Unidad didáctica Bachillerato - Museo de la Ciencia

ENTRE
MOLÉCULAS
Año Internacional de la
Química 2011. CSIC
—
GUÍA DIDÁCTICA
1º Y 2º DE BACHILLERATO
ELABORACIÓN
Violeta Vicente
Bernardo Herradón
Rafael Martínez Cáceres
Mercedes Alonso
Laura Ferrando
COORDINACIÓN
Vicepresidencia Adjunta
de Organización y
Cultura Científica. CSIC
ASESORÍA DIDÁCTICA
Susana Martínez,
Benigno Palacios
José Vicente
DISEÑO GRÁFICO underbau
ILUSTRACIÓN Raúl Gómez

INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Bienvenidos/as a estas unidades didácticas.
El objetivo de este material es servir como herramienta
de apoyo para profundizar en los contenidos
de la exposición «Entre moléculas». Por esta razón,
las unidades han sido elaboradas para ser utilizadas
por el profesorado de 1º a 4º de la ESO y de 1º y 2º de
Bachillerato. Se han estructurado en tres niveles, con
preguntas adaptadas a los contenidos curriculares.
Los materiales han sido elaborados por expertos
y expertas en Química, educación y didáctica de
la ciencia. Os recordamos que tanto la exposición
completa como las unidades didácticas se pueden
descargar gratuitamente desde la web rellenando
un formulario (www.quimica2011.es).
Igualmente, las unidades han sido concebidas
para que puedan ser utilizadas como auto-guías para
todos/as aquellos/as que quieran zambullirse en el
mundo de las moléculas en solitario, con amigos y
amigas o en familia.
GUÍA DIDÁCTICA 1º Y 2º DE BACHILLERATO
El contenido se divide en dos grandes apartados:
un primer bloque con preguntas clave (cada una tiene
relación con contenidos de los paneles) y un segundo
bloque que propone una actividad artística.
Esperamos que las unidades didácticas permitan afianzar
conocimientos, asimilar la lectura de los paneles
expositivos y contribuyan a mejorar la percepción y
el aprecio de los jóvenes por la Química en todas sus
facetas. Y sobre todo, esperamos que disfrutéis con
ellas y con la exposición.
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ACTIVIDAD 1
1 / PREGUNTAS
CLAVE
Intenta responder a las siguientes preguntas. Comprobarás
que algunas respuestas las puedes encontrar en
los paneles de la exposición «Entre Moléculas». Sin
embargo, otras preguntas requerirán que reflexiones
y busques las respuestas en libros, internet, en la web
conmemorativa (www.quimica2011.es), o preguntando
a tus profesores/as y familiares. Todo ello para que
acabes siendo un experto o una experta en el tema.
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¿Cuántas mujeres célebres conoces en el área de
Química? ¿Y hombres? ¿Por qué crees que se da
esta diferencia?
El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado
a Andre Geim y Konstantin Novoselov por el
descubrimiento de un nuevo material, el grafeno.
¿Sabrías explicar las principales características de
este material? Intenta identificarlo en el panel 2
de la exposición.
El dibujo del átomo del panel 3 es una representación
del modelo atómico de Bohr. Antes, Dalton,
Thomson y Rutherford propusieron otros modelos
atómicos. Cita sus respectivas aportaciones.
¿Conoces algún modelo atómico posterior al de
Bohr? Explícalo.
La alquimia se basaba en ideas erróneas, como por
ejemplo que todas las cosas estaban compuestas
por cuatro elementos de cuya combinación surgían
las distintas sustancias. ¿Sabrías decir cuáles eran
estos elementos? ¿Quién formuló esta teoría?
La química se convirtió en una ciencia en el siglo
XVII gracias a Robert Boyle. En 2011 se celebra
el 350º aniversario de la publicación de su princi-
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pal obra: The Sceptical Chymist. ¿Por qué fue tan
relevante esta obra?
A muchos químicos relevantes se les ha dedicado
un elemento de la tabla periódica poniéndole su
nombre. ¿Sabrías decir algunos? ¿Se te ocurre
algún químico o química célebre cuyo nombre no
se le haya dado a ningún elemento?
Además de los citados en el panel 7, existen otros
muchos hitos de la química del siglo XX. Uno de
ellos fue el descubrimiento del ADN por el que
otorgaron el Premio Nobel de Medicina en 1962 a
tres investigadores ¿Sabrías decir quiénes fueron?
Una cuarta persona intervino de manera fundamental
en este descubrimiento y, sin embargo, su labor
no fue premiada ¿Sabrías decir de quién se trata?
El radio se usó en multitud de aplicaciones hasta
1930 cuando se descubrieron los efectos secundarios
que podía causar la exposición sin control a este
elemento radioactivo. Muchos balnearios incluso
anunciaban los beneficios de sus aguas gracias a su
radioactividad. ¿Conoces algún otro caso en el que
un compuesto se haya usado sin ser conscientes
de sus posibles efectos secundarios?
Para conocer el efecto de una determinada sustancia
sobre un medio es necesario conocer su concentración
y su toxicidad. Lee la siguiente noticia sobre la contaminación
de las aguas de Doñana e intenta encontrar
algún dato que haga referencia a la concentración de
alguna de las sustancias. ¿Crees que en la noticia se
explica de forma correcta la concentración?? ¿Crees
que estas sustancias suponen un peligro para los
ecosistemas de Doñana?
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ACTIVIDAD 1
MEDIO AMBIENTE
Detectan sustancias
farmacológicas en las aguas
del Parque de Doñana
• El ibuprofeno es el compuesto hallado en mayores concentraciones
• Cada año se vierten 140 kg a través de aguas residuales urbanas del entorno
• Estas sustancias suponen riesgos ecotoxicológicos para organismos acuáticos
• Recomiendan el empleo de tecnologías avanzadas para eliminarlos
Investigadores de la Universidad
de Sevilla (US) han detectado por
primera vez la presencia de prin-
cipios activos farmacológicos en
las aguas del Parque Nacional de
Doñana y su entorno. Los resul-
tados del estudio publicado en
Journal of Hazardous Materials,
apuntan riesgos ecotoxicológicos
para algunos organismos acuá-
ticos. Cinco antiinflamatorios,
un estimulante nervioso, dos
antibióticos, dos reguladores
lipídicos, un antiepiléptico, un
betabloqueante y cuatro hormo-
nas son los fármacos encontrados
en Doñana. «El ibuprofeno es el
compuesto que hemos encontra-
do en mayores concentraciones;
cada año se vierten 140 kg a los
principales afluentes de Doña-
na a través de las aguas residua-
les urbanas del entorno», explica
Esteban Alonso, autor principal
del trabajo e investigador en el
Departamento de Química Analítica
de la US.
GUÍA DIDÁCTICA 1º 3º Y 2º 4º DE BACHILLERATO
ESO
Este estudio pionero demuestra
que «la principal fuente de estos
fármacos en los afluentes de Doña-
na (río Guadiamar, arroyo del Par-
tido y arroyo de La Rocina) son las
aguas residuales urbanas trata-
das de las poblaciones cercanas»,
subraya Alonso. Estos compuestos,
consumidos y metabolizados por
el ser humano, son descargados en
forma de orina y heces a través de
los sistemas de saneamiento de las
poblaciones del entorno de Doñana
a las estaciones depuradoras.
Según el investigador, las tecno-
logías empleadas en el tratamiento
de aguas residuales son insuficien-
tes para eliminar totalmente estas
sustancias, que hoy sólo eliminan
algo más de un 60%, «con variacio-
nes significativas entre un fármaco
y otro».
Para eliminar este tipo de com-
puestos, y otros asociados, de las
aguas de Doñana, los científicos
recomiendan la implementación,
en las depuradoras actuales, de
Fuente: Artículo publicado en el periódico digital elmundo.es, el 27 de septiembre de 2010.
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tratamientos terciarios basados
en procesos de oxidación o en
sistemas de membranas.
AMENAzA pArA El EcOsIsTEMA
El equipo de investigación ha
hecho una primera estimación de
los riesgos ecotoxicológicos, y ha
detectado que ciertas concentra-
ciones de fármacos suponen un
riesgo para organismos acuáticos
como ‘Hydra attenuata’.
Experiencias previas del equipo,
en colaboración con la Universi-
dad de Stirling (Reino Unido), han
demostrado que exposiciones de
cinco días a diferentes fármacos
provocan alteraciones de dife-
rentes genes en el hígado y el
cerebro del salmón atlántico.
Ahora los científicos trasladarán
estos resultados a especies autóc-
tonas de los sistemas híbridos de
Doñana para «entender mejor los
mecanismos de acción que estos
compuestos ejercen sobre su expre-
sión genética», afirma Alonso.

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Busca en la web o en la exposición información
sobre algún proyecto de investigación que trabaje
en la resolución de problemas ambientales.
La potabilización del agua es esencial para la salud
de los humanos. Sin embargo, sigue suponiendo
un gasto que muchos países no pueden asumir. En
la actualidad, equipos de investigación estudian
cómo implantar sistemas de potabilización de agua
económicos en países en desarrollo. ¿Conoces
alguno? ¿Sabrías explicar qué sistemas proponen
y cuál es su fundamento químico?
Los conservantes son un tipo de aditivos alimentarios
que detienen o minimizan el deterioro
causado por la presencia de distintos tipos de
microorganismos. ¿Sabes qué norma regula su
uso en Europa? ¿Crees que existen conservantes
producidos por la naturaleza?
En el panel 13 puedes ver la estructura de la hemoglobina
humana. ¿Sabes cuál es su función y el
mecanismo molecular por el que se lleva a cabo?
¿Conoces algún tipo de intoxicación que interfiera
en este proceso?
En la exposición se habla de distintos factores relacionados
con la química que han permitido aumentar la
esperanza de vida en los países desarrollados. Entre
ellos están las vacunas. Las vacunas son sustancias
generalmente fabricadas a partir de microorganismos
patógenos para el ser humano que, al ser administradas,
producen defensas frente a la enfermedad
que se quiere prevenir. Busca información sobre
cómo se llevó a cabo la primera campaña mundial
de vacunación. Conocer su nombre te ayudará: «Real
Expedición Filantrópica de la Vacuna».
Cita algunos biomateriales que conozcas y sus
aplicaciones.
Aplica la ecuación del panel 16 a la combustión
del metano y del butano.
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Compara la eficacia de una central térmica estándar
con la eficacia de una célula de hidrógeno. ¿Qué
inconvenientes presenta esta última manera de
obtener energía?
Explica el papel de Feynman en el nacimiento y
desarrollo de la nanotecnología. G. Binning y H.
Rohrer obtuvieron el Premio Nobel de Química
en 1986 por inventar un instrumento que convertiría
la nanotecnología en una realidad. ¿De qué
instrumento se trata?
El Gore-tex es un material textil en cuya estructura
intervienen varios polímetros ¿Sabrías citar cuáles
son y qué características aportan al material? ¿Para
qué otras cosas se puede usar el Gore-tex?
El airbag es un elemento de seguridad en los automóviles
que se introdujo en 1981. Averigua cuál es
el proceso químico que le permite llevar a cabo
su función. Otro elemento hoy día fundamental
en los coches son los catalizadores. Investiga cuál
es su función y cómo la llevan a cabo.
Fíjate en las líneas de investigación abiertas y
con un prometedor futuro que se plantean en el
panel 21. Elige una de ellas y busca en la web qué
noticias y descubrimientos relevantes se han dado
en el último año al respecto. ¿Te gustaría investigar
algún día en alguna de estas líneas de trabajo o en
otros campos de la ciencia?
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ACTIVIDAD 2
2 / PROPUESTA CREATIVA.
¡fOTOGRAfIANDO LA QUÍMICA!
Como sabrás a estas alturas, el Año Internacional de la
Química tiene un lema (una frase que intenta resumir
el espíritu de la conmemoración) que es «La Química:
nuestra vida, nuestro futuro». Siguiendo este espíritu,
te proponemos que fotografíes algo que represente para
ti la Química y lo que la investigación en este campo
puede hacer por nuestro futuro. Puedes inspirarte en
los paneles de la exposición, en la página web de la
Química (www.quimica2011.es), en libros, en internet,
etcétera. Puedes representar un concepto, un objeto,
un experimento, una persona… lo que tú quieras.
Las fotografías deben tener un tamaño mínimo de 3
mega pixeles. Los trabajos deben ir acompañados de
un título y una breve descripción de lo representado
(de 4 o 5 líneas), que se presentará en un documento
de texto independiente.
Os animamos a que escojáis las cinco mejores fotografías
de entre la clase y que los enviéis al CSIC para que
podamos colgarlos en la web conmemorativa. Como
recompensa por vuestro esfuerzo, recibiréis libros de
divulgación científica para vuestro colegio.
Debéis adjuntar una autorización paterna/materna/
tutor/a por cada uno de los trabajos seleccionados
que exprese el permiso para publicar las obras y
el nombre completo del alumno en la web del AIQ,
junto al nombre del centro educativo, así como para
utilizarlos en otras actividades desarrolladas por
el CSIC relacionadas con la divulgación científica.
Puedes descargar esta autorización de la página web
www.quimica2011.es o solicitándola en el correo
quimica2011@csic.es.
GUÍA DIDÁCTICA 1º Y 2º DE BACHILLERATO
También necesitamos que nos especifiquéis en el envío
los datos del colegio (nombre, dirección, teléfono y
correo electrónico de contacto).
DOCUMENTACIÓN NECESARIA
+ Trabajo original
+ Autorización paterna/materna/tutor/a
+ Nombre del alumno o la alumna
+ Nombre del colegio, localización y
datos de contacto
+ Título de la obra y breve descripción (4 o 5 líneas)
en un documento de texto independiente
ENVIAR LA DOCUMENTACIÓN A:
ATT: Laura Ferrando
Consejo Superior de
Investigaciones Científicas
Vicepresidencia Adjunta de
Organización y Cultura Científica
C/Serrano, 117
28006 Madrid
PLAzO DE ENVÍO DE TRABAjOS Del 01-01-2011 al 30-06-2012.
PARA MÁS INFORMACIÓN quimica2011@csic.es
El CSIC se reserva el derecho de publicar u omitir las
informaciones y el material que se reciba.
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