El Mètode Científic, exercicis

A continuació teniu una sèrie d'exercicis relacionats amb el mètode científic:

1. Feu un esquema dels diferents passos que hem de fer per aplicar el mètode científic després de donar la teva definició del mètode científic.

2.1 Proposa un exemple que necessiti del mètode científic per la seva resolució. Després aplica'l passant per tots els passos. El pas del disseny experimental el tindràs que explicar de manera més estesa:

Disseny Experimental

Observació:

Un cap de setmana d'hivern al poble, me'n adono que una espècie d'ocells (orenetes) segueixen a Catalunya igual que estan al estiu quan, en teoria, haurien d'haver migrat cap als païssos més càlids.

Problema:

Per quin motiu les orenetes no han migrat?

Hipòtesis inicial:  

Potser les orenetes no han migrat aquest any degut al canvi climàtic (cada cop els hiverns són més calorosos).

Variable independent:  temperatura.

Variable dependent: migració de les orenetes.

Desemvolupament i experiments:

Busco la temperatura que feia en la mateixa setmana fa anys i les comparo.

És evident que els graus han anat augmentant al pas del temps.

Per acabar, cerco la temperatura necessaria perquè una oreneta pugui sobreviure a l'hivern. 

La temperatura òptima perquè les orenetes puguin viure en bones condicions s'aproxima a la actual de Catalunya.

Rèplica:

Per a comprobar si la hipòtesis és certa, és a dir, que la temperatura cada any augmenta més; ho comprobo l'any següent, la mateixa setmana d'hivern.

Resultats:

La temperatura global ha agumentat clarament en els últims anys. 

Conclusió:

Degut a l'augment de la temperatura les orenetes han deixat de migrar cap a païssos càlids ja que amb les temperatures actuals ja poden sobreviure. En conseqüència, les espècies de les quals s'alimenten (insectes) estan disminuint ja que fa uns anys nomès eren consumides durant mig any i durant l'hivern podien reproduir-se.

 

2.2 Passa a un company/a el teu exemple perquè apliqui el mètode científic i que ell/a et passi el seu exemple per que apliquis el mètode científic.

Disseny Experimental (fet per Pau Vall)

Observació:

Un cap de setmana d'hivern al poble, me'n adono que una espècie d'ocells (orenetes) segueixen a Catalunya igual que estan al estiu quan, en teoria, haurien d'haver migrat cap als païssos més càlids.

Problema:

Per quin motiu les orenetes no han migrat?

Hipòtesis inicial:  

Potser les orenetes no han migrat aquest perquè s'estan adaptant al fred.

 

Variable independent:  la llum

Variable dependent:  el creixement

Desemvolupament i experiments:

Agafem a 30 orenetes de la mateixa edat, 15 són mascle i 15 són femelles i les separem en 3 gàbies. Deu orenetes estàran en una gàbia on la temperatura serà de 5 graus, deu altres orenetes estaràn en una gàbia on la temperatura serà de 10 graus i deu altres orenetes estaràn en una gàbia on la temperatura serà de 25 graus. Els hi subministrarem el mateix menjar per cadascuna.

Ens esperarem durant 5 mesos per veure quina de les tres gàbies d'orenetes ha viscut o sobreviscut i si s'han pogut reproduir.

La primera i la segona gàbia veiem que han mort 6 orenetes, però les altres han sobreviscut al fred hi s'han reproduit, augmentant el nombre de orenetes per gàbia (16 a cada gàbia).

La tercera gàbia no s'han notat cambis, les orenetes han viscut com sempre ho han estat fent fins el moment i no s'ha mort cap.

 

Rèplica: 

Repetim l'experiment tres cops i ens dona el mateix resultat les tres vegades. No necessiten molta llum per créixer ja que les quatre han crescut quasi igual

Control:

Les mesures que duuem a terme perque no influeixin en l'experiment són:

Reguem les plantes per igual, cada dos dies.

 

Les quatre plantes tenen el mateix tipus de terra i la mateixa mida de test.

 

 

Resultats: 

Ens n'adonem de que després de veure els resultats que les orenetes s'estan adaptant al fred.

Conclusió:

Les orenetes s'han adaptat al fred per tant, ja no migren cap a països més càlids.

3. Quins són les altres maneres, diferents del mètode científic, per justificar una observació? Posa dos exemples.

Unes maneres diferents al mètode científic que podem usar per justificar una obervació són les següents:

- L'anomenada teoria de la justificació, una teoria que es desenvolupa a través del coneixement d'un mateix (observar i amb el que saps tu mateix arribes a conclusions).

- En comptes d'intentar arribar a unes conclusions i a uns resultats, et dediques a "esbombar" la teoria establerta pel teu company és a dir, a trobar algun defecte o alguna cosa que no quadri de la seva conclusió.

 

4. Com hem parlat del llibre "Las mil i una bases del ADN" de Jorge Laborda seria bo que tinguessis una petita biografia de l'autor, que triis un dels seus articles que surten al diari El País https://elpais.com/autor/jorge_laborda/a/ i fagis un petit comentari. L'article "El caso de los sapos deformes" no val, ja l'hem vist a classe.

Biografia Jorge Laborda

Llicenciat en Ciències Químiques des del 1981, Jorge Laborda va realitzar el treball de tesis doctoral en el Centre per a la Investigació Científica Sobre el Cáncer, a París, França, ciutat on es doctorà en Ciències Químiques per la Universitat de Saragossa el 1987. Aquell mateix any es trasllada als Instituts Nacionals de la Salut, a Maryland, Estats Units. 

Des del 1988 fins al 1999 síncorpora en diverses universistats de gran prestigi (Universitat de Georgetown, Instituts Nacionals de la Salut, EE.UU; Universitat de Castella La Manxa...)  la major de les vegades com a director d'investigació.

A més, ha colaborat en més de trenta projectes d´investigació i ha estat responsable de la evaluació de numerosos d'ells relacionats amb noves teràpies. També ha estat president del comité estadounidenc per a la elaboració de normatives sobre l'ús de plantes transgèniques per a la producció de fàrmacs d'ús humà.

El que es considera el més interessant de la seva carrera és el descubrimient de dos gens de la familia Notch que intervenen en els mecanismes de comunicación cel.lular en processos com el creixement. 

Laborda conta amb prop de vuitanta publicacions en revistes científiques internacionals de gran reconeixement.

Des del novembre del 2003 al maig de 2004, realitza una estada a la Comisió Europea com a expert nacional destacat per traballar en la gestió i en l'impus d'àrees d'investigació biomèdica pioneres, com la Biologia Sintètica.

A més obté un lloc a la Facultat de Medicina de la UCLM, en el qual s'està fins la primavera del 2008. 

Ha publicat diversos llibros entre ells “Se Han Clonado Los Dioses”, “Las mil y una bases del ADN", "El embudo de la inteligencia y otros ensayos científicos"...

A més, ha participat en varies ocasions en programes de Ràdio Nacional d'Espanya i televisió local dedicats a la ciència i és un dels articulistes ocasionals en El País. 

Actualment, Laborda compta amb més de 700 artícles de divulgació científica publicats.

Comentari article: "Superratón Anticáncer"

L'article següent parla sobre un ratolí al qual, com a molts, en un procces d'investigació sobre el creixement tumoral, li van injectar cèl.lules cancerígenes vives. El més normal és que aquestes cèl.lules injectades desarrollin tumors als quals s'intenten combatre amb nous fàrmacs o amb nous mètodes poc estudiats. El més normal és que els fàrmacs no combatin els tumors i que l'animal acabi morint però els científics van topar amb un ratolí mascle al qual no li creixien els tumors inclús sense aplicar-li fàrmac. Davant un possible error, li van injectar dosis mortales de cèl.lulas cancerígenes, però els tumors van seguir sense desarrollarar-se. A causa d'això els investigadors van admetre el cas d'aquell "superratolí".

Degut a que la resistència al càncer podia ser a causa d'una mutació genètica, van col.locar al ratolí amb joves femelles.

L'anàlisis de la capacitat de resistència al càncer va indicar que el 40% de la seva desendència havia heretat la seva incrïble qualitat. Llavors van reproduïr els fills entre ells i van obtindre un grup de ratolins resistents al càncer. Això semblava que podia ser que un dels gens fos el que provoqués aquest fenòmen.

Però avans, necessitaven averiguar el procés per el qual no es desenvoupava càncer en l'organisme. Els investigadors van analitzar els tumors en estat de retornament d'aquells ratolins. Els resultats van demostrar que els tumors estaven invadits per cèl.lules del sistema inmune. Amb això ja sabien que eren inmunes al càncer però, com? 

Després de varies sorpreses van detectar que les cèl.lules que combatien els tumors dels ratolins pertanyien al sistema inmune innato. També van arribar a la conclusió que per aconseguir que els tumors creixin cal eliminar els tres tipus de cèl.lules (mecanisme de resistència molt poderós).

En resum, les cèl.lules del sistema inmune innato eran tot el que necessitava el superratolí per combatre el càncer.

Gràcies a aquest fet potser podem desenvolupar nous fàrmacs que fagin estimular aquestes cèl.lules que els superratolins utilitzaven per aturar el càncer i acabar, algun dia, amb aquesta horrible malaltia.

Comentari audio Jorge Laborta

El cas dels gripaus deformes inicia amb la hipòtesi de que les granotes estiguin així degut a pesticides que podien estar prop del llac per evitar plagues. Però al fer una comprobació amb les altres espècies del llac s'adona que els únics amb deformitats són les granotes i això el porta a pensar que el rar cas de les granotes no està relacionat amb les pesticides plicades per la zona.
Llavors llança una nova hipòtesi, que les granotes estiguessin així a causa d'algun paràsit. Això el porta a fer més probes i experiments que demostren que si que hi ha paràsits però també comproba que hi ha força pesticides al llac.
Finalment, arriba a la conclusió de que les granotes patien deformitats degut a els dos factors (pesticides i paràcits).
(granotes deformes de les quals va sorgir l'experiment)
 
 

Exercicis pdf "Disseny experimental"

A continuació adjunto uns exercicis relacionats amb el concepte del disseny experimental:
  
 

PROBLEMES SENSE RESOLDRE pdf 

     Primer Problema

 

Enunciat del problema

Es convoca un concurs per a premiar qui demostra, si és possible o no generar vida espontàniament a partir de matèria no viva.

Louis Pasteur guanya el premi amb l’experiment següent: fa bullir un brou de carn en dos tipus de matrassos.

Problema a investigar (pregunta)

Quin és el motiu pel qual el brou dels matrassos de coll de cigne es conserva estèril i el dels matrassos verticals acaba podrint-se?

1a Hipòtesis

Potser que sigui per les diferents quantitas d'aire que poden haver entrat als matrassos.

2a Hipòtesis

Potser, la forma dels matrassos comporti l'entrada de microorganismes

Disseny experimental:

Preparem dos matrassos (vertical i coll de cigne) i col·loquem el brou i el bullim però controlem que a tots dos els hi entri el mateix aire.

Variable independent

Aire

Variable dependent

Microorganismes al brou

Variables controlades

Que hi hagi el mateix temps de calentament del brou i la mateixa quantitat.

Rèpliques

Repetir l'experiment dues o tres vegades per comprobar que està fet d'una manera correcta.

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-

     Segon Problema

 

Enunciat del problema

Abans de ser provat en humans el nou prototip de vacuna contra el VIH s’assaja en animals. Dissenyeu un experiment per a comprovar si una nova vacuna indueix la producció d’anticossos contra el VIH. Disposeu de cent ratolins i de tècniques per a mesurar la quantitat d’aquests anticossos a la sang.

Problema a investigar (pregunta)

La nova vacuna pot produïr anticossos?

1a Hipòtesis

Potser, la vacuna no és suficient eficient, és a dir, que només a uns quants ratolins els funciona.

2a Hipòtesis

Potser, amb una sola vacuna no és suficient i se'n han de fer més.

Disseny experimental:

Vacunem amb el nou prototip als 100 ratolins dels quals disposem i observem les seves reaccions i si la vacuna fa l'efecte que busquem. És important comptar amb ratolins de diferents edats per veure si la vacuna funcionaria a humans de qualsevol edat.

Variable independent

Vacuna VIH

Variable dependent

Organisme i quantitat d'anticossos

Variables controlades

Mateixa dosis de vacuna a tots els ratolins i que tots els ratolins siguin de la mateixa espècie

Rèpliques

Repetir l'experiment dues o tres vegades per comprobar que està fet d'una manera correcta.

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-


     Tercer Problema

 

Enunciat del problema

Un vaixell de transport de tropes és atacat. El doctor, que ha de tractar centenars de soldats amb cremades greus, sap que l’exèrcit contrincant utilitza un nou procediment i decideix assajar-lo. Decideix dividir els soldats amb cremades en dos grups amb el mateix nombre de persones i els administra la mateixa quantitat de plasma, per evitar la deshidratació, i de morfina, per pal·liar el dolor. El primer grup és tractat mitjançant el procediment reglamentari, que consisteix a eliminar quirúrgicament els teixits cremats; el segon grup, en canvi, és tractat mitjançant el nou procediment, que consisteix a utilitzar antibiòtics.

Problema a investigar (pregunta)

Quin es el millor sistema per curar les cremades?

1a Hipòtesis

Potser, el nou procediment és més eficient que el reglamentari.

2a Hipòtesis

Potser, el nou procediment dóna els mateixos resultats que el reglamentari.

Disseny experimental:

Com diu l'enunciat, a la meitat dels malalts els hi administrem el mètode reglementari i a l'altra part, el nou mètode. Observem com es van desenvolupant les cremades i comprobem quin dels dos és més efectiu.

Variable independent

Cremada

Variable dependent

Mètode utilitzat

Variables controlades

A tots els pacients sel's hi ha d'administrar la mateixa quantitat de plasma i de morfina i tots han d'estar en les mateixes condicions aproximadament.

Rèpliques

Repetir l'experiment dues o tres vegades per comprobar que està fet d'una manera correcta

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-


      Quart Problema

 

Enunciat del problema

El blat de moro és un cereal que es pot veure

afectat per la plaga dels barrinadors. Hi ha dues espècies d’insectes barrinadors: Sesamia nonagrioides i Ostrinia nubilalis. Durant la fase larvària, viuen a l’interior de la tija del blat de moro, on construeixen galeries per arribar a les fulles de les quals s’alimenten.

Actualment es comercialitzen plantes de blat de moro transgèniques que són resistents als barrinadors.

Una alumna vol comprobar aquesta resistència als barrinadors. Compra llavors de les dues varietats de blat de moro. Sembra les llavors en un terreny en què hi ha barrinadors. Un cop han crescut les plantes, compta quantes presenten barrinadors i quantes no en presenten, de les que s’han originat a partir de llavors tant transgèniques com no transgèniques.

 

Problema a investigar (pregunta)

És cert que les plantes transgèniques eviten als barrinadors?

1a Hipòtesis

Potser que les plantes de blat de moro transgèniques no contiguin barrinadors però siguin menys sanes que les naturals.

2a Hipòtesis

Potser, de tant en tant, algunes plantes transgèniques no fan la seva funció i contenen barrinadors.

Disseny experimental:

Com diu l'enunciat, col·loquem llavors de les dues varietats en un terreny que contigui barrinadors. Deixem que creixin (regant-les) i observem la diferència o les igualtats entre les dues varietats.

Variable independent

Barrinadors

Variable dependent

Varietat de blat de moro

Variables controlades

Les plantes necessiten ser regades amb la mateixa quantitat d'aigua i han d'estar sota les mateixes condicions ambientals (sol, sòl...)

Rèpliques

Repetir l'experiment dues o tres vegades per comprobar que està fet d'una manera correcta

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-


   Cinquè Problema

 

Enunciat del problema

Es duu a terme uns estudis genètics de diverses mòmies (faraó Tutankhamon) per reconstruir-ne la dinastia.

1) La primera tasca va ser obtenir mostres de teixit ossi de les mòmies, per a aïllar-ne el DNA. Per què havien d’analitzar aquesta biomolècula?

2) Als historiadors sempre els ha intrigat els la causa de la mort del jove faraó Tutankhamon. Durant molt de temps es va pensar que fou degut a una ferida però estudis recents han aportat noves dades. L’anàlisi del DNA ha detectat la presència de material hereditari de Plasmodium falciparum, el protozou que provoca la malària.

D’altra banda, l’estudi del parentiu entre individus ha revelat que els pares de Tutankhamon eren germans.

Problema a investigar (pregunta)

A causa de què es va produïr la mort del faraó Tutankhamon?

1a Hipòtesis

Potser, Tutankhamon va morir per la malària.

2a Hipòtesis

Potser, Tutankhamon va morir per alguna malaltia de malformament.

Disseny experimental:

Investigar si en l'època que va viure Tutankhamon hi havia la malària i si el faraó patia algun dels símptomes. També fer mes probes a les mòmies i comprar-les amb les d'altres habitants de l'època. Observar.

Variable independent

Mort

Variable dependent

Malaltia

Variables controlades

                                   -

Rèpliques

-

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-


        Sisè Problema

 

Enunciat del problema

Es difonen els resultats d'un assaig clínic d’una vacuna contra el VIH en què van participar 16.395 voluntaris sans.

Problema a investigar (pregunta)

La vacuna és eficient?

1a Hipòtesis

La vacuna evita la malaltia quasi sempre.

2a Hipòtesis

La vacuna rarament evita la malaltia.

Disseny experimental:

Dividim els voluntaris en dos grups. En el primer els hi administrem una substància sense efecte i en el segon, la vacuna. Esperem tres anys i observem a quants dels voluntaris sel's hi ha desenvolupat la malaltia i a quants no i comparem.

Variable independent

Desenvolupament malaltia

Variable dependent

Vacuna

Variables controlades

Tots els pacients han d'estar sans.

Rèpliques

Tampoc caldria repetir l'experiment ja que en aquest, s'han usat moltes persones i comproba que no es un resultat a l'atzar.

Control

-

Resultats de l'experiment

-

Conclusions

-

 

Ciències Naturals 3ESO

un petit blog amb grans conceptes
joanajunyent@escolagarbi.cat