a nuestra habitación, pero él se fue, ya que quería leer su libro.

Mauricio

Lisa

Marcela

Melinda

¿Sospecha de él/ella?

¿Solicitar muestra? (seleccione solo tres)

SI

SI

SI

SI

SI

SI

David

Yo me fui a una fiesta con unos amigos, y cuando volví encontré a la policía en el hotel. ¡He descubierto que el libro de Pedro está desaparecido”! Declaración: “Fui invitado a la cena por Olivia. Nunca había conocido a Pedro antes de esta noche – me parecía una buena persona, pero entiendo que él tenía un pasado oscuro. Parecía muy protector con su libro. Después de la cena tenía dolor de cabeza por la conversación, así que me fui a la cama a leer un libro. Me despertó la policía llamando a mi puerta”.

6. El profesor dará la tarjeta de perfil de ADN a los Detectives, sólo de los sospechosos que cada uno solicite (máximo 3). 7. Luego de revisar los perfiles que solicitaron al profesor y dibujarlos en el cuaderno, revise los resultados de laboratorio que aparecen a continuación, donde encontrará las escenas y al frente los perfiles de ADN relacionados.

8. Detectives: ¿El perfil de ADN de cualquiera de sus tres sospechosos coincide con alguno de los perfiles de ADN de las evidencias encontradas en la escena del crimen? ¿Con cuál? ¿Porqué? Mauricio, pues su ADN coincide con la base de datos, además se encontró ADN en las uñas de la víctima y en los instrumentos con los que se cometió el delito. Parte 5 - Resolución del caso 9. Detectives: Usando la tabla que se encuentra a continuación, ¿qué se puede concluir de la comparación? ¿Sabe quién es el asesino? Recuerde lo que los sospechosos dijeron en sus declaraciones y no olvide que no todo el ADN encontrado en la escena del crimen necesariamente es del asesino.

Muestra de la escena del crimen

¿Este perfil coincide con alguno de los sospechosos? Si es así, ¿cuáles?

Sangre en el borde de la ventana Sangre en la hoja del cuchillo Células de la piel en el mango del cuchillo Células de la piel bajo las uñas de la víctima Células de la piel en la chaqueta de la víctima

Lisa

¿Cree que esta muestra es del asesino? No

No (Es de Pedro)

No

Mauricio

Si

Mauricio

Si

Marcela

No

10. En caso de no encontrar similitudes entre los perfiles de ADN que pidió a su profesor y las evidencias de ADN que nos entregó el laboratorio, todos pueden revisar los perfiles de ADN que tiene el gobierno de algunos de los asesinos más buscados en Colombia. Aún si logró identificar el asesino antes de observar la base de datos de ADN en Colombia, puede revisar los perfiles para verificar. 11. Detectives: ¿Se puede encontrar una coincidencia entre las pruebas recogidas en la escena del crimen y los perfiles en la base de datos de ADN? ¿Quién cree que es el asesino? Mauricio. 12. Después de dar posibles explicaciones, el laboratorio revelara quién es el culpable. 13. Luego de oír lo que sucedió y las razones de la muerte de Pedro, además de los dilemas éticos y reflexiones sobre la realidad, complete el siguiente cuadro con su opinión. Tenga en cuenta que parte de lo que usted piensa tiene que ver con temas éticos y con el uso de la técnica de identificación de personas en la realidad. Reflexiones éticas Reflexiones sobre el juego y la realidad En verdad hay que tener valor para reconocer en Mediante el juego el niño aprende, desarrolla su yo personal y social.

la justicia la verdad central de la ética y así las acciones que tienen fines en sí mismas ostentan tal primacía axiológica, que invita a realizarlas Todas las virtudes se unifican en una sola virtud: el saber. Todos los vicios se unifican en un solo vicio: la ignorancia. La vida posee carácter sagrado, absoluto e inviolable en cualquier circunstancia y sin excepciones

El cuerpo: Habilidades y destrezas. El cuerpo: Expresión y comunicación. Salud corporal. Mediante el juego el niño aprende, desarrolla la inteligencia

Tema: Gases Objetivo Identificar cómo se comportan los gases al variar en ellos las condiciones de p, T y V. En esta sección trabajáremos los temas vistos en clases a partir de pequeños problemas y vivencias de su cotidianidad. 1. A partir de la imagen responde: a. ¿Por qué después de un tiempo de estar en el fogón la válvula de la olla libera gas? el recipiente tiene una válvula que limita la presión, liberando el vapor cuando se llega a un límite establecido; normalmente, la presión levanta un tope permitiendo que el vapor escape, manteniendo la presión constante (y por lo tanto la temperatura) durante el tiempo de cocción. b. ¿Qué sucedería si hubiera una obstrucción en el conducto de la válvula? Explosión debido a que tiene el paso de descarga obstruido. 2. Si se experimenta colocando una olla a presión con agua en su interior en la estufa y se le somete a un proceso de calentamiento, ¿llegar un momento en que se libere vapor por la válvula, este experimento demuestra que hay relación entre? FALTA RESPONDER volumen, la presión y la temperatura las cuales se asocian mediante una ley conocida como la ley de Gay-Lusac. Las moléculas al llegar al punto de ebullición, comenzarán a chocar unas con otras y con las paredes de la olla incrementando la presión y debido a esto, la olla libera este incremento de presión mediante la válvula. Por lo tanto, a volumen constante, la temperatura y la presión son directamente proporcionales 3. Interpreta la siguiente afirmación “Las leyes de los gases permiten comprender el comportamiento de estas sustancias e identificar las variables que definen su estado físico” esto quiere decir ¿qué? FALTA RESPONDER 4. ¿Por qué es importante el estudio del comportamiento de los gases y cómo ha contribuido dicho estudio en las investigaciones de sustancias en este estado de agregación? FALTA RESPONDER

5. El efecto invernadero es un fenómeno en el cual algunos gases de la atmosfera terrestre retienen parte de la energía de la superficie originada por la radiación social y que se ha incrementado por la emisión a la atmosfera de gases de efecto invernadero como CO2, CH4, CFC, N2O. este fenómeno ha ocasionado un grave problema que se conoce como calentamiento global, el cual ha generado incrementos en la temperatura del planeta y cambios drásticos de temperatura… Plantea soluciones para el problema mencionado en el numeral 5 Cada uno de nosotros podemos poner nuestro pequeño grano de arena para mejorar la situación: •

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Racionaliza el consumo de energía para climatizar tu casa. No es necesario que tu casa esté helada en verano ni muy caliente en invierno. Haz un uso racional de la energía y programa la climatización para tener una temperatura confortable. Desenchufa lo que no utilices. Los aparatos eléctricos que están enchufados aunque estén apagados siguen consumiendo energía, por lo que se recomienda desconectarlos siempre que se pueda. Optimiza el uso de la iluminación. Puedes cambiar las bombillas incandescentes por leds de bajo consumo. Por otra parte, también puedes utilizar sensores de movimiento o instalar un sistema domótico en tu casa. Compra electrodomésticos con calificación energética A. Ahorrarás energía y contribuirás al cuidado del medio ambiente.

Elabora un dibujo que represente el efecto invernadero en el ecosistema

Escribe las causas que acarrea el efecto invernadero Son las derivadas del incremento de la actividad humana contaminante, que produce los gases que quedan retenidos en la atmósfera y que ayudan al incremento de la temperatura. De forma general, las principales causas de este problema de la capa de ozono son las siguientes: • • • • • • • •

Fábricas industriales. Ganadería intensiva. Uso de sprays. Mal reciclaje y reaprovechamiento de materiales. Uso de combustibles fósiles y poco uso de las energías renovables. Consumo excesivo de electricidad que no proviene de energías renovables. Uso abusivo de medios de transporte contaminantes, como los coches, autobuses, motocicletas y aviones, que usan derivados de combustibles fósiles. La deforestación.

Todas estas acciones humanas comportan un incremento de los gases nocivos que provocan el efecto invernadero Nombra los gases que describe el texto, CO2, CH4, CFC, N2O además de ello escribe algunas de sus principales fuentes • •

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La principal fuente de producción de CO2 es la extracción de residuos fósiles y derivados del petróleo y el gas. Las fábricas de carbón también son productoras de CO2 en gran número. Metano (CH4): Al igual que el CO2, las fuentes de metano pueden ser naturales o producto de actividades humanas. La actividad humana es la que crea la mayor fuente de emisiones de metano, las 3 principales fuentes son: Combustible fósil (Carbón, petróleo y gas) Los clorofluorocarbonos (CFC) son derivados de los hidrocarburos saturados obtenidos mediante la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de flúor y/o cloro principalmente. Los humanos somos responsables del 96% de las emisiones de óxido de nitrógeno. Casi todas las emisiones son causadas por estos 3 factores: Fertilización artificial de la tierra; Fuentes fijas y móviles de combustión de materiales de origen fósil, Estiércol

Cuando el texto menciona que estos gases aumentan la temperatura del planeta esto quiere decir ¿qué? Justifica La absorción de energía por un determinado gas tiene lugar cuando la frecuencia de la radiación electromagnética es similar a la frecuencia vibracional molecular del gas. Cuando un gas absorbe energía, esta se transforma en movimiento molecular interno que produce un aumento de temperatura. La atmósfera es un fluido constituido por diferentes tipos de gases y cada uno de ellos se comporta de manera diferente, de manera tal, que la energía absorbida la efectúan selectivamente para diferentes longitudes de onda y en algunos casos son transparentes para ciertos rangos del espectro. Cuáles son las causas conocidas que genera el cambio climático… Escribe un párrafo sobre esto

La presente memoria explica la importancia del Cambio Climático en el ámbito mundial siendo las emisiones de gases del efecto invernadero las principales causas de este efecto, ya que el Dióxido de Carbono (CO2) proveniente del consumo de combustibles fósiles para la producción de energía y de la quema de biomasa por el cambio de uso del suelo (deforestación), contribuye con el 70% de lo que sería el calentamiento de la Tierra previsto para los próximos años. Esto conlleva a diferentes problemas como son: alteraciones significativas en el clima mundial; aumento de la temperatura terrestre; rebrote de enfermedades, etc Los países desarrollados y en desarrollo involucrados han optado por tomar diferentes medidas para la mitigación del Cambio Climático mundial, los primeros se han comprometido a crear crear políticas y medidas para mitigar el problema del cambio climático, reduciendo sus emisiones de gas al nivel de emisión con respecto al año 1990 y proporcionando recursos financieros a los países en vías de desarrollo para que desarrollen inventarios y estudios, mientras que los países en desarrollo se comprometen a preparar comunicaciones nacionales que contengan sus inventarios de emisiones de gases de efecto invernadero y las medidas que han adoptado para aplicar la Convención 6. Pon a prueba tu capacidad para interpretar situaciones 8 a. Tomando como punto de partida la imagen anterior... escribe que variables se relacionen y estas a que Ley pertenece… justifica. LA LEY DE CHARLES, El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura a que está sometido; es decir: 1) Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. 2) Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye, O simplemente, los gases tienden a expandirse cuando se calientan. Esto se debe a que cuando la temperatura del gas aumenta las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. O sea, se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen. b. ¿A qué ley pertenece la imagen y que variables relaciona? Justifica Los estados de agregación, sólido, líquido y gaseoso dependen fundamentalmente de las condiciones de presión y temperatura a las que esté sometida la materia. En el estado sólido los átomos o moléculas ocupan posiciones fijas, aunque se encuentran vibrando en esas posiciones con una capacidad de movimiento limitada. Estado de agregación de la materia. En física y química se observa que, para cualquier sustancia o mezcla, modificando sus condiciones de temperatura o presión, pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas (moléculas, átomos o iones) que la constituyen.

c. ¿A nivel molecular que podrías decir de los estados de agregación de la materia, a que se debe que estos existan? El nivel macro al abordar las propiedades comunes a cada estado de agregación (tener o no forma y volumen propio) y las semejanzas y diferencias en su comportamiento por efecto de la presión y temperatura (difusión, compresión, dilatación); el nivel micro al postular la naturaleza discontinua de la materia para explicar dicho comportamiento, ofreciendo un modelo que reconoce la existencia de partículas (modelo cinético corpuscular o particular, según autores) y describe, a través de presupuestos teóricos (partículas que son extremadamente pequeñas, que ocupan posiciones fijas en sólidos, que están muy juntas en los sólidos, que sólo vibran en los sólidos, etc.) su comportamiento dinámico en función de su agregación; y el nivel simbólico al tener necesariamente que visualizar el modelo, para comprender las explicaciones que se dan al comportamiento macroscópico desde en nivel microscópico. Sin embargo, las relaciones entre el nivel macro y micro de la materia no suelen abordarse en la mayoría de las propuestas de enseñanza de modo suficiente y explicito, y menos aún las relaciones con el nivel simbólico; así, las diferencias que se establecen en las propiedades comunes al estado de agregación, y las semejanzas y diferencias en el comportamiento macroscópico de sólidos, líquidos y gases, no se interpretan de modo explícito desde los postulados del modelo cinético particular y las diferentes estructuras que resultan a nivel microscópico, posiblemente, porque los profesores conocen las dificultades de aprendizaje que tiene para los alumnos, pues les exige una capacidad de abstracción que no dispone la mayoría. La propuesta de enseñanza que presentamos, utilizando analogías, tiene como finalidad facilitar estas relaciones, haciendo más comprensivo el aprendizaje de estos contenidos. Las analogías favorecen que los alumnos, que están en la transición entre pensamiento concreto y abstracto, puedan visualizar el modelo cinético particular, comprender mejor sus presupuestos y establecer relaciones con las propiedades y comportamiento de sólidos, líquidos y gases d. Todos conocemos un perfume, si dentro del recipiente esta sustancia esta liquida ¿por qué al aplicarla se puede percibir su olor? El sentido del olfato es un receptor químico en donde las partículas aromáticas desprendidas de los cuerpos volátiles ingresan por el epitelio olfatorio ubicado en la nariz y son procesadas por el sistema olfativo, por lo que el olor es la sensación resultante provocada por estas partículas; tal como sucede con otros sentidos, varios factores psicológicos pueden desempeñar cierto papel en la percepción de los mismos. La composición de la mezcla de gases, vapores y polvo disueltos en el aire influyen directamente en el olor percibido por un mismo receptor. Aquello que carece de olor se denomina inodoro. El sistema olfativo junto con el sistema gustativo, son considerados como sentidos químicosensoriales, ya que ambos convierten las señales químicas en percepción. Moléculas de olor. e. Describe lo que representa la imagen y la ley que permite explicarlo. Justifica Ley de Boyle-Mariotte. La ley dice que: La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

USO COMPRENSIVO DEL CONOCIMIENTO CIENTIFICO 1. El aire es una mezcla de moléculas y átomos que están en continuo movimiento. En su estructura encontramos átomos de Ar, CO2, O2, N2 Tomando en cuenta la justificación y la imagen, la mejor representación de la composición del aíre que respiramos es Oxigeno justifica El aire que respiramos se compone de una mezcla que de los siguientes gases; nitrógeno (N2( 78%, Oxigeno (O2) 20%, gases nobles 1%,dióxido de carbono (CO2) 0.03% y agua (HO2)0.97%. A su vez llamamos gases nobles que incluyen el argon (Ar) neon (Ne), criptón (Kr), Helio (He), de ellos el mas importante para los seres vivos es el oxigeno el cual es necesario para la respiración y que cumple numerosa funciones esenciales dentro del organismo; también es importante el dióxido de carbono que resulta en la utilización del oxigeno en dichas funciones vitales y que es liberado como resultado del proceso respiratorio lo cual juega un papel importante en los seres humanos, plantas y animales.

Interpretación de información transversal a estadística.

2. Observe la gráfica y responda los interrogantes a. ¿Qué diferencia existe entre los gases reales e ideales? Un gas ideal es aquel que cumple con la formula Pv=nRT

v= Volumen

Es la cantidad de espacio que tiene un recipiente. Medidos en Litros o en algunos de sus derivados. V=nRT

P=Presión

Fuerza que ejerce el contenido de un recipiente, al recipiente. P=nRT

T=Temperatura

Es la medida de calor que presenta un elemento. Es medida en oK T=PV

nR= Número de partículas

Cantidad de partes (moles) presentes. n=PV por lo tanto que cumple con la Ley de Boyle -Mariotte , Chrales y Gay Lussac , aquellas que decían que alguna propiedad constante otras eran inversa o directamente proporcional. Un gas real es aquel gas que precisamente no se considera ideal esto quiere decir no cumple con las anteriores. En el mundo no hay gases ideales pero para problemas se consideran todos ideales, además a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales las diferencias son mínimas.

OTRAS DIFERENCIAS - Para un gas ideal la variable "z" siempre vale uno, en cambio para un gas real, "z" tiene que valer diferente que uno. - La ecuación de estado para un gas ideal, prescinde de la variable "z" ya que esta para un gas ideal, vale uno. Y para un gas real, ya que esta variable tiene que ser diferente de uno, así que la formula queda de esta forma: p.V = z.n.R.T. - La ecuación de Van der Waals se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dos términos de corrección; uno corrige el volumen, el otro modifica la presión. - Los gases reales, a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como gases ideales. b. Cómo se comportan los gases reales en comparación con los gases ideales? En condiciones normales de presión y temperatura, los gases reales suelen comportarse en forma cualitativa de la misma manera que un gas ideal. Por lo tanto, gases como el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno o el dióxido de carbono se pueden tratar como gases ideales en ciertas condiciones. c. ¿Cómo se deduce el valor de R? Su valor es el mismo para todos los gases: R=8,314 J/mol.K=0,08206 L.atm/mol.K (L = litros). Se define un gas ideal como aquél para el que PV/nT es constante a todas las presiones. En este caso, la presión, el volumen y la temperatura están relacionados por PV=nRT (Ley de los gases ideales).

3. Para terminar resuelve los siguientes problemas utilizando las leyes de los gases. Uso el conocimiento científico Con base a la siguiente información, plantea un enunciado para cada ejercicio D, T, R. luego resuelve cada caso y completa la tabla. (Nota dejar evidencia de su resolución) FALTA RESPONDER

4. Finaliza el taller con la elaboración de un mapa conceptual sobre los gases (debes hacer o tú con base en tus conocimientos, este debe incluir todo lo relacionado con los gases, puedes decorarlo con dibujos)