EXERCICIS DEL DISENY EXPERIMENTAL

Problemas de mètode científic

Problema 1.-  L’any 1864, l'Acadèmia de les Ciències de París va convocar un concurs per a premiar qui demostrés, de manera definitiva, si era possible o no generar vida espontàniament a partir de matèria no viva.

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

  

Els matrassos del primer tipus eren de coll de cigne; es a dir, tenien el coll llarg i en forma de S. Desprès de l'ebullició, l’aigua estèril es condensava al colze del coll i feia de filtre, de manera que deixava passar l’aire, però no els microorganismes que transportava, que hi quedaven retinguts.

Els matrassos de l’altre tipus eren de coll vertical, i per tant el brou estava en contacte directe amb l’aire.

  

Pasteur va introduir la mateixa quantitat de brou a cadascun dels matrassos, i el va fer bullir per destruir els possibles microorganismes que pogués contenir. Després el deixà refredar. Al cap d'uns quants dies, el brou contingut als matrassos de coll vertical es va podrir, mentre que el brou contingut als matrassos de coll de cigne es va conservar estèril.

1-  Formuleu una de les possibles hipòtesis que van portar Pasteur a plantejar aquest experiment. Quines son les variables independent i dependent?  

Hipòtesi	- Pot ser que quan els microorganismes del aire entren amb contacte amb el brou el fagin malbé.
Variable independent	-Deixem que el brou estigui uns dies amb contacte amb l’aire
Variable dependent	-Potser alguns microorganismes s’introdueixen en el brou

2-  Respecte al disseny de l'experiment, responeu a les qüestions següents:  

  

a)            En la figura de la pàgina anterior es veuen diversos matrassos de cada tipus. Quin sentit té fer rèpliques en un experiment?

- De cada experiment s’en an de fer diferents proves per tal de conprovar si realment el experiment dona un resultat o hi ha alteracions degut a la casualitat

  

b)            Enumereu dues variables que cal controlar perquè els resultats d’aquest experiment siguin fiables. Justifiqueu la resposta.

-la quantita de brou disposada acada matras per tal de que sigui igual en tot els matraços i el ambient en el que staven situats els matraços

Problema 2.-  Investigadors de l’Hospital Clínic de Barcelona han començat a assajar en humans nous prototips de vacunes contra el virus de la immunodeficiència humana (VIH), causant de la sida. Aquestes vacunes intenten induir la producció d’anticossos contra el virus.

 Abans de ser provat en humans, qualsevol prototip de vacuna 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: la vacuna indueix la producció d’anticosos conta el VIH ?

HIPOTESIS: potser que la vacuna fagi que el VIH sigui controlable i fin hi tot pugui ser eliminada del cos

DISENY: apliquem a 50 ratolins infectats la vacuna i a 50 ratolins més, infectats, no els hi apliquem res. I al cap de dos setmanes mirem la evolicio del VIH en cada un dels dos grups.

Problema 3.-  En la noveŀla Battle surgeon (1952), l’autor, Frank G. Slaughter, narra la situació següent:

 Durant la Segona Guerra Mundial, un vaixell nord-americà de transport de tropes és atacat. El doctor Richard Winter, que ha de tractar centenars de soldats amb cremades greus, sap que l’exèrcit anglès utilitza un nou procediment i decideix assajar-lo. Amb aquest propòsit, divideix 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 paŀliar 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.

  

1.                  Quin problema intenta resoldre el doctor Winter amb el seu assaig? Formuleu una hipòtesi possible.

 

Problema	Quin dels dos mètodes és més eficaç per curar les cramades.
Hipòtesi	Potser cura a base de antibiòtics serà més eficaç que la de arrencar els teixits danyats

 

 

2.                  Per què el doctor Winter divideix els pacients en dos grups? Tret del tractament específic de les cremades (el reglamentari o el nou), cal que els altres factors, com la quantitat de morfina i de plasma, siguin iguals? Justifiqueu la resposta. 

Si que cal que els factors com la morfina o el plasma siguin iguals per realitzar aquest experiment, si no fossin iguals potser el resultat final seria diferent a causa de la morfina i el plasma i no dels dos procediments diferents.

Problema 4.-  El blat de moro o panís

(Zea mays) és un cerealque es pot veure afectat per la plaga  dels barrinadors. Hi ha dues   espècies             d’insectes        barrinadors: Sesamia nonagrioides i Ostrinia nubilalis, els individus de les quals, 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 de batxillerat vol comprobar experimentalment aquesta resistència als barrinadors. Per fer-ho, compra llavors de dues varietats de blat de moro: una és transgènica, resistent a aquests insectes, i l’altra no és transgènica. 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.

Completeu la taula següent detallant diversos aspectes de la recerca.

Problema que investiga	És veritat que les llabors trangeniques son 100% resistents als barrinadors ?
Variable independent	Comprem unes quantes llabors més i les plantem a un altre camp amb un diferent clima
Variable dependent	Potser les condicions del clima afecten als resultats amb comparació de les del primer camp
Hipòtesi	Potser es cert que les llabors trangeniques son 100% resistents als barrinadors
Per què compra llavors de plantes no transgèniques?	Per fer la comparació amb les transgeniques

3) Divuit setmanes després d’haver sembrat les llavors de blat de moro, vint de transgèniques i vint de no transgèniques, aquesta alumna recoŀlecta les quaranta plantes i n’observa les tiges: totes les plantes no transgèniques tenen barrinadors, mentre que cap de les transgèniques no en té. A més, durant el desenvolupament de les plantes n’ha anotat l’alçària cada dues setmanes.

La taula següent recull els resultats obtinguts referents a l’alçària mitjana de les plantes transgèniques i no transgèniques cada dues setmanes.

Temps (setmana)		2	4	6	8	10	12	14	16	18
Alçada mitjana (cm)	Panís transgènic	22	46	110	185	205	215	215	215	215
	Panís no transgènic	20	42	100	170	185	195	195	195	195

a)      Representeu les dades d’aquesta taula en un gràfica. 

b)     A partir d’aquestes dades, proposeu una explicació possible per a les diferències observades entre el blat de moro transgènic i el no transgènic.

El blat de moro transgènic a part de es més resistent a les bactèries també té una alçaria superior

Problema 5.-                  L’any 2008, científics de la

Universitat del Caire van dur a terme estudis genètics de diverses mòmies, entre les quals hi havia la del faraó Tutankhamon, per reconstruir-ne la dinastia.

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

Per saver de qui era aquella mòmia

2)          Un dels enigmes que sempre han intrigat els  historiadors és la causa de la mort, amb només dinou anys, del jove faraó Tutankhamon. Tot i que durant molt de temps es va pensar que fou degut a una ferida, 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.

Amb aquestes dues dades, formuleu i justifiqueu dues hipòtesis diferents sobre la possible causa de la mort d’aquest faraó.

Hipòtesi	Justificació
Potser Tutankamon va morir degut a que contenia el protozou responsable de la malaria	S’ha demostrat que en el DNA de Tutankamon hi havia aquet protozou
Potser va morir perquè els seus pares eren germans i això li va produir una malaltia	Si dos germans tene fills hi ha un alt risc de malaltia al nedo

Problema 6.-  El setembre del 2009 es van difondre els resultats de l’assaig clínic d’una vacuna contra el virus de la immunodeficiència humana (VIH), en què van participar 16 395 voluntaris sans. En el quadre següent es mostren els resultats obtinguts:

	Grup 1: se’ls va administrar dues dosis d’un placebo (substància sense cap efecte)	Grup 2: se’ls va administrar dues dosis de la vacuna
Nombre de persones	8.198	8.197
Nombre de persones infectades pel VIH al cap de tres anys	74	51

1) Amb relació al disseny d’aquest assaig clínic, contesteu les preguntes següents:

a)   Quin dels dos grups és el grup de control d’aquest experiment? Justifiqueu la resposta.

Grup de control	El grup de control és el grup als quals no s’hi ha aplicat cap vacuna
Justificació	Perquè es per veure la comparació de la condició estandar amb la de la vacuna

b)  Per què cal establir un grup de control en aquest experiment?

Per veure si la vacuna és realment eficaç

2) Quines són les variables dependent i independent en aquest experiment? Justifiqueu la resposta. 

Variable independent	Podem agafar un altre grup de persones hi aplicarlis una vecuna diferent o la mateixa amb menos quantitat
Justificació	Així podrem veure si el efecte de no aplicar cap vecuna es el mateix que aplicarli una de menys eficaç que la original

Variable dependent	Potser surt un nombre intermedi entre els de la vacuna original i els del grup de control
Justificació	Perquè al ser cas condicions diferents potser els resultats també són diferents