Sabers curriculars que s’aprenen

Reflexió i justificació sobre la cèl·lula com a unitat estructural i funcional de tots els éssers vius, el cas dels virus. #CEL.1

Concrecions dels sabers curriculars

Incorporació del nivell d’organització cel·lular per interpretar els fenòmens que es treballen en els diversos sabers relacionats amb el bloc Cos humà.

Interacció amb altres blocs de sabers

Cos humà

Matèria (Física i Química)

Idees clau que es construeixen

[Cel 4] Totes les cèl·lules tenen una membrana que delimita un medi intern (el citoplasma) d’un d’extern i controla el que pot entrar i sortir de la cèl·lula.

[Cel 5] Totes les cèl·lules intercanvien matèria i energia amb el medi, el qual modifiquen; capten estímuls i generen respostes i provenen d’una generació anterior. És a dir, cadascuna de les cèl·lules d’un individu pluricel·lular ha d’agafar nutrients i oxigen del medi i alliberar-hi els residus del seu metabolisme, i és capaç de detectar estímuls (que fan que agafi nutrients o que es divideixi, etc.), que provocaran una resposta, com ara, que es reprodueix.

Descripció de l’activitat per al docent

Aquesta activitat és una pràctica escolar clàssica per treballar l’osmosi i la difusió. Se centra a observar com la membrana cel·lular és capaç d’intercanviar una substància determinada amb el medi en funció de les propietats de la matèria d'aquesta substància i de la concentració en què es troba a dins i fora.

A l’hora de seqüenciar aquesta pràctica, cal tenir en compte alguns aspectes clau:

• Treballar els sabers del bloc La cèl·lula en el context del bloc Cos humà permetrà a l’alumnat integrar aquests dos nivells d’organització amb més facilitat. Així, en el moment que construïm la idea que una part de tot allò que respirem, mengem i bevem ha d'arribar a totes les cèl·lules del cos i com ho fa, és el moment d’introduir el pas següent: com entra a dins les cèl·lules.
• La part procedimental d’aquesta pràctica es pot començar al final d’una sessió de laboratori i, el pas següent, posar els ous en aigua i en una solució amb sucre, es pot demanar a alumnat voluntari que ho faci en un moment posterior. La part interessant, que és la discussió del que passa, es pot fer en una sessió d’aula ordinària.
• Els conceptes d’osmosi i difusió cal definir-los un cop s’han fet i interpretat les observacions. D’aquesta manera, es conceptualitza a partir d’un fenomen observat.
• El focus de l'aprenentatge cal que estigui en la discussió sobre allò que s'observa, i no tant sobre la part procedimental.

En el moment d’interpretar els processos que s'observen durant la pràctica, cal tenir en compte:

• Els ous de gallina no fecundats són unes de les cèl·lules més grans que hi ha.
• La closca està feta de carbonat càlcic i dona protecció mecànica a l’embrió. Està plena de foradets per on pot entrar i sortir aire. Sota la closca hi ha dues membranes que serveixen, en el cas que estigui fecundat, per donar protecció a l’embrió.
• El rovell és el que és pròpiament l’òvul. En aquest, a més del material genètic, hi ha també tota la matèria que servirà per alimentar l'embrió fins al dia de l'eclosió. La clara és bàsicament aigua amb proteïnes i també serveix com a aliment i com a protecció.
• Malgrat que les membranes de sota la closca no són pròpiament la membrana cel·lular, sí que funcionen de manera semblant a aquesta i ens permeten visualitzar el fenomen d’osmosi i de difusió.

El procediment que cal seguir és el següent:

• Material: 2 ous de gallina, vinagre (és important que sigui ben concentrat), dissolució saturada de sucre (es pot fer servir caramel de flam, midó o aigua amb molt de sucre; també s’hi poden afegir colorants alimentaris), vasos de precipitats, una cullera i una balança.
• Procediment: es pesen els dos ous i es posen durant 48 h en vinagre perquè la closca es dissolgui. Un cop dissolta, es posa un dels ous en aigua i l’altre, en la dissolució saturada de sucre. Després de 48 h s’observen i es pesen. Per ampliar les observacions, es poden intercanviar les condicions de cadascun dels ous (el que estava en aigua es posa en sucre, i viceversa).

Un cop observats els fenòmens, es convida l’alumnat a construir una interpretació del que ha passat (entra o surt aigua i sucre) i després es conceptualitza, definint els processos com a osmosi en el cas de l’aigua o difusió en el cas del sucre. És el moment de discutir “qui” es mou (si és l’aigua o el sucre) i, sobretot, “com” ho fa, és a dir, com “sap” que ha d’anar a favor de gradient.

Durant aquesta discussió, es construeix la idea sobre les partícules que es mouen i la probabilitat més alta que ho facin des del lloc on estan més concentrades cap al lloc on n’hi ha menys. Un cop estan igualades en concentració, encara que es vagin intercanviant, no s’observaran canvis. En aquest moment es pot parlar sobre el cas concret de la glucosa que, al cos humà, l’entrada, però, sobretot, la sortida de la glucosa de les cèl·lules és un procés que està molt regulat per diversos mecanismes, no pot dependre només del transport passiu com la difusió. Per exemple, en les cèl·lules de l’epiteli intestinal, si no hi hagués cap mecanisme de control addicional, la glucosa hi entraria quan a la cavitat intestinal hi hagués altes concentracions de glucosa (com passa després de menjar), però en situacions de dejú la glucosa sortiria de les cèl·lules i tornaria a la cavitat intestinal.

La pràctica es pot ampliar amb alguna altra partícula que no faci pressió osmòtica, com ara el midó.

Podeu trobar més informació i imatges a: https://www.exploratorium.edu/snacks/naked-egg

Materials per al professorat i l’alumnat

Com canvia l’ou? (plantilla en format word)

DESCRIC

• Observo com és l’ou abans i després de posar-lo en vinagre. Què ha canviat? 

• Observo com és l’ou que ha estat en aigua i com és el que ha estat en sucre. Què ha canviat?

IMAGINO:

• Dibuixo com m’imagino que és l’ou que ha estat en sucre i l’ou que ha estat en aigua (abans i després) si el pogués veure a escala de partícules.

Ou abans de posar-lo en sucre	Ou abans de posar-lo a l’aigua
Ou després de posar-lo en sucre	Ou després de posar-lo a l’aigua

INTERPRETO:

• A partir del que has observat en cada cas, ara hauries de pensar quin és el paper de les partícules de l’aigua i del sucre i si hi ha més concentració a dins o a fora de l’ou. 

• A partir d’aquesta interpretació, pots fer una primera deducció del que ha passat? 

• Què heu consensuat amb la resta del grup? 
• Escriu amb les teves paraules què és l’osmosi i què és la difusió.