Biologia 1

Biología I

COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE SONORA Director General Lic. Bulmaro Pacheco Moreno Director Académico Profr. Adrián Esquer Duarte Director Administrativo C.P. Gilberto Contreras Vásquez Director de Planeación Dr. Jorge Ángel Gastélum Islas Director Financiero Lic. Oscar Rascón Acuña Biología I Módulo de Aprendizaje. Copyright ©, 2007 por Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora todos los derechos reservados. Primera edición 2008. Impreso en México. DIRECCIÓN ACADÉMICA Departamento de Desarrollo Curricular Blvd. Agustín de Vildósola, Sector Sur Hermosillo, Sonora. México. C.P. 83280 Registro ISBN, en trámite. COMISIÓN ELABORADORA: Elaboración: Leonardo Téllez Verdugo Jesús Humberto Valenzuela Chávez Corrección de Estilo: Aida Siamanca Viera Supervisión Académica: Eva Margarita Fonseca Urtusuastegui Edición: Bernardino Huerta Valdez Coordinación Técnica: Cuauhtémoc Martínez Siraitare Coordinación General: Profr. Adrián Esquer Duarte

Esta publicación se terminó de imprimir durante el mes de diciembre de 2007. Diseñada en Dirección Académica del Colegio de Bachilleres de Estado de Sonora Blvd. Agustín de Vildósola; Sector Sur. Hermosillo, Sonora, México La edición consta de 9,433 ejemplares.

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Ubicación Curricular COMPONENTE:

CAMPO DE CONOCIMIENTO:

FORMACIÓN BÁSICA

CIENCIAS NATURALES

Esta asignatura se imparte en el cuarto semestre, tiene como antecedente Geografía, la asignatura consecuente es Biología II y se relaciona con todas las asignaturas del campo de Ciencias Naturales

HORAS SEMANALES: 4

CRÉDITOS: 8

DATOS DEL ALUMNO Nombre: ______________________________________________________ Plantel: _________________________________________________________ Grupo: ____________ Turno: _____________ Teléfono:_______________ Domicilio: _____________________________________________________ ______________________________________________________________

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Mapa Conceptual de la Asignatura

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Índice Recomendaciones para el alumno ......................................................................7 Presentación.........................................................................................................8 UNIDAD 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS .........................9 1.1. Introducción a la biología .............................................................................12 1.2. Niveles de organización de la materia viva ..................................................19 1.3. Características distintivas de los seres vivos ...............................................28 1.4. Composición química de los seres vivos.....................................................31 1.5. Teorías sobre el origen de la vida ................................................................71 Sección de tareas ................................................................................................79 Autoevaluación .....................................................................................................91 Ejercicio de reforzamiento....................................................................................95 UNIDAD 2. BIOLOGÍA CELULAR ........................................................... 107 2.1. La célula .....................................................................................................109 2.2. Estructura y función celular .......................................................................115 2.3. Metabolismo celular...................................................................................134 Sección de tareas .............................................................................................163 Autoevaluación ..................................................................................................193 Ejercicio de reforzamiento.................................................................................195 UNIDAD 3. DIVERSIDAD BIOLÓGICA.................................................... 209 3.1. Virus............................................................................................................210 3.2. Clasificación de los seres vivos.................................................................214 3.3. Bacteria ......................................................................................................217 3.4. Dominio Arqueas .......................................................................................221 3.5. Dominio Eukarya........................................................................................224 Sección de tareas .............................................................................................237 Autoevaluación ..................................................................................................277 Ejercicio de reforzamiento.................................................................................279 Claves de Respuestas ......................................................................................289 Glosario .............................................................................................................290 Bibliografía General ...........................................................................................295

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Recomendaciones para el alumno El presente Módulo de Aprendizaje constituye un importante apoyo para ti, en él se manejan los contenidos mínimos de la asignatura Biología I. No debes perder de vista que el Modelo Académico del Colegio de Bachilleres del Estado de Sonora propone un aprendizaje activo, mediante la investigación, el análisis y la discusión, así como el aprovechamiento de materiales de lectura complementarios; de ahí la importancia de atender las siguientes recomendaciones: •

Maneja el Módulo de Aprendizaje como texto orientador de los contenidos temáticos a revisar en clase.

•

Utiliza el Módulo de Aprendizaje como lectura previa a cada sesión de clase.

•

Al término de cada unidad, resuelve la autoevaluación, consulta la escala de medición del aprendizaje y realiza las actividades que en ésta se indican.

•

Realiza los ejercicios de reforzamiento del aprendizaje para estimular y/o reafirmar los conocimientos sobre los temas ahí tratados.

•

Utiliza la bibliografía recomendada para apoyar los temas desarrollados en cada unidad.

•

Para comprender algunos términos o conceptos nuevos, consulta el glosario que aparece al final del módulo.

•

Para el Colegio de Bachilleres es importante tu opinión sobre los módulos de aprendizaje. Si quieres hacer llegar tus comentarios, utiliza el portal del colegio: www.cobachsonora.edu.mx

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Presentación El presente curso corresponde a la asignatura de Biología I que se imparte en el cuarto semestre y que junto con la Biología II, del quinto semestre constituyen la materia de biología. Los contenidos de esta asignatura, se centran específicamente en el nivel molecular y celular, buscando la explicación científica a los fenómenos biológicos a este nivel, sin perder de vista el aspecto integrador de los seres vivos, al estudiar las características distintivas de los mismos. Analizando además, de manera critica y bajo un marco ético, las diferentes teorías acerca del origen de la vida, entre otos contenidos de carácter integrador. Una unidad de relevante importancia, es la relativa a la biodiversidad, donde se abordaran los nuevos criterios de clasificación de los seres vivos, así como su importancia dentro de un contexto social, económico y ecológico, sin dejar de señalar a México como un país mega diverso, siendo nuestra responsabilidad la preservación y explotación sustentable de estos recursos.

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Unidad 1 Características de los seres vivos.

Objetivos: El alumno:

¿Cómo surgió tan impresionante variedad de organismos? ¿Cómo interactúan estos? ¿En qué se parecen todos ellos: bacterias, hongos, plantas y animales y en que difieren? ¿Qué procesos se requieren para que sobrevivan y se reproduzcan? Preguntas cómo estas constituyen la base de la ciencia de la biología. De la ciencia de la biología.

Explicará las características y origen de los seres vivos, a partir de la conceptualización de la biología como ciencia, su campo de estudio e importancia y relación con otras ciencias; analizando las bases químicas inherentes a los seres vivos, comparando las diferentes teorías del origen de la vida y sus características distintivas, mediante la observación directa e indirecta de los objetos del conocimiento y su contextualización en situaciones reales, en un ambiente participativo, tolerante y de respeto

Temario: • Introducción a la biología. • Niveles de organización de la materia. • Característica distintiva de los seres vivos. • Composición química de los seres vivos. • Teorías del origen de la vida.

Biología I

SERES VIVOS QUE NOS RODEAN ¿Te has fijado en la asombrosa variedad de seres vivos que habitan en el entorno de tu escuela? Los pájaros y las ardillas se comunican con otros de su especie a través de gorjeos y chillidos. Entre los árboles, arbustos, pastos y musgo que cubren los jardines y campos deportivos, podrás ver las hormigas, abejas o a las mariposas que revolotean de flor en flor y recogen el delicioso néctar que les da energía para volar y reproducirse. Tal vez una araña, utilizando varios tipos de fibra proteica, teje una red para atrapar a los insectos y aprovechar para si la energía contenida en sus cuerpos. Además de estas formas de vida, incontables organismos microscópicos nadan en los charcos que dejaron las mangueras para regar el pasto, o la lluvia, y se desarrollan en el suelo. Y sobre, dentro y alrededor de estos organismos, y de los seres humanos que los observan, viven miles de millones

de

bacterias:

organismos

unicelulares

simples

que

han

sobrevivido miles de millones de años casi sin cambiar. ¿Como surgió tan impresionante variedad de organismos? ¿Como interactúan estos? ¿En que se parecen todos ellos; bacterias, hongos, plantas y animales y en que difieren? ¿Que procesos se requieren para que sobrevivan y se reproduzcan? PREGUNTAS COMO ESTAS CONSTITUYEN LA BASE DE LA CIENCIA DE LA BIOLOGÍA

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Características de los seres vivos

Los seres vivos Poseen

Organización estructural

Se caracterizan por

Están Constituídos por

Realizar funciones Células

Como Que contienen

Basada en

Irritabilidad Macromoléculas orgánicas

Biomoléculas

Diferenciación Metabolismo Adaptación

De cuatro tipos

Formadas por

Crecimiento Reproducción Bioelementos

Carbohidratos, Lípidos,

Que son

Proteínas, ácidosNucleicos

C, H, O, P, N, S

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Biología I

1.1.

INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA.

La biología como ciencia La biología, al igual que el resto de las ciencias, se encuentra inmersa en un proceso de dinamismo acelerado, que día a día genera nuevos descubrimientos y perspectivas de investigación, lo que ha dado origen a la biología moderna. Esta disciplina se rige por los principios básicos de la búsqueda del conocimiento a través del método científico.

La biología es una ciencia experimental y sistemática que pretende describir los procesos que comparten los seres vivos, la forma en que se mantiene y multiplica la vida, la biodiversidad y las relaciones de los organismos con su medio ambiente.

Las aplicaciones de la investigación en biología, proporciona las bases para desarrollar biotecnología, Transplantar órganos, manipular genes y aumentar la producción de alimentos. La investigación en biología molecular y genética ha contribuido con nuevos enfoques sobre los procesos patológicos en humanos, lo que ha dado origen a la terapia génica. La acción de los seres humanos sobre el planeta ocasiona un gran desequilibrio en los sistemas naturales, la búsqueda de alternativas para disminuir o frenar este impacto también forma parte de los objetivos de la biología en este momento.

Analiza, discute y concensa en equipo la respuesta para las siguientes Preguntas de Reflexión. EJERCICIO 1

1. ¿Qué significa para ti ciencia? 2. ¿Cómo crees que se logran los conocimientos científicos y qué características deben tener? 3. ¿Qué recuerdas de tu secundaria sobre el concepto de biología? 4. ¿Cómo crees que era antiguamente el estudio de la biología? NOTA. Cada equipo nombrará un moderador un secretario y un relator, Cargos que serán rotativos para cada dinámica o actividad que se realice.

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EJERCICIO 2

Investiga (para la siguiente clase) en tres libros diferentes de biología de la biblioteca de tu escuela, la definición de ciencia y preséntala a través de la siguiente tabla.

Definición de ciencia

Autor( bibliografía)

Analiza y contrasta las definiciones investigadas por tus compañeros con la tuya o de tu equipo y anota en la siguiente tabla las semejanzas y diferencias. Semejanzas

Diferencias

TAREA 1

Página 79.

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Biología I

Escribe la constante (lo que tiene en común) que relaciona cada definición La constante es

TAREA 02

Página 81.

Escribe ahora una nueva definición Mi definición es

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El campo de estudio de la Biología Un ornitólogo y una entomóloga salieron al campo para complementar sus actividades. De pronto, encontraron a un ave única que se posó sobre un árbol y rápidamente devoró a un insecto que representaba a una nueva especie recién descubierta. ¿Cuál de los dos profesionistas lamentó lo ocurrido? De acuerdo al criterio de diversidad taxonómica la biología se clasifica en: Zoología, botánica, Micología, protozoología y bacteriología. Las subramas en la que se divide la zoología son: mastozoología, ornitología, herpetología, ictiología, entomología, helmintología, carcinología y malacología. De acuerdo al criterio de unidad y continuidad la biología se clasifica en: genética, evolución, fisiología, anatomía, histología, citología, embriología, paleontología, ecología, taxonomía y etología.

1. Discute con los compañeros de tu equipo el estudio de los campos o ramas de la biología arriba mencionados que tú recuerdes y presenta a tu profesor un diagrama de llaves o un mapa conceptual.

EJERCICIO 3

2. Realiza una consulta bibliográfica o de Internet para que conozcas el significado de cada concepto y preséntalo a través de las siguientes tablas.

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Biología I

Diversidad taxonómica Zoología Botánica Micología Protozoología Bacteriología

estudia

Subramas de la biología Mastozoología Ornitología Herpetología Ictiología Entomología Helmintología Carcinología Malacología Unidad y continuidad Genética Evolución Fisiología Anatomía Citología Histología Embriología Paleontología Ecología Taxonomía Etología

EJERCICIO 4

¿Cuáles crees que son problemas que estudia la biología y que se realiza a través de la ecología? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ ¿Cómo crees que ha intervenido la biología para resolver problemas de explosión demográfica? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

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Relaciones interdisciplinarias de la biología ¿Cómo crees que la biología, se interrelaciona con la química, geografía y las matemáticas? Reflexiona y discútelo con tus compañeros de equipo y expongan a través de su relator las respuestas concensadas. Realiza una revisión bibliográfica para que conozcas como se interrelaciona la biología con: la química, física, matemáticas, historia, ética, geografía, sociología, y ciencias de la salude. Describe brevemente esta relación en la tabla siguiente, después elabora en tu cuaderno un diagrama de círculos para resumir las principales ciencias que interactúan con la biología.

Ciencia

EJERCICIO 5

Interacción con la biología

Química Física Matemáticas Historia Ética Geografía Sociología Ciencias de la Salud

Relación de la biología con la tecnología y la sociedad En forma general, podemos definir la tecnología como la sistematización de los conocimientos y técnicas aplicables a cualquier actividad comúnmente para fines prácticos o comerciales, en forma específica, cuando para esos fines se utiliza o altera un organismo, célula o molécula biológica entonces se trata de biotecnología. La ingeniería genética realiza la construcción o reconstrucción de moléculas de ADN (ácido desoxiribonucleico) que originan nuevas combinaciones de genes, 17

Biología I

mediante la aplicación de técnicas de biología molecular; por lo que a la célula o al organismo tratado por medio de la ingeniería genética, se le han agregado, suprimido o modificado genes, o partes de estos, de distintos organismos a los que se les ha modificado el ADN o se han obtenido otras especies se les da el nombre de transgénicos.

Investiga Issste células madre MÉXICO, DF. (NTX)

El ISSSTE lleva a cabo dos investigaciones para la obtención y reproducción de células madre, con lo cual padecimientos incurables como la diabetes mellitus, la cirrosis hepática y el mal de alzheimer podrían encontrar su cura. En general, la biotecnología es el uso de organismos vivos o de sus compuestos para obtener productos de utilidad para el humano. Todavía no ha sido demostrado que los alimentos transgénicos no sean dañinos para la salud de la población.

De acuerdo con un comunicado del Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado (ISSSTE), el primer trabajo consiste en la Producción de Células Arteriovenosas, a partir de células madre de cordón umbilical; y la segunda, en conseguirlas de un paciente, para insertarlas y reproducirlas en su corazón. El doctor José de Diego Flores Chapa, del servicio de Hematología del Centro Médico Nacional 20 de Noviembre, refirió que ambos trabajos se retroalimentan de los logros del programa de trasplante de médula ósea, que inició en el Instituto en 1992. El experto resaltó que en la última década se han registrado importantes avances en los procesos de obtención y cuantificación de células madre, las cuales tiene la capacidad de transformarse en células de cualquier otro tejido del organismo. Este tipo de células se encuentran en la médula ósea, que se encarga de producir las células sanguíneas y el sistema inmunológico de cada persona. Las células madre para trasplante de médula ósea se utilizan en hematología para tratar padecimientos como leucemia aguda, leucemias mieloideas crónicas y mieloma múltiple (tumor óseo), con un porcentaje de curación de entre el 40 y el 80 por ciento. Flores Chapa comentó que en la última década se han registrado importantes avances en los procedimientos de obtención y cuantificación de células madre, por lo que al tradicional método de punción en la cresta iliaca, la tibia y el esternón se agrega el torrente sanguíneo periférico. Este consiste en estimular la salida de las células mediante un método denominado "aféresis", separarlas con apoyo de un programa informático y cuantificarlas para el receptor.

Otro método de obtención es a través del cordón umbilical del recién nacido, cuando este todavía no se ha extraído de la placenta de la madre, para extraerle la sangre y de ahí obtener el producto, pero esta fuente, por la cantidad de células madre que produce, sólo puede usarse para pacientes pediátricos. El especialista recordó que en el ISSSTE a la fecha se han ejecutado 81 trasplantes, de los cuales 42 fueron auto donaciones y 39 con donadores familiares, con un promedio de sobrevida del 50 por ciento, equiparable a la media mundial. Nota Publicada: 16/5/2003 17:57 pm

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Lee detalladamente el articulo haz un resumen y contesta con la ayuda de tus compañeros de equipo las siguientes preguntas. 1. ¿Cuál es el propósito de las investigaciones que realiza el ISSSTE? 2. ¿Qué tipo de padecimientos pretende resolver? 3. ¿Cuál es la capacidad que tienen las células madres? 4. ¿Dónde se encuentran las células madres? 5. ¿Cuál es la función de las células madres? 6. ¿Cuáles son los métodos de obtención de las células madres? 7. ¿Qué son las células madres? 8. ¿En qué rama o campo del conocimiento de la biología puedes ubicar este tipo de investigaciones?

EJERCICIO 6

Tal vez tu imagines a un científico como a un personaje que vive en su propio mundo, aislado y excéntrico. Paro realmente un científico es una persona como cualquier otra que tiene problemas económicos, vota por algún partido y tiene sus convicciones acerca de la religión o la filosofía. Es por ello que el desarrollo de la ciencia y la tecnología no se han dado apartada de la vida del resto de la sociedad. Al ser una actividad humana, la investigación científica y tecnológica se ve afectada por factores sociales, económicos y políticos; a su vez también influye en estos.

1.2.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA.

Una característica que unifica a los seres vivos son los niveles de organización. En la organización biológica existe una jerarquía; es decir, existe un orden o grado subordinado entre los organismos. Este orden jerárquico se conoce como los niveles de organización y son los siguientes: nivel químico, nivel celular, niveles de tejidos, órganos, aparatos o sistemas, organismos, población, comunidad, ecosistema y biosfera. A través del tiempo, la materia se ha agrupado y reagrupado, dando lugar a estructuras de mayor tamaño y grado de complejidad. Así podemos decir que la materia existe en distintos niveles de complejidad, según como se encuentre organizada.

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Biología I

Organismo unicelular

Símbolos La ( ) se interpreta como: forma a señala ejemplos se debe interpretar como: esta formada de

H C N

Protón, electrón

Partículas subatómicas

Neuronas

Tejidos Órganos Aparatos y sistemas Agua Glucosa ADN

Átomos

Célula

Organoides celulares

Nervioso Corazón Circulatorio

Núcleo mitocondria cloroplastos

Moléculas

Manada de venados

Organismo: Venado

Población

Virus

Comunidad

Gas y polvo cósmico

Nebulosa Astro

Planetas Estrellas Asteroides Satélites Cometas etc.

Tierra

Atmósfera litosfera Hidrosfera Manto Núcleo

Galaxia

Ecosistema

Biosfera

Universo

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Ambiente Fisicoquímico

...

Víbora Venado Águila Árboles Ríos Piedras

Superficie de la tierra


1. ¿Cuál de los niveles esta presente en todos los demás? Observa detalladamente el esquema y la simbología que lo acompaña y pon atención en cada uno de los niveles de organización, analiza como están formados cada uno de ellos y reflexiona, discute y concensa en equipo las siguientes preguntas.

EJERCICIO 7

______________________________________________________________________ 2. ¿Cuál de los niveles contiene a todos los demás? ______________________________________________________________________ 3. Anota un ejemplo de cada nivel ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 4. Define con tus palabras lo que es materia abiótica y materia biótica Abiótica_______________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Biótica________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5. Encierra en un círculo rojo los niveles comprendidos bajo la denominación de materia viva y en un círculo de color azul los niveles que se incluyen dentro de la materia abiótica (no viva). 6. ¿En qué nivel se reúnen materia viva y materia abiótica? ______________________________________________________________________ 7. ¿De qué nivel es ejemplo el ser humano? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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Biología I

8. Menciona cuando menos cuatro niveles de organización de los que el humano forma parte. ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

9. ¿Cómo se encuentra organizada la materia viva en los seres vivos? ______________________________________________________________________ 10. ¿Cuál es el nivel de organización más pequeño y el mayor en la materia viviente? ______________________________________________________________________ 11. ¿Qué entiendes por nivel de organización? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 12. ¿Qué es una población? ______________________________________________________________________ 13. ¿Qué es una comunidad? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 14. ¿Qué es un ecosistema? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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1. Acomoda los siguientes elementos de acuerdo con su nivel de organización, del más simple al más complejo:

EJERCICIO 8

2. Relaciona las ramas de la biología con el nivel de organización de la materia que se estudian: Cerebro

a.

Hormigas de un jardín

b.

Sistema digestivo humano

c.

Azúcar

d.

Átomos de nitrógeno

e.

Neurona

f.

Rinoceronte

g.

Epidermis de cebolla

h.

( ) Moléculas

a. Citología

( ) Células

b. Histología

( ) Tejidos

c. Anatomía

( ) Aparatos y Sistemas

d. Ecología

( ) Organismos

e. Bioquímica

( ) Poblaciones

f.

Zoología

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Percibe la realidad y se recaba información

Se

Observación

Por la diferencia entre lo conocido y lo desconocido

Surgen

Planteamiento de preguntas-problema

Objetivos

La respuesta propuesta

Contiene

Suposiciones

Que planea

Formulación de hipótesis

Lo conocido

Justificación

Contiene

Estudios o conocimientos previos

Constituida por

Búsqueda de información y estructuración del marco teórico

La investigación

Que guían

Etapas

Consiste en

El método científico

Confirmación o corrección de la hipótesis

Si se confirman Forman una teoría

Comprueban Las hipótesis

Los resultados obtenidos confirman o rechazan las hipótesis

Mediante

Experimentación observación comprobación

Análisis, síntesis y confrontación de

Biología I

El método científico y su aplicación


¿Cómo estudian los biólogos el funcionamiento de la vida? La investigación científica es un método riguroso para efectuar observaciones de fenómenos específicos y buscar el orden subyacente de esos fenómenos. Idealmente la biología y las demás ciencias emplean el método científico, que consiste en 5 operaciones interrelacionadas: Observación, planteamiento del problema, hipótesis, experimentación y conclusiones o resultados. Observación Observar es mirar con cuidado las cosas, lo que nos rodea. Talvez hemos visto muchas veces el mismo árbol en el camino y, sin embargo, no nos hemos detenido a observar con cuidado cuando florece, si ha perdido sus hojas, que aves los frecuentan, que insectos lo polinizan o cuanto ha crecido. Cuando uno observa puede aprender sobre la naturaleza. Es importante que en la observación nos limitemos a mirar y anotar lo que vemos. Las observaciones no es solo el primer paso en la investigación, sino que se lleva a cabo durante todo el proceso.

TAREA 3

Planteamiento del problema De la observación parte el cuestionamiento, es decir, la formulación de un problema. Es importante que el problema se plantee en términos que faciliten el camino para encontrar su solución. Hay que tener muy en claro el propósito de la investigación y verificar que no haya sido resuelto antes por otros científicos.

Página 83.

Hipótesis Una hipótesis es una suposición que hacemos acerca de un fenómeno determinado. La hipótesis suele basarse en una variable experimental y una predicción.

TAREA 4

Diseño experimental Cuando ya se tiene una predicción se diseña un experimento en la que su predicción se llevara a la práctica. Cuando se diseña un experimento hay una variable experimental, que es la que se esta manipulando para poner a prueba la hipótesis. A esta variable se llama variable independiente y al resultado que se observa le llamamos variable dependiente.

Página 85.

Experimentación Una vez diseñado el experimento, se lleva a la práctica y se anotan con cuidado los resultados obtenidos, de manera que sea posible reproducirlos. Análisis de resultados Luego de realizado el experimento, los resultados se interpretan para obtener las conclusiones. Estas deben de registrarse de manera sistemática mediante tablas, y de ser posible, gráficas, para que puedan ser analizadas con mayor facilidad.

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Biología I

Conclusiones Los resultados nos conducen de nuevo hacia la hipótesis, es decir, ahora es necesario saber si esta puede ser aceptada o rechazada. A partir de las conclusiones se determina nuevos experimentos que permiten complementar la investigación.

EJERCICIO 9

Un agrónomo se preguntaba porque las nochebuenas sólo florecen en invierno y decidió hacer un experimento. Identifica los pasos del método científico en este experimento y anota las letras que correspondan en el paréntesis.

a. Se colocaron 50 plantas de nochebuena en un cuarto oscuro, en la época de verano, proporcionándoles luz artificial durante 10 horas para simular días invernales, y otros 50 a la luz natural.

(

) Problema

(

) Hipótesis

b. ¿Por qué las nochebuenas sólo florecen en invierno?

(

) Diseño experimental

c. A los 50 días de que se inicio el experimento, las plantas de nochebuena experimentales florecieron y la otras no.

(

) Resultados

d. Tal vez las horas de luz (foto período) determinan si una planta florece o no. Si es así las nochebuenas expuestas a luz de día corto, de 10 horas florecerán.

(

) Conclusiones

e. Las nochebuenas son plantas de foto período corto y por eso sólo florecen en invierno.

Los limites de la biología En el desarrollo de la ciencia moderna y en nuestro caso de la biología, los nuevos conocimientos, obligan a la reflexión ética, pues procesos como la manipulación genética de las especies con la clonación o la producción de alimentos transgénicos han provocado serios debates internacionales por el uso que pueda dárseles. Esta reflexión nos lleva a reafirmar la idea de que el trabajo científico no es ajeno a una ideología y que es necesario realizarlo en el marco de unos valores y principios que respeten la naturaleza y la vida humana.

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Hermosillo 31° Semi Nublado

I Domingo, 8 de octubre, 2006. 3:27 PM

Suizos aprueban en votación uso científico de embriones humanos Ginebra, Suiza (EFE)

Una clara mayoría de suizos aprobó hoy por votación que los científicos puedan utilizar embriones humanos obtenidos por fecundación "in vitro" para desarrollar nuevas terapias contra enfermedades graves, algunas incurables, como el Alzheimer, el Parkinson y la insuficiencia cardiaca. Los resultados definitivos señalan que un 66,4 por ciento de votantes respaldó la nueva Ley sobre la Investigación con Células Madre, que recibió un 33,6 por ciento de votos en contra. La legislación aprobada permite obtener las llamadas "células madre" de embriones fecundados artificialmente, pero destinados inevitablemente a la destrucción debido a que no pueden ser implantados por defectos genéticos en el útero de una mujer. Este referéndum suscitó una viva polémica en las últimas semanas por las implicaciones tanto científicas como éticas que tiene utilizar embriones humanos para las investigaciones en biotecnología. A esto se oponían sobre todo asociaciones contra el aborto y grupos ecológicos que acusaban a la industria farmacéutica de buscar beneficios económicos mediante el desarrollo de nuevas terapias para enfermedades de las que sufren esencialmente los países desarrollados. Los grupos favorables al proyecto argumentaban que lo que estaba en juego era la posibilidad de ofrecer mayores esperanzas a quienes sufren enfermedades graves o incurables, las que eventualmente podrían ser tratadas si las investigaciones en este campo avanzan como se espera. Las expectativas son muy altas, incluida la posibilidad de que algún día se puedan reemplazar las células dañadas en un organismo por otras sanas, gracias a que las "células madre" son capaces de desarrollarse en cualquier de los 200 tipos de tejidos celulares que tiene una persona. Para esto se dejaría que el embrión humano se desarrollara hasta el séptimo día, plazo indicado para extraer las células. La ley aprobada en el referéndum de hoy permitirá a las compañías farmacéuticas y a la comunidad científica asociarse para seguir esta pista, pero siempre respetando una serie de restricciones contempladas en la misma norma. Entre ellas, se establece que el embrión deberá ser destruido inmediatamente si los padres se niegan a autorizar la extracción de células y se prohíbe de manera expresa la creación de embriones para fines únicamente científicos. 27

Biología I

Igualmente, se prohíbe la importación o exportación de embriones, así como la venta de éstos y de sus células, los cuales sólo se deberán obtener gratuitamente. Asimismo, las autoridades incorporaron al texto sometido a consulta popular la condición de que para iniciar una investigación con "células madre" se necesitará la autorización previa de la Comisión Federal de Ética de Suiza, encargada de determinar que el proyecto sea éticamente aceptable y de un alto nivel científico. Por otro lado, prácticas como la clonación están expresamente prohibidas. De esta manera, Suiza sigue el paso de otros países, como Gran Bretaña, que autorizó hace más de tres años las investigaciones con fines médicos acerca de las polémicas células, que además tienen la ventaja de no envejecer en los cultivos de laboratorio, por lo que poseen una capacidad de reproducción teóricamente ilimitada. Nota Publicada: 29/11/2004 16:54 PM

Lectura y debate. EJERCICIO 10

1. Organiza 3 equipos de 5 alumnos cada uno, los cuales defenderán una postura a favor del uso científico de embriones humanos, y tres equipos los cuales defenderán la postura en contra. 2. Establece un periodo de una semana para prepararse y documentase sobre el tema haciendo consultas bibliográficas y de Internet. 3. Establece la discusión y debate en el salón, dedicando un tiempo de 5 minutos de participación para cada equipo. 4. Redacta tus conclusiones.

1.3.

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.

Cuando te encuentras solo en tú recamara en esos momentos de reflexión que a veces tenemos, alguna vez te has preguntado:

¿Qué es la vida? ¿Qué significa estar vivo? ¿Hay vida en otros planetas? ¿Cuándo comenzó la vida? Para responder a tales preguntas sobre el origen de la vida, surgieron varias teorías sobresalientes como la de la generación espontánea. El biogenismo, la panspermia y la evolución química.

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A lo largo de la historia, en diferentes épocas, diferentes culturas y clases sociales, se han hecho en innumerable ocasiones las mismas preguntas que tu. En realidad, no hay una definición de que es la vida. La vida es un termino abstracto, por lo que “no hay vida sino seres vivos”. No se puede hablar de lo que es la vida sólo de las características que presentan los seres vivos. Los seres vivos poseen características que los identifican entre ellos, pero ninguna basta por sí sola para definirlos. Entre las principales características que comparten los seres vivos están las siguientes: Estructura, Metabolismo,


Crecimiento, Adaptación, Organización.

Irritabilidad,

Reproducción,

Homeostasis

y

METABOLISMO:

(Suma de funciones)

CRECIMIENTO:

ORGANIZACIÓN:

(Mediante síntesis de nueva materia viva)

(A BASE SE CELULAS)

EVOLUCIÓN: (Adaptación)

HOMEOSTASIS: (Como irritabilidad) REPRODUCCIÓN: (Continuación de su especie)

Lee con atención el texto que a continuación se presenta y contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas: ¿Cuál es la organización estructural de los seres vivos? ¿Qué es el metabolismo? ¿Qué es anabolismo? ¿Qué es el catabolismo? ¿Qué es la reproducción? ¿En qué consiste la evolución? ¿Qué es la homeostasis? ¿Qué es Irritabilidad? - Identifique en la lectura las características de la materia viva o seres vivos - Realiza una lista de ellas

EJERCICIO 11

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Biología I

Texto: Todos los seres vivientes tienen la capacidad de reproducirse y transmitir a su descendencia sus características peculiares; sin embargo, bajo la influencia de los factores ambientales estas características pueden modificarse para favorecer la supervivencia de los organismos mediante adaptaciones a su medio. La capacidad de reacción o de respuesta a los estímulos ambientales; es decir la irritabilidad, es la adaptación más difundida entre los seres vivos y es la que promueve su continuidad vital.

TAREA 05

Los seres vivos tienen una intima y reciproca relación entre ellos y su ambiente. La evolución de los organismos a lo largo de su historia ha tenido lugar en un medio concreto, que ha determinado sus características estructurales, funcionales y de comportamiento. El ambiente es adecuado para el organismo, y este esta adaptado con su ambiente, respondiendo a sus cambios.

Página 87.

La interacción entre lo viviente y lo inerte ha condicionado el carácter de la vida sobre nuestro planeta y el carácter de la tierra misma, por lo que ambas se han influido reciproca y profundamente. Durante la vida de un organismo, a través de su cuerpo circulan la materia y la energía, lo que provoca alteraciones del estado fisiológico interno. Existen muchos mecanismos fisiológicos y metabólicos que actúan en la compensación de las citadas alteraciones y en el mantenimiento de las condiciones compatibles con la continuidad de la vida del organismo. Esta tendencia a la estabilidad interna es lo que se conoce como principio de Homeostasis. Para realizar sus funciones vitales, los seres vivos necesitan transformar las sustancias que entran a su organismo. Esta serie de procesos químicos se conoce con el nombre de metabolismo, termino proveniente del griego que significa cambio. El metabolismo se divide en anabolismo (síntesis o construcción de materia) y catabolismo (degradación de materia, transformación de moléculas complejas en sencillas).

30


1.4.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS.

La célula es la unidad biológica más pequeña que puede realizar todas las actividades de los seres vivos. Están constituidos por una enorme variedad de iones inorgánicos y orgánicos y de moléculas, como agua, sales, carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, y la mayoría de ellos tienen los componentes físicos y químicos necesarios para su mantenimiento, crecimiento y división. La información genética se almacena en las moléculas de ADN, se duplica y se transmite a cada nueva generación durante la reproducción celular, dicha información codifica proteínas, que a su vez determina la estructura y funciona de las células en los seres vivos.

C, H, O, N, S, P, Na, K, Ca, Cl, Mn (Fe, Co, Cu, Zn)* (Presentan todos los seres vivos.) Nivel Atómico

(B, Al, Mo, V, Si, I)* (Sólo en algunas especies) * Oligoelementos (Muy pequeñas cantidades) En disolución Sales minerales Compuestos Inorgánicos

Estructurales

El agua

Nivel Molecular Moléculas sencillas Compuestos Orgánicos Moléculas Intermedias

Moléculas Grandes

Monosacáridos Bases Nitr. Ácidos grasos Glicerol

Olisacaridos Nucleótidos Aminoácidos Grasas Esteroides Fosfolipidos Ácidos nucleicos Polisacáridos Proteínas

31

Biología I

Bioelementos De acuerdo con los niveles de organización de la materia, los organismos o seres vivos están integrados de células, las cuales se forman, su vez, de moléculas y esta de átomos. De los átomos que existen en la naturaleza, normalmente solo algunos cuantos están presentes en los seres vivos formando diferentes tipos de compuestos con estructuras y funciones diferentes, se les conoce como elementos biogénicos o bioelementos. Elementos químicos presentes en el ser humano: Elemento

EJERCICIO 12

32

Símbolo

Porcentaje

Elemento

Símbolo

Porcentaje

Oxígeno

65.0

Cloro

0.15

Carbono

18.0

Magnesio

0.05

Hidrógeno

10.0

Hierro

0.004

Nitrógeno

3.0

Cobre

0.00015

Calcio

2.0

Manganeso

0.00013

Fósforo

1.1

Iodo

0.00004

Potasio

0.35

Cobalto

indicios

Azufre

0.25

Zinc

indicios

Sodio

0.15

Molibdeno

indicios

En el esquema se indican los componentes de los organismos vivientes y en la tabla los componentes químicos en el ser humano, estudiadlos y realiza las siguientes actividades: 1. Anota el símbolo de cada elemento en el espacio correspondiente de la tabla 2. Marca con un círculo Los elementos del ser humano que no están presentes en todos los seres vivos 3. ¿Cuál elementos químicos es el más abundante en el organismo humano? 4. Calcula las cantidades que tienes en tu organismo de los siguientes elementos químicos y anótalos en los espacios correspondientes. 5. Analiza el esquema y, con ayuda de la información que has estudiado, elabora un resumen que describa la estructura de los seres vivos a nivel atómico y molecular.


Nombre

Cantidad en kilogramos

C H O N Ca P K S

Moléculas inorgánicas de interés biológico Las sales minerales existen en los seres vivos en dos formas. En disolución o formando estructuras (sales estructurales). Todas las sales necesarias para los organismos se obtienen del ambiente.

Sales minerales en disolución Las sales minerales se encuentran en forma de iones y son de gran importancia en el funcionamiento celular; pueden ser iones positivos (cationes) o iones negativos (aniones). Cationes (+) Na+, K+, Ca++,Mg++

Aniones (-) Cl-,SO4--,CO3- -,NO3-,PO4- - -

Los cationes y los aniones contribuyen al balance iónico de los seres vivos, el cual afecta la permeabilidad, la irritabilidad, la contractibilidad y la viscosidad celulares. A continuación se mencionan los iones que deben estar presentes en los medios de cultivos de las plantas y de mamíferos. Plantas K+, Ca++, Mg++, Fe++, SO4--,NO3-,PO4- - Mamíferos Na+, K+, Ca++,Mg+, HPO4- -

33

Biología I

Sales minerales estructurales Este tipo de sales forman estructuras del organismo y son poco o nada solubles, por ejemplo, las sales de magnesio y calcio, que están presentes en las algas calcáreas, conchas de erizo de mar, conchas de moluscos como el caracol y huesos de vertebrados. Los derivados del silicio también son sales minerales estructurales y están presentes en el caparazón de las diatomeas una clase de algas, y en el tallo de gramíneas como el trigo. EJERCICIO 13

A continuación se especifican las funciones que tienen algunos iones en plantas y en los animales. Anota en la línea que esta frente a cada formula el nombre y el tipo de Ion.

Animales

34

Fórmula, nombre y tipo

Función ( es )

Cl- _____________________________

Neutralizar cationes

HCO3- __________________________

Es parte del sistema tampón

HPO4- - ________________________________________

Forma parte del sistema tampón

Na+ y K+________________________

Participan en la excitabilidad de las células por la gran facilidad de transporte que tienen. También pueden influir sobre la actividad de varias enzimas por medio de interacciones Ion-Ion.

Ca++ y Mg++ _____________________

Son decisivos en el transporte de Materiales y en la contracción muscular.

Cu++ ___________________________

Componentes de enzimas respiratorias.

Fe++___________________________

Componentes de enzimas respiratorias y de la hemoglobina

Zn++_____________________________

Componentes de diferentes enzimas hidrolíticas y deshidratantes, componentes de la insulina.


Plantas Formula, nombre y tipo Mg++ ______________________________ Componentes de la clorofila. Fe++,Cu++___________________________

Componentes de enzimas respiratorias y de sustancias redox en la fotosíntesis.

En el caso de las plantas, las sales minerales son elementos nutritivos y su influencia en el medio interno de la célula es menor que en el de los animales. El agua El agua realiza las siguientes funciones en los sistemas vivos: •

• • • •

Es el constituyente inorgánico más abundante de los seres vivos. En el organismo humano se considera por cada 100 moléculas de proteicas con un peso molecular promedio de 100 000 hay 4.5 millones de moléculas de agua. Es un buen disolvente de sustancias iónicas y polares, es decir, puede disolver sales minerales y algunos compuestos orgánicos. Participa en reacciones químicas como proveedor y aceptor de protones. Participa en la formación de puentes de hidrogeno. Es un buen termorregulador.

Biomoleculas orgánicas Como lo observaste en el esquema, las moléculas de los compuestos orgánicos pueden ser desde muy sencillas hasta sumamente complicadas. Cada molécula esta formada por átomos, alguno o algunos de los cuales permiten las reacciones de la molécula. La parte que reacciona de la molécula se llama grupo funcional y es característico para cada familia o conjunto de compuestos. Cada compuesto orgánico tiene una determinada función en el organismo y se le encuentra con más o menos abundancia en una clase de células y específicamente en cierta parte de esas células. De los compuestos existentes en los seres vivos estudiaremos los siguientes • • • •

Carbohidratos Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

35

Biología I

Los carbohidratos Se definen como Políhidroxialdehidos y políhidroxicetonas y sus derivados.

C, H, O

Son Se clasifican en

Compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera y a su vez los más diversos

Simples Partes estructurales de los vegetales y también en los tejidos animales, como glucosa o glucógeno

Complejos

Son:

Son:

Sirven como Azucares de absorción más lenta, y actúan como energía de reserva

Azúcares de rápida absorción y energía inmediata

Fuente de energía para todas las actividades celulares vitales

Ejemplo Monosacáridos

Disacáridos

Como glucosa

sacarosa

Polisacáridos

Como almidón

CARBOHIDRATOS Para vivir, crecer y llevar a cabo sus funciones, el cuerpo humano necesita energía que obtiene sólo de 3 clases de compuestos: carbohidratos, lípidos y proteínas. Los Carbohidratos también se denominan glúcidos o azúcares. Deben su nombre al hecho de estar formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Fórmula general: CnH2nOn ejemplo: C5H10O5

36


La galactosa, que es un azúcar común de la leche, constituye una entrada al fascinante mundo de las macromoléculas naturales (biomoléculas). Algunos bebés sufren trastornos graves en los tejidos (galactosemia) debido a que han heredado una incapacidad para asimilar la molécula de galactosa cuya estructura se presenta en la página (39).

EJERCICIO 14

¿Cuántos átomos de carbono puedes contar en la molécula de galactosa?________, ¿Cuántos hidrógenos?____________ ¿Cuántos oxígenos?_________ ¿Éstos valores van de acuerdo a su fórmula general?__________ ¿Cuál es su fórmula molecular?____________. Las principales funciones que los carbohidratos cumplen en los seres vivos son: • • • • •

Como material energético, la glucosa cubre un gran porcentaje de las necesidades caloricas de la célula. Como almacén de energía. El proceso de la fotosíntesis que la luz solar desencadena en los vegetales hace que se almacene energía en forma de carbohidratos, los cuales mantienen la vida animal. Intervienen en funciones especializadas, entran en la composición del material genético que controla la herencia, reproducción y gobierno celular. Unidos a las proteínas forman los anticuerpos y algunas hormonas. Como material de estructura, en los vegetales, la celulosa, y en los animales, el ácido hialurónico, forman parte del espacio intercelular.

Como lo observaste en el mapa conceptual los carbohidratos se dividen en simples y complejos. Los Carbohidratos Simples: son azúcares de rápida absorción y son energía inmediata; constituyen a todos los monosacáridos que son no hidrolizables a compuestos más simples; son las unidades básicas de los carbohidratos. Los Carbohidratos Complejos son de absorción más lenta, y actúan más como energía de reserva. Aquí se incluyen a los oligosacaridos, formados por dos a diez unidades de monosacáridos y a los polisacáridos que están formados por más de diez monosacáridos. ¿Existen reglas para nombrar a los CH como en los alcanos?

Sí existen, aunque no precisamente iguales y son las siguientes

37

Biología I

Nomenclatura de monosacáridos: 1.

Los monosacáridos se identifican por la terminación OSA.

2.

De acuerdo al número de carbonos los monosacáridos se denominan: Triosas con tres carbonos Tetrosas con cuatro carbonos Pentosas con cinco carbonos Hexosas con seis carbonos Los monosacáridos naturales no tienen más de seis carbonos

3.

Por sus características químicas se dividen en aldosas; cuando su grupo característico es el aldehído y cetosas; cuando su grupo funcional es ceto.

En el siguiente esquema se presenta la clasificación de los monosacáridos y algunos ejemplos. ALDOTRIOSA (3C)

ALDOSAS

ALDOTETROSA (4C)

GLICERALDEHÍDO

ERITROSA

ALDOPENTOSA (5C)

RIBOSA, DESOXIRRIBOSA

ALDOHEXOSA (6C)

GLUCOSA, MANOSA GALACTOSA

MONOSACÁRIDOS CETOTRIOSA (3C)

DIHIDROXICETONA

CETOTETROSA (4C)

ERITRULOSA

CETOPENTOSA (5C)

XILULOSA

CETOSAS RIBULOSA CETOHEXOSA (6C)

4.

38

FRUCTOSA SORBOSA

Estructuras abiertas; D y L. esta clasificación no se refiere a su actividad óptica, sino a la posición del grupo OH en el penúltimo carbono; si se dirige a la derecha, el compuesto es de la serie D; dirigido a la izquierda identifica a los compuestos de la serie L.


¿Cómo le hago para aprenderme tanta estructura?

Muy fácil, lleva a cabo los siguientes tips.

O // c– H I H – C – OH I CH2 OH D – GLICERALDEHIDO (3C) O

O // C

// C

– H I H - C – OH I H –C–OH I H - C – OH I CH2 OH

–H I H- C – H I H – C – OH I H - C – OH I CH2 OH

D. RIBOSA (5C)

O // C–H I H - C – OH I HO –C – H I H –C – OH I H – C – OH I CH2 OH D- GLUCOSA (6C)

D- DESOXIRRIBOSA (5C)

O // C–H I H - C – OH I HO – C – H I HO – C – H I H – C – OH I CH2 OH D. GALACTOSA (6C)

O // C–H

1, Apréndete el número de carbono de cada monosacárido. 2. Todos inician con CHO y terminan con CH2OH. 3. Memoriza solo la secuencia de OH y de H que hay entre el primero y el último carbono de la parte derecha de la molécula. 4. Cuando a la derecha es OH a la izquierda será H y viceversa.

I HO - C – H I HO –C – H I H –C – OH I H – C – OH I CH2 OH D- MANOSA(6C)

39

Biología I

EJERCICIO 15

Observa cuidadosamente las estructuras de la D-glucosa y D- galactosa traza un círculo alrededor del grupo de átomos cuya disposición hace que sean diferentes y plásmalas en este espacio.

EJERCICIO 16

Para transformar la glucosa en galactosa (el azúcar que causa daño a los bebés que heredaron la incapacidad de aprovecharlo), simplemente cambie el H- y el HO – en el cuarto C de la glucosa para que haga juego con el tercero. Consulta la estructura de la glucosa y luego representa la galactosa.

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

EJERCICIO 17

Si los médicos pudieran inducir en el cuerpo humano el cambio de los grupos H – y – OH tan fácil como lo hiciste en el papel en el ejercicio anterior ¿qué problema de algunos recién nacidos podría resolverse?

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

40


Estructuras cíclicas α y β. Las aldosas en formas cerradas tienen un grupo oxidrilo en el primer carbono, el cual se dirige hacia la derecha o abajo; en estas condiciones se denomina forma α Si lo hace a la izquierda y hacia arriba se denomina β-ejemplo: α - glucosa y βglucosa. 6

6

CH2OH

CH2OH

5

H C4

C

O

H OH

H

OH C

3

H

2

Observaste que la única diferencia entre estas estructuras es la posición del OH en el carbono uno.

C

5

1

O

C

H

H

C

H C 4 OH

OH

OH C

OH

H

3

2

1

C H

Carbono anomérico

OH

H

α- glucosa

C

OH

β- glucosa

Los compuestos α y β se denominan anómeros. Su diferencia radica en la posición del OH en el primer carbono, por lo que este carbono recibe el nombre de anomérico. Las cetosas también presentan estas dos variedades. Al formar el OH en el segundo carbono si queda hacia la derecha o abajo, se denomina α, si lo hace a la izquierda y arriba, forma β. En las cetosas el segundo carbono es el carbono anomérico. Ejemplo; α - fructosa y β -fructosa.

HOH2 C 6 5 H

o H 4 OH

CH2OH 1 2 HO 3

OH

H

Considerando la observación anterior, construye la fórmula de β-fructosa compárala con la de tus compañeros y preséntala al profesor para su revisión.

El realce negro es sólo para mostrar que la molécula es tridimensional; lo que se observa dentro del anillo en realidad se encuentra arriba y lo de afuera hacia abajo del anillo.

EJERCICIO 18

41

Biología I

Ribosa y Desoxirribosa. Estos monosacáridos son importantes, ya que forman parte de la estructura de los ácidos nucleicos: ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN).

o

5 HOCH2

La ribosa y desoxirribosa. Existen también en forma abierta y cerrada α y β que están en equilibrio.

H

4

1 H

H

HO

H 2

3

OH

OH

o

5 HOCH2

OH

4 Estructura abierta de la Ribosa

α-Ribosa

1 H

H

HO

H 2

3

β-Ribosa

H

OH

Disacáridos

Observa cómo el C1 de la α- glucosa se une al C4 de otra glucosa formándose el enlace α-1,4 glucosídico característico.

La glucosa y la fructosa son azúcares simples o monosacáridos y se pueden encontrar en las frutas, las verduras y la miel. Cuando se combinan dos azúcares simples se forman los disacáridos. El azúcar de mesa o sacarosa es una combinación de glucosa y fructosa que se da de forma natural tanto en la remolacha y la caña de azúcar. La lactosa es el azúcar principal de la leche y los productos lácteos y la maltosa es un disacárido de la malta.

CH2OH H HO

o

H OH

H

H

OH

CH2OH H

H

o

Estructura de la maltosa

42

o

H OH

H

H

OH

H OH


6

HOCH2 HO

HOCH2

o

H

H

OH

H

H

OH

H

o

o

5

H

H

H 1

4

H

OH 3

H

OH

Observa cómo el C1 de la β galactosa se encuentra unido al C4 de la α - glucosa. Formando el enlace β-1,4-glucosídico

2

OH

Estructura de la lactosa

5

H

H

H 4

1

HO

H

OH 3

2

OH

H HOCH 2 5

H

O

o

6

OH

H 4

OH

3

Observa cómo el C1 de la α glucosa se encuentra unido al C2 de la β - fructosa formando el enlace característico.

2

CH2OH 1

H

Estructura de la sacarosa

Integrando lo que has aprendido sobre disacáridos completa la siguiente tabla. Disacárido

Formado por unión de

Maltosa Sacarosa

Con enlace glucosídico

EJERCICIO 19

Alfa-1,4 Glucosa + fructosa Galactosa + glucosa

Beta-1,4

.

43

Biología I

¿Y los polisacáridos qué?

Polisacáridos. Son cadenas largas de monosacáridos, de varios cientos o miles y que pueden ser ramificados o lineales. Sus funciones son estructurales y fuentes de energía de reserva. Los polísacaridos más importantes desde el punto de vista fisiológico y nutricional son: almidón, glucógeno y celulosa. Almidón. Se encuentra solo en las plantas, en forma de gránulos en la semilla, frutas y raíces. El almidón es el carbohidrato de reserva de energía de las plantas. Está formado por una mezcla de amilosa y amilopectina. Fig. 1.2 El pan, la harina, los cereales y las pastas son ricos en almidones.

La amilosa (15 a 20%) está formada por unidades de glucosas en “cadena lineal”, donde cada glucosa se une con enlace α - 1, 4 – glucosídico.

CH 2OH ... O

O

H

2 OH

O

O

CH2OH

CH 2OH

OH

O O

O

O

Enlace α - 1,4 - glucosídico

La amilopectina (80 a 85%) también es una estructura formada por moléculas de glucosas unidas por enlaces α - 1, 4 glucosídicos, pero también tiene unidades de glucosas unidas con enlaces α - 1, 6 – glucosídicos, cada 25 a 30 glucosas en forma lineal, lo que hace que la estructura presente ramificaciones.

CH2OH

CH2OH

O

O O

O

CH 2OH C H O

H 2 OH

O

O

O

H 30

C H2 O

OH O

C H2

44


Glucógeno. Es el carbohidrato de reserva de los animales. La glucosa que sobra en un organismo animal se utiliza para elaborar glucógeno en el hígado y músculos. La síntesis y degradación del glucógeno es muy rápida, por lo que el glucógeno se utiliza como energía de reserva de “emergencia” para salir de estados de tensión o de peligro. El glucógeno tiene la misma estructura que la amilopectina. La diferencia es que el glucógeno es más ramificado, porque existe un enlace α- 1, 6 - glucosídico cada 7 glucosas. Celulosa. La celulosa es un carbohidrato estructural y no de reserva de energía. Su estructura se forma por glucosas unidas mediante enlaces β - 1, 4 - glucosídico . Esto hace que sea insoluble en agua y muy estable al grado de que no se pueda hidrolizar, por lo tanto, no digerible para el hombre.

CH2OH

CH2OH

O

O

CH2OH

O O

CH2OH O O

O

OH

45

Biología I

Biomoléculas Naturales

LOS LÍPIDOS Se definen como: Sustancias de origen Biológico insolubles en agua, pero solubles en Éter, cloroformo y benceno.

Triglicérido o grasas neutras

Ácidos grasos

S a t u r a d o s

46

I n s a t u r a d o s

M a n t e c a

A c e i t e

Fosfolípido

C e r a s

Esteroide


Lípidos. Los lípidos son otra categoría de macromoléculas orgánicas, tan importante como los carbohidratos para los seres vivos. Estos compuestos, a pesar de estar constituidos básicamente de C, H y O al igual que los carbohidratos, no se pueden definir en base a su estructura, ya que existe una gran diversidad de ellos con propiedades diferentes. Se definen más bien en base a sus características químicas como su polaridad o solubilidad en solventes orgánicos. Los lípidos desempeñan varias funciones:

Reserva de energía. En relación a su masa los lípidos almacenan más calorías que cualquier otro tipo de alimento. Protector Físico. Al aislar el organismo del medio externo lo protegen de las variaciones de temperaturas y traumatismos. Papel bioquímico o fisiológico activo. Los lípidos forman parte de la membrana celular, e intervienen en la aceptación o rechazo de materiales a través de la membrana celular.

No existe un criterio único para la clasificación de los lípidos, presentándose varias clasificaciones, la más aceptada es la que observaste en el mapa conceptual. 1. Ácidos Grasos. Son los lípidos más sencillos, son ácidos orgánicos de cadena abierta, que contienen el grupo carboxilo (-COOH) en uno de sus extremos. Se encuentran en muy pequeñas cantidades en forma libre en células y tejidos, lo más común es que se encuentren esteríficados formando parte de lípidos más complejos. Se les puede clasificar en insaturados y saturados según tengan o no dobles ligaduras. Ácidos Grasos Saturados. Son ácidos grasos de origen animal que no contienen dobles enlaces. Por ejemplo: Ácido mirístico (14C)

CH3 (CH2)12 COOH

Ácido palmítico (16C)

CH3 (CH2)14 COOH

Ácido estearico (18C)

CH3 (CH2)16 COOH

47

Biología I

Ácidos grasos insaturados. Ácidos grasos abundantes en las plantas que presentan uno o más instauraciones (dobles enlaces). Ejemplo: Ácido oleico (18C) con una instauración en el C9. 9 1 CH3 (CH2)7 CH = CH (CH2)7COOH Ácido Linoléico (18c). Con dos insaturaciones en el C9 y C12. CH3(CH2)4 CH = CH CH2 CH = CH (CH2)7 COOH Ácido linolénico (18c). Con insaturaciones en C9, C12 y C15 Ácido araquidónico (20C) Tiene 4 insaturaciones en C5, C8, C11 y C14 Ácidos grasos indispensables. Los ácidos grasos linoléico, linolénico y el araquidónico. El organismo no los puede sintetizar, por lo que su presencia en la dieta es indispensable y se les conoce justamente con ese nombre: ácidos grasos indispensables (AGI). ¡Achis! ¿Y dónde puedo encontrar los AGI?

La ausencia de A.G.I. en la dieta ocasiona un cuadro clínico de deficiencias (dermatitis seborreica, pérdida de peso, alteraciones reproductoras, renales y cardiacas). Fuentes de AGI. Aceite de maíz -----------– 34 – 42 % linoleico; 45% oleico Semilla de algodón –----- 40 – 50 % Linoleico Soya ------------------------- 50 – 62 % linoleico; oleico 45% Cacahuate ------------------ 2 – 5 % araquidónico

¡No te alarmes¡ El cuadro es poco común ya que el requerimiento es pequeño: 6 a 7 gramos diarios de AGI y generalmente existen reservas en el tejido adiposo

48


Desarrolla las estructuras del ácido linolénico y araquidónico y señala sus insaturaciones indicando el número de carbono donde se presentan. Ácido graso indispensable

No. C

(=)s en C

Estructura

EJERCICIO 20

Linolenico

Araquidónico

2. Triglicéridos. Esta segunda clase de lípidos ha recibido muchos nombres. El mas común hasta hace unos años era triglicéridos. También es común llamarlos grasas neutras o simplemente grasas. Actualmente se les llama correctamente triacilgliceroles, haciendo énfasis en su composición. Una molécula de glicerol con tres ácidos grasos esterificados. CH2 – OH H OOCR I CH2 – OH + HOOCR’ I CH2 – OH HOOCR’’

CH2 – OOCR I CH – OOCR’ I CH2 – OOCR’’

Glicerol + 3 ácidos grasos

triglicérido

Dentro de este grupo se incluyen las mantecas, aceites y ceras. Mantecas. Son triglicéridos sólidos a temperatura ambiente que contienen ácidos grasos saturados y son de origen animal.

La crema, mantequilla y margarina, aceite para cocinar y alimentos fritos son ricos en grasas.

CH2 – OO C(CH2)14 – CH3 I CH – OOC – (CH2)14 – CH3 I CH2 – OOC – (CH2)14 – CH3

49

Biología I

Aceites. Son triglicéridos líquidos a temperatura ambiente contienen ácidos grasos insaturados y son de origen vegetal.

CH2 – O O C(CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 I CH2 – O O C(CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 I CH2 – O O C(CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3

Ceras. Se forman por la esterifación de un ácido graso y un alcohol de cadenas largas. Son químicamente inertes por su insolubilidad en agua, sirven para proteger a las plantas contra pérdidas de agua, las ceras desempeñan un papel importante al suministrar una barrera contra el agua, insectos, aves y otros animales.

Las ceras son muy utilizadas para proteger frutas y plantas..

CH3 – (CH2)14 – COO ÁCIDO GRASO 3.

(CH2)30 – CH3 PARTE DEL ALCOHOL

Fosfolípidos.

Son lípidos complejos que incluyen ácido fosfórico, y bases nitrogenadas. Los más importantes son: lecitina, cefalina y la cardiolipina. Función. Los fosfolípidos asociados a proteínas forman la membrana celular y subcelular, es decir, intervienen en la selección y transporte de sustancias hacia adentro (nutrientes) y hacia fuera (productos de excresión) de la célula, además confieren individualidad y límite a cada célula. El origen de todos los fosfolípidos es el ácido glicerol fosfórico.

CH2OH CH2OH I I CHOH + H3PO4 -------► CHOH + 2 CH3(CH2)n COOH I I CH2OPO3H2 CH2OH CH2 – O CO(CH2)nCH3 Glicerol + ácido fosfórico ----►ácido gliIcerol I fosfórico CH - O – CO(CH2)nCH3 I CH2 – OPO3H2 Acido fosfatídico

50


Al unirse una base nitrogenada al ácido fosfatídico se forman los fosfoglicéridos. Las tres principales bases que se unen al ácido fosfatídico son:

CH3 /

HO – CH2 CH2+N – CH \ CH3 COLINA

HO – CH2CH2+ NH3

ETANOLAMINA

NH3 I HO – CH2 – C − COOI H SERINA

Entonces: Ácido fosfatídico + colina = fosfatidil colina (lecitina) Ácido fosfatídico + etanolamina = fosfatidil etanolamina (cefalina) Ácido fosfatídico + serina = fosfatidil serina (cardiolipina). Ya entendí, si quiero formar la cefalina ¿sólo sustituyo colina por etanolamina? ¡Claro! Sólo elimina el HO de la etanolamina ya que con el H del ácido fosfatídico forma agua que se elimina.

CH2 – O – CO – (CH2 )CH3 I CH – O – CO - (CH2)n CH3 O I II CH3 CH2 – O – P – O - CH2CH2 – N − CH3 I CH3 OH COLINA

LECITINA

51

Biología I

En la industria, los fosfolípidos son usados como partículas intermedias entre fases acuosas y lipídicas, funcionan como un estabilizador de las mezclas de grasas con sustancias disueltas en agua, esta función tiene aplicación en la elaboración de galletas, de cremas humectantes para la piel, etc. Los fosfolípidos tienen todas estas funciones gracias a su estructura química, ya que consta de dos partes opuestas: la hidrofóbica que se puede poner en contacto con los lípidos y la parte hidrosoluble que se puede poner en contacto con sistemas acuosos. Parte hidrofóbica Recuerda que el carbono tiene movimiento rotacional por eso es posible que al fosfolípido se oriente en esa forma.

CH2 – O – CO – R I O CH – O – CO – RI II I HO – P – O – CH2 I OH Parte hidrosoluble ESQUEMÁTICAMENTE SE PODRÍA REPRESENTAR. FASE ACUOSA

FASE LIPÍDICA HIDROSOLUBLE HIDROFÓBICA

4. Esteroides. Los esteroides son lípidos de grandes dimensiones, sus estructuras se caracterizan generalmente por un esqueleto policíclico de carbonos, en donde el grupo alcohol, el grupo ceto y los dobles enlaces son comunes.

Representación diagramático del núcleo base de los esteroides.

Los esteroides más importantes son: Colesterol. Es el más importante por ser el más abundante, se halla en casi todos los tejidos animales sobre todo en el cerebro, médula espinal y en cantidad moderada en el riñón y la epidermis mezclado con las grasas de todos los animales.

52


Los alimentos que más lo contienen son el huevo y el camarón. Niveles altos en la sangre están relacionados con la arterosclerosis. 1.

Cortisona. Es una de las 28 hormonas que produce la corteza de la glándula suprarenal, es importante para el control del metabolismo de los carbohidratos y además resulta eficiente para aliviar los sistemas de la artritis reumática.

2.

Ácido biliar o Ácido cólico. Se halla en la bilis en forma de sal de sodio, está junto con otras sales formando el jugo biliar o bilis, que actúan como poderosos emulsificadores de los lípidos durante la digestión.

3.

Testosterona. Es la hormona sexual masculina que regula el desarrollo de los órganos reproductores y las características sexuales secundarias en el hombre.

4.

Progesterona. Es una hormona femenina muy importante durante el embarazo y en la regulación del ciclo menstrual.

5.

Estrona. Es una hormona que regula el ciclo menstrual.

EJERCICIO 21

A partir del núcleo básico de los esteroides complete la estructura de los siguientes compuestos:

Colesterol

Testosterona

Progesterona

53

Biología I

EJERCICIO 22

¿Qué diferencia estructural hay entre las dos moléculas de Hormonas sexuales representadas en el ejercicio anterior que realizaste? ¿Qué diferencias produce esta pequeña modificación molecular en la vida de los seres humanos? Discútelo con tus compañeros y comenta tus conclusiones al resto del grupo.

Las Proteínas. ¿Qué hace que un cabello sea rizado o lacio? ¿Cuál es la causa de que la sangre se coagule? ¿Qué es lo que ataca los gérmenes en el cuerpo y rechaza el transplante de corazón? ¿Qué es lo que acarrea el oxígeno en la sangre, estimula el crecimiento, deriva energía del azúcar para el movimiento muscular, o construye el hueso? Un grupo de moléculas figura en las respuestas a todas estas preguntas: las proteínas. El nombre proteína proviene de la palabra griega proteios, que significa lo primero. Entre todos los compuestos químicos, las proteínas deben considerarse ciertamente como las más importantes, puesto que son las sustancias de la vida. Desde un punto de vista químico son polímeros grandes o son poliamidas y los monómeros de los cuales derivan son los aminoácidos. Una sola molécula de proteína contiene cientos e incluso miles de unidades de aminoácidos, las que pueden ser de unos veinte tipos diferentes. El número de moléculas proteínicas distintas que pueden existir, es casi infinito. Es probable que se necesiten decenas de miles de proteínas diferentes para formar y hacer funcionar un organismo animal. ¿y por qué son importantes las proteínas?

Lee con cuidado los puntos siguientes y lo descubrirás

La importancia Biológica de las proteínas. Se puede resumir así: 1. 2. 3. 4.

54

Son las sustancias de la vida, pues constituyen gran parte del cuerpo animal. Se les encuentra en la célula viva. Son la materia principal de la piel, músculos, tendones, nervios, sangre, enzimas, anticuerpos y muchas hormonas. Dirigen la síntesis de los ácidos nucleicos que son los que controlan la herencia.


Proteínas

Son parte de todos

Los seres vivos

Proviene del griego proteios, que significa primero

Su composición es e

CHON

Sus funciones son

Enzimática

Como transporte de sustancias.

Como nutrientes y proteínas de almacenaje.

Proteínas contráctiles

Estructural

Defensa

Reguladoras

Formadas por unidades llamadas

Aminoácidos

Cuya fórmula general es Grupo Amino Grupo Ácido H I H2N – C – COOH I R

55

Biología I

AMINOÁCIDOS Se clasifican en

Esenciales

No puede sintetizarlos el organismo ejemplo

Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Tirosina Treonina Triptofano Valina

56

No esenciales

Sí los sintetiza el organismo ejemplo

Alanina Arginina Asparagina Ac. Aspártico Ac. Glutámico Glutamina Glicina Histidina Cisteína Prolina serina


Enlace peptídico

Un aminoácido une a otro mediante la formación de una molécula de agua, que se crea del OH del primer aminoácido, más el H del segundo aminoácido.

H O I II H2N – C – C I R Aminoácidos-1

-

H O I +H– N–C–C I OH R OH aminoácidos-2

H2O

H O H I II I O H2N – C – C – N – C – C I I I R H R OH Dipéptido

Un conjunto de dos o más aminoácidos se unen de la misma manera formando polipéptidos

Una proteína es un polipéptido formado por 50 ó más aminoácidos

57

Biología I

Estructura de las proteínas

Se forman por Cuatro niveles estructurales

primaria

Secundaria

Es: La disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio estable

es La secuencia de aa. De la proteína que nos indica que aa. Compone la cadena polipetídica y el orden en que dichos aa. Se encuentran

La hélice-(alfa) Por ejemplo Por ejemplo

La conformación beta Por ejemplo:

La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta

La formación de enlaces de hidrógeno entre el C=O de un aminoácido y el –NH- que le sigue

58

En esta disposición los aa no forman una hélice sino una cadena en forma de zigzag


Terciaria

La disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre la misma, originando una conformación globular.

Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realiza funciones de transporte, enzimáticas y hormonales.

Cuaternaria

La unión, mediante enlaces débiles (no convalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura

El número de monómeros varía desde dos, cuatro o muchos que constan de 60 unidades proteicas

59

Biología I

Clasificación de proteínas

Holoproteínas

Heteroproteínas

Formadas solamente por aminoácidos se dividen en dos tipos de estructura son Globulares

Prolaminas

prolaminas

Albúminas

Hormonas

Enzimas

60

Fibrosas como por ejemplo

Zeína(maíz) Gliandina(trigo Hordeína(cebada Glutenina(trigo) Orizanina(arroz) Seroalbúmina (sangre) Ovoalbúmina (huevo) lactoalbúmina (leche) Insulina, hormona del crecimiento, prolactina.

Hidrolasas, oxidasas, ligasas, liasas

Colágenos

Queratinas

Elastinas

Fibroínas

En tejidos conjuntivos y cartilaginosos En pelos, uñas, plumas y cuernos

En tendones y vasos sanguíneos

En hilos de seda (araña, insectos)


Heteroproteínas

Formadas por una fracción proteínica y por un grupo no proteínico, que se denomina grupo prostético

Glucoproteínas

Lipoproteínas

Nucleoproteínas

Cromoproteínas

por ejemplo

por ejemplo

por ejemplo

por ejemplo

Ribonucleasa mucoproteínas, anticuerpos, hormona leutinizante De alta, baja y muy baja densidad, que transportan lípidos en la sangre

Nucleosomas de la cromatina, ribosomas

Hemoglobina, hemocianina y mioglobina, que transportan oxígeno

Citocromos, que transportan electrones

61

Biología I

Propiedades de las proteínas. 1.

Especificidad

La especificidad se refiere a la función, ya que cada una lleva a cabo una determinada función y la realiza porque posee una determinada estructura primaria y una conformación espacial propia, un cambio en la estructura de la proteína puede significar una pérdida de su función. Además, no todas las proteínas son iguales en todos los organismos, cada individuo posee proteínas específicas que se ponen de manifiesto en los procesos de rechazo de órganos transplantados. La semejanza entre proteínas proviene de un grado de parentesco entre individuos, por lo que sirve para la construcción de árboles filogenéticos. 2.

Desnaturalización

Consiste en la pérdida de la estructura terciaria, por romperse los puentes que forman dicha estructura. Todas las proteínas desnaturalizadas tienen la misma conformación, muy abierta y con una interacción máxima con el disolvente, por lo que una proteína soluble en agua, cuando se desnaturaliza, se hace insoluble en agua y precipita. La desnaturalización se puede producir por cambios de temperatura (huevo cocido o frito) o por variaciones del pH. En algunos casos, si las condiciones se restablecen, una proteína desnaturalizada puede volver a su anterior plegamiento o conformación, proceso que se denomina renaturalización.

EJERCICIO 23

Cocinar un huevo transforma las albúminas de la clara de unas formas que se deslizan unas sobre otras en un líquido viscoso, en forma que se unen para formar una masa semisólida, así que cocinar un huevo probablemente significa cambiar la estructura de las proteínas de la clara de la forma_________________________ a la forma___________________________ globular/fibrosa Globular/fibrosa

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Funciones y ejemplos de proteínas de acuerdo con el mapa conceptual de proteínas. En este esquema se muestran ejemplos de cada una de las funciones. Estructural

Son las más numerosas y especializadas y actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas.

Insulina y glucagón Hormona del crecimiento Calcitonina Hormonas tropas

Inmunoglobulina Trombina y fibrinógeno

Hemoglobina Hemocianina Citocromos

Ovoalbúmina, de la clara de huevo Gliadina, del grano de trigo Lactoalbúmina de la leche

Enzimática

Hormonal

Defensiva Transporte

Reserva

Como las glucoproteínas que forman parte de las membranas. Las histonas que forman parte de los cromosomas El colágeno del tejido conjuntivo fibroso La elastina del tejido conjuntivo elástico La queratina de la epidermis

Todas las células dependen, para su vida, de las proteínas globulares que actúan en las soluciones fluidas. ¿Qué supones que ocurriría si las células humanas se sumergieran en agua caliente, ácido o alcohol? Discútelo con tus compañeros y presenta tus conclusiones al profesor.

EJERCICIO 24

63

Biología I

Ácidos nucleicos La más fascinante de todas las biomoleculas es el ácido nucleico, ADN (ácido desoxiribonucleico). Los autores de reportajes y de artículos de revistas científicas, así como los escritores de ciencia ficción ven en el ADN posibilidades en la curación del cáncer, evitar el envejecimiento, fabricación de órganos de repuesto y regeneración de miembros amputados, corrección de defectos hereditarios, fabricación de píldoras para la memoria, y muchas otras cosas en el nuevo campo de la ingeniería genética. Los ácidos nucleicos fueron aislados por primera vez del núcleo celular, por Mieschner en 1871 y los llamo nucleínas. Altman en 1889, los llamo ácidos nucleicos y distinguió dos tipos: ADN (Ácido desoxiribonucleico); se encuentra sólo en el núcleo ARN (Ácido ribonucleico); se encuentra en el núcleo y protoplasma. Funciones de los ácidos nucleicos Los Ácidos nucleicos contienen en su estructura y características químicas el “control de todos los procesos biológicos”, que se llevan a cabo en los organismos: • • • • •

La capacidad de reproducirse para perpetuar la especie Capacidad de mutación para g eneración de nuevas especies Evolución Determinación del sexo Características hereditarias.

Estructura del ADN Los componentes químicos del ADN son tres: • • •

Las bases nitrogenadas La desoxirribosa Ácido fosfórico

Las bases nitrogenadas (GACT) La estructura de estas moléculas esta forma por anillos de carbono y nitrógeno; las cuatro bases nitrogenadas del ADN son:

G A C T

64

UANINA DENINA

La guanina y la adenina son de dos anillos y se llaman

ITOSINA

PURICAS ;

IMINA

La citosina y la timina son de un anillo y son PIRIMIDICAS


Puricas

Guanina

Adenina

Pirimidicas

Citosina

timina

La desoxiribosa Es un azúcar monosacárido formado por un anillo de 5 carbonos.

Ácido fosfórico Este ácido es un compuesto inorgánico

65

Biología I

Nucleótidos La unión química entre la base nitrogenada, el azúcar y el grupo fosfato, forman la subunidad llamada nucleótido.

Representación de un Nucleótido

La desoxirribosa se une con la base nitrogenada por su carbono 1, y con el ácido fosforito por su carbono 5. Poli nucleótidos Los nucleótidos se unen entre si para formar un polinucleótido. La unión se efectúa entre el grupo OH del carbono 3 de una molécula de azúcar del primer nucleótido y el grupo fosfato unido al carbono 5 de la molécula del azúcar del siguiente nucleótido. Químicamente se conoce como enlace 35 fosfodiéster. El ADN esta formado por cuatro tipos de nucleótidos, puesto que tienen cuatro bases nitrogenadas diferentes. Los millones de combinaciones que pueden ocurrir con los cuatro tipos de nucleótidos a lo largo de las cadenas del ADN, encierran la “clave de la vida “en nuestro planeta.

66


La molécula de ADN esta formada por dos cadenas de polinucleótidos que se enlazan hacia la derecha formando una doble hélice. El enlace entre las dos cadenas de polinucleótidos se hace por puentes de hidrogeno débiles entre las bases nitrogenadas. La unión entre las bases nitrogenadas no ocurre al azar, la timina sólo se puede unir con la adenina y la guanina con la citosina. TIMINA = ADENINA GUANINA _= CITOSINA Se dice que las cadenas son complementarias porque se une una base purica y una pirimidica, es decir, una base de dos anillos con una de un anillo. La timina y la adenina quedan unidas por dos puentes de hidrogeno; la citosina y la guanina se unen con tres puentes de hidrogeno. Los puentes de hidrogeno son enlaces débiles que permiten la separación de las dos bandas de polinucleótidos que forman al ADN. Las dos cadenas de polinucleótidos que forman a la molécula de ADN, además de ser complementarias son Antiparalelas (estan orientadas en direcciones opuestas).

Estructura del ARN Composición química • • •

Bases nitrogenadas Ribosa Ácido fosforito

67

Biología I

Bases nitrogenadas (gacu) Son cuatro: la adenina y guanina, llamadas también bases purica; y la citosina y uracilo, que también reciben el nombre de pirimídicas. Tres de estas bases son la misma que en el ADN, pero en el ARN se cambia la timina por el uracilo. Además en el ARN no existen equivalencias entre las bases puricas y pirimidicas, como sucede en el ADN.

G A C U

UANINA DENINA ITOSINA RACILO

Ribosa Es una azúcar monosacárido formado por un anillo de cinco carbonos. Si bien recuerdas es la misma definición que se dio para la desoxirribosa, el azúcar del ADN. Entonces, ¿Cuál es la diferencia estructural entre la ribosa y desoxirribosa? La ribosa tiene un hidroxilo (-OH) en el carbono. número dos, y la desoxirribosa en ese mismo carbono sólo tiene un hidrogeno (H). Su nombre indica la ausencia de oxígeno.

Ácido fosfórico El grupo fosfato es igual en los dos ácidos nucleicos.

Los tres componentes citados se unen químicamente para formar las subunidades llamadas nucleótidos, que ya conocemos, las cuales a su vez forman las cadenas de polinucleótidos. Los nucleótidos que constituyen al ADN se denominan denominan desoxirribonucleótidos, y los que forman al ARN RIBONUCLEÓTIDOS. 68


Tipos de ARN • • •

ARNm ( mensajero), constituye el 5 % ARNt ( ribosomal ), constituido por el 80 % ARN ( transferencia),representa el 15 %

ARNm mensajero El ARNm consta de una sola banda de polinucleótidos, la cual representa diversas longitudes de acuerdo con lo largo o corto que sea el mensaje que deba llevar hasta los ribosomas.

ARNr Ribosomal El ARNr también esta formado por una sola banda de polinucleótidos, pero presenta lazos pequeños en ciertos lugares. Este ARN forma las estructuras celulares llamadas ribosomas y siempre esta asociado con proteínas.

ARNt de transferencia La banda de poli nucleótidos de este ARN forma asas semejantes a una hoja de trébol. Existen entre 40 y 60 tipos de ARNt, debido a que están especializados para capturar a los 20 diferentes tipos de aminoácidos que se requieren para construir las proteínas.

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Biología I

EJERCICIO 25

1. Arma un modelo del ADN con materiales que tú propongas. Puede usar popotes, clips, cartón, dulces, alambre, bolitas de papel, chaquira, o con cualquier cosa que tu creatividad te lleve a pensar. 2. Presenta tu modelo ante el grupo y explica sus componentes 3. Nota cinco diferencias entre el ADN y el ARN.

ADN

70

ARN


1.5.

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA.

El hombre siempre ha mostrado gran interés por conocer el origen de la vida. Seguramente por ello fue creado a lo largo de las distintas épocas de su historia ideas con las que intentaba explicar tan difícil problema. CREACIONISMO. El creacionismo consiste en la idea de atribuir la existencia de la vida a la “creación de los dioses”. Esta idea surgió quizá desde las épocas del hombre primitivo y se reforzó en las primeras culturas, como la egipcia y la mesopotámica. La teoría creacionista considera que “la vida, al igual que todo el Cosmos, se origino por un acto libre de voluntad creadora de un ser divino”. El creacionismo surgió como uno de los primeros intentos del hombre para explicar el origen de la naturaleza. La idea creacionista coincidió con la hipótesis del”fijismo”, que apoya la inmutabilidad de las especies (es decir, que no cambian), que fue promovida por grandes filósofos de la Edad Antigua como Platón y Aristóteles, perdurando estas creencias hasta el siglo XIX. Los científicos de la actualidad consideran al creacionismo totalmente fuera del terreno de la ciencia, ya que no existen fundamentos comprobables a través del Método Científico. GENERACIÓN ESPONTÁNEA. Es la noción de que la vida puede surgir de materia sin vida, “mediante la interacción de las fuerzas naturaleza”. Esta teoría prácticamente es un reforzamiento de la anterior. La idea de la generación espontánea contó con el apoyo de la iglesia católica, lo que hizo que se afianzara mas en el criterio de la gente de esas épocas, que creía que los seres vivos además de provenir de sus padres, se podían originar de materia sin vida. Platón, Aristóteles y otros grandes filósofos griegos creyeron en la generación espontánea, y aceptaron la aparición de formas inferiores de vida a partir de algo no vivo; por ejemplo, el surgimiento de gusanos e insectos de la carne en descomposición, ranas a partir de lado, ratones que se originaban en la ropa con mugre y sudor. En ese tiempo existían incluso “recetas”, de acuerdo con lo que se deseara obtener. VITALISMO. La iglesia católica acepto de buen grado la idea de la generación espontánea (que seguía siendo creacionista), sólo le cambio el nombre por el “vitalismo”, argumentando que para que la vida surgiera se necesitaba una “fuerza vital” o soplo divino. MECANISMO. Es contrario al vitalismo porque considera que la vida se basa en procesos químicos y físicos.

71

Biología I

TEORÍA BIOGENÉTICA (BIOGÉNESIS) Francisco Redí (1626-1698) fue un medico italiano se opuso a la teoría de la generación espontánea. En 1668 diseño unos sencillos experimentos encaminados a terminar con el error anterior, que consistieron en colocar pequeños trozos de carne dentro de recipientes perfectamente limpios, cubriendo la entrada de estos con gasa y dejando otros trozos de carne en recipientes descubiertos para que sirvieran como “testigo”. Unos días después, la carne que quedo al descubierto estaba agusanada; en cambio la carne protegida no tenía gusanos, y se observaban sobre la gasa que cubría los frascos los huevecillos de las moscas que no pudieron atravesarla. Por esos años (1674-1675), Antón Van Leeuwenhoek (1632-1723), que fue un comerciante holandés con una gran afición por pulir lentes, construyó los mejores microscopios de su época, lo que hizo que se avivara el interés por los microorganismos. Needham fue un investigador vitalista inglés que creía firmemente que existía una fuerza vital que permitía la aparición de microorganismos en los caldos nutritivos que el hervía durante dos minutos (ese tiempo de ebullición no es suficiente para matar a todos los microorganismos).

Biogénesis. Los seres vivos sólo pueden surgir a partir de otros ya existentes.

Lázaro Spallanzani (1726-1799) no acepto las conclusiones de Needham. Fue un naturalista italiano que desde su infancia se intereso en conocer a los seres vivos. En el año 1765 preparo”caldos” sometidos a ebullición prolongada; puso frijoles y otras semillas con agua en varias redomas o recipientes de vidrio con asientos anchos y cuellos angostos, calentó a la flama sus bocas y fundió el vidrio para cerrarlos perfectamente. Sometió a ebullición sus caldos por más de una hora para matar cualquier microorganismo. Días después observó varias gotas de sus caldos bajo el microscopio y comprobó que no se había originado ninguna forma de vida. La demostración era irrefutable; sin embargo, los partidarios de la generación espontánea encabezados por John T. Needham alegaron que el calor excesivo destruía la vida en el caldo y que al sellar los recipientes se evitaba que entrara la “Fuerza Vital” que animaba la vida y se encontraba en el aire. Spallanzani repitió el experimento, hirviendo durante dos horas sus caldos, pero cometió el error de dejarlos semi-tapados como Needham acostumbraban hacerlo, por lo que al observarlos después de unos días encontró que todos los caldos se habían contaminado con microorganismos que procedían del aire. El problema quedo sin decidirse otros 100 años. Lo anterior provoco la división de los científicos en esa época, por lo que para poner fin a las controversias, la “Academia de Francia” ofreció un premio a quien pudiera demostrar con suficientes pruebas si existía o no la generación espontánea. Louis Pasteur (1822-1895) fue un gran químico biólogo francés que se propuso poner fin a la polémica, por lo que en 1864 realizo una serie de sencillos e ingeniosos experimentos: fabricó unos matraces con “cuello de cisne” que impedían la entrada de microorganismos. Dentro de estos hirvió durante varios minutos distintos caldos y soluciones, que permanecieron estériles por tiempo

72


indefinido; pero si llegara a romperse el cuello del matraz, en pocas horas se desarrollan diferentes microorganismos que entran del ambiente al matraz. Los experimentos de Pasteur fueron irrefutables, con lo que se vino abajo una teoría que había durado casi 2,500años. Estos matraces aún se conservan estériles, con su mismo caldo, en el instituto Pasteur de ciencias que se encuentra en París. En 1908, varios químicos, entres ellos el sueco Svante Arrhenius, propusieron en su libro titulado La creación de los mundos la teoría de que la vida llego a la tierra del espacio exterior, por medio de esporas muy resistentes a temperaturas extremas, al vacío y a las radiaciones. Por mucho tiempo esta teoría tuvo objeciones porque se consideró que ninguna forma de vida terrestre (hasta entones conocida) podía resistir las radiaciones cósmicas, así como las altas temperaturas que se generan al entrar los meteoritos en la atmósfera terrestre. Apoyados en datos recientes adelante se retomará este tema. Una modificación de esta teoría es la panspermia dirigida, que propone que la vida en la tierra y en otros planetas fue “sembrada” por seres inteligentes superiores, procedentes de sistemas planetarios más evolucionados. Casi todos los científicos actuales rechazan esta teoría, porque no existen fundamentos científicos de que existe vida inteligente extraterrestre. Síntesis abiótica o teoría quimiosintetica (Teoría de la evolución química) Esta teoría es conocida también como de Oparin- Haldane , porque fue publicada en 1924 por el investigador ruso Alexander I. Oparin, cuyos resultados coinciden con los del biólogo ingles John D. S. Haldane, quien publicó sus experimentos cuatro años después (1928). Esta teoría ha sido ampliamente aceptada por los científicos modernos no sólo del área biológica, sino también por químico Astrónomos, geólogos, etcétera, porque su contenido coincide y refuerza, a su vez, la teoría de la evolución molecular, las de origen y evolución del Universo y otras. La teoría quimiosintética o abiótica parte de una tierra muy joven y sin vida, que tenía una atmósfera carente de oxígeno libre pero que contenía una gran cantidad de hidrógeno, por lo que era fuertemente reductora; además, tenía algunos compuestos orgánicos que se habían formado de manera abiótica como metano (CH4), amoniaco(NH3), ácido cianhídrico(HCN), etcétera, así como agua y bióxido de carbono, que se había formado por acción de algunas fuentes de energía. Conforme la tierra se fue enfriando, el vapor de agua proveniente sobre todo de las erupciones volcánicas se condenso y precipito en forma de lluvia torrencial y constantes, las que al caer iban “lavando” las partes altas, disolviendo y arrastrando muchas sales minerales y algunos otros compuestos. El agua se acumula en las partes profundas, en las que poco a poco se fueron formando los calidos mares primitivos, que cada vez se concentraban más con productos nutritivos, debido a las constantes evaporaciones y precipitaciones 73

Biología I

que sufrían. Por ello, Oparin les dio el nombre de “sopa primigenia”o “caldo nutritivo”. Es importante resaltar las fuentes de energía que de acuerdo con esta teoría existían en esa época, porque gracias a la acción de estas pudieran combinarse los compuestos de la primitiva atmósfera reductora con los de los primeros mares. Las principales fuentes de energía fueron: descargas eléctricas (de las tormentas), radiaciones solares (sobre todo ultravioletas), erupciones volcánicas, radioactividad. La acción de esas fuentes de energía permitió la formación de moléculas mayores, que evolucionaron a partir de los compuestos orgánicos mencionados arriba, hasta formar compuestos poli moleculares de complejidad creciente llamados compuestos prebióticos: Metano H H

C

Principales Compuestos H prebioticos

azucares gliceria ácidos grasos aminoacidos bases pirimidicas bases puricas

H Los agregados polimoleculares formaron pequeños sistemas precelulares delimitados del ambiente e iniciaron una interacción con el (protobiontes). En algún momento de la evolución de los protobiontes mas complejos, surgieron algunos que Oparin llamo eubiontes, que ya fueron capaces de transmitir a sus descendientes la información de sus características, gracias a la existencia de compuestos polimerizados que Oparin considero como las precursores de los ácidos nucleicos actuales. Se calcula que esta evolución química en la tierra tuvo una duración aproximada de 1,500 a 1,700 millones de años. Stanley L. Millar y Harold C. Urey realizaron en 1953, en el laboratorio, una serie de experimentos sencillos pero de resultados espectaculares: mediante un aparato simple, simularon un mundo en miniatura de hidrogeno, metano y amoniaco, adicionando constantemente vapor de agua, y produjeron descargas eléctricas durante una semana. Con gran sorpresa, encontraron que se habían sintetizado durante ese lapso varios compuestos orgánicos, como aminoácidos, ácidos grasos, ácidos formica, acético y propionico, urea, etcétera. Animados por los resultados obtenidos, otros investigadores como Ponnamperuma, no sólo simularon la atmósfera primitivas, sino también la hidrosfera y consiguieron formas una “sopa” semejante a la propuesta por Oparin y Haldane. De acuerdo con la teoría de Oparin, en algunos micro ambientes se formaron agregados poli moleculares limitados por membrana, que originaron sistemas precelulares o protobiontes, originándose de algunos de estos los eubiontes. Posteriormente se han seguido realizando experiencias sobre esta teoría cada vez mas complicadas, que llegan siempre a la obtención de numerosos compuestos prebióticos, como azucares, ácidos grasos, aminoácidos, bases nitrogenadas, moléculas de ATP y otras. 74


Nuevas teorías acerca del origen de la vida en la tierra Descubrimientos recientes han obligado a varios científicos a surgir nuevas teorías sobre el origen de la vida en nuestro planeta: VIDA EN EL OCÉANO MUY CALIENTE. Hace pocos años los científicos quedaron sumamente sorprendido al encontrar vida en el fondo del océano, en zonas cercanas a chimeneas volcánicas en el océano pacÍfico, cuya temperatura alcanza mas de 300 grados centígrados. Las bacterias de ese medio obtienen su energía de un modo muy particular: las chimeneas volcánicas calientes continuamente expulsan metano y sulfuro de hidrogeno. Las bacterias combinan esos gases con sustancias químicas disponibles en las rocas para liberar energía, ya que pueden oxidar el metano para producir dióxido de carbono, también oxidan hierro o manganeso, mediante un proceso llamado quimiosintesis. Gracias a esos procesos geotérmicos existe un ecosistema muy especial, independiente de los ecosistemas de la biosfera, en cuya cadena alimenticia participan además de las bacterias, gusanos, cangrejos y otros más. Por otra parte, aun sobre la superficie terrestre se han encontrado bacterias que viven en ambientes en los que el agua alcanza temperaturas casi de ebullición, como sucede en algunos manantéales del parque nacional de Yellowstone, en Estados Unidos, incluso también se han encontrado una especie de arqueo (microorganismo procariota unicelular muy antiguo), que vive en el fondo del océano, pero que es especie diferente a las bacterias antes mencionadas, cuya temperaturas óptima de crecimiento es a los 106 ºC y deja de crecer por debajo de los 90 ºC. BACTERIAS EN LA SUPERFICIE TERRESTRE. Otro hallazgo sorprendente, fue el encontrado por un equipo de científicos suecos que colaboran con Thomas Gold de la universidad de Cornell (Estados Unidos), quienes comunicaron el hallazgo de restos de bacterias, encontradas a varios kilómetros de profundidad en el fondo de un pozo experimental de petróleo en el norte de Suecia. Estas bacterias se desarrollan en las rocas porosas y calientes que se encuentran bajo la tierra y obtienen su energía a base de procesos geométricos, en forma semejante a como lo hace las bacterias encontradas cerca de las chimeneas volcánicas submarinas (algunas rocas mas profundas y calientes llegan a alcanzar una temperatura de hasta mil grados). La existencia de estas bacterias también fue confirmada por el científico Lloyd Hamilton, quien encontró restos de diferentes tipos de ellas en rocas profundas de jaspe (es un tipo de roca), localizadas en Arabia Saudita. Los anterior a llevado a muchos científicos a pensar que estas bacterias pueden estar viviendo en forma organizada en la profundidad de la corteza terrestre desde hace mucho tiempo, incluso se ha llegado a pensar, que la vida de nuestro planeta pudiera haberse originado bajo la tierra y que posteriormente para sobrevivir hubiera evolucionado sobre la superficie terrestre. Las razones que han hecho pensar a algunos científicos en el posible origen subterráneo de la vida son, principalmente: el hecho de que la corteza terrestre presente un ambiente más estable que la superficie, porque la temperatura es 75

Biología I

mas o menos constante y por que la corteza terrestre brinda protección frente a las radiaciones letales de la Tierra y las extraterrestres, y por que además tienen un flujo constante de gases provenientes del interior. Golde piensa que la vida pudo haber comenzado en las rocas más profundas y calientes, ya que es probable que la vida de los primeros organismos dependiera de los procesos del silicio y que al adaptarse a las condiciones de la superficie terrestre, el silicio se sustituyo por el carbono. Por lo anterior, estas teorías también han llevado a recapacitar sobre la teoría de la panspermia, anteriormente comentada, que propuso el premio Novel Svante Arrhenius en 1908, acerca de que la vida llego a la tierra del espacio exterior, porque si ahora sabemos que algunos microorganismos pueden sobrevivir a temperaturas tan elevadas y, por otra parte, al estar dentro de las rocas de los meteoritos estarían bien protegidos de la radiaciones cósmicas, no seria importante que algunos microorganismos extraterrestres hubieran llegado a nuestro planeta de un asteroide o algún cometa y que, por otro lado, al ser golpeada la tierra por estos, pudieran haber salido disparados al espacio algunos pedazos de rocas terrestres, conteniendo microorganismos y llegar a otro planeta, quizás hasta con condiciones que pudieran propiciar la vida. El estudio de algunos meteoritos que han caído en la tierra, aportan datos de que no es imposible que la vida haya desplazado a través del sistema solar. EJERCICIO 26

1. Correlaciona el nombre de la teoría con su descripción 2. Ordena los acontecimientos según pienses que ocurrieron.

( ) La vida se originó por la llegada de esporas provenientes de otro planeta

a. Generación espontánea

(

b. Biogenismo

) La vida siempre proviene de la vida

( ) La vida surge a partir de materia inerte por la acción de una fuerza vital

c. Panspermia

( ) La vida surge por una serie de reacciones químicas que dieron origen a los compuestos cada vez mas complejos hasta la aparición de las estructuras características de los seres vivos.

d. Plasmogenia

e. Síntesis abiótica.

76


(

)

Formación de sistemas precelulares o probiontes.

(

)

Formación de la sopa primitiva

(

)

Formación de biomoléculas como proteínas, ARN, polisacáridos

(

)

Formación de eubiontes o células primitivas.

(

)

Interacción de compuestos de la atmósfera primitiva por acción de fuentes de energía como descargas eléctricas, calor, radiaciones, etc.

EJERCICIO 27

Contesta objetivamente los siguientes cuestionamientos. ¿Cuáles son las teorías propuestas acerca del origen de la vida? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ¿Qué opinas de las primeras teorías que tratan de explicar el origen de la vida? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ¿Consideras importante la aportación de Louis Pasteur? ¿Por qué? _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________

TAREA 6

Página 89.

77

Biología I

¿Por qué se le llama “síntesis abiótica” a la teoría de Oparin-Haldane? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ De acuerdo con esta teoría. ¿Cuál fue la importante de las fuentes de energía de la Tierra primitiva? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Instrucciones… _______________________________________________________________ ¿Qué importancia tuvieron los experimentos realizados por Miller, Urey, y otros más? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Elabora un cuadro que resuma el contenido de todas las teorías acerca del origen de la vida.

Expresa tu opinión y razones de la misma acerca de las nuevas teorías sobre el origen de la vida en la tierra que se proponen. _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________

¡Ojo! Recuerda que debes resolver la auto evaluación y los ejercicios de reforzamiento; esto te ayudará a enriquecer los temas vistos en clase.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 1

No. de lista ________________ Grupo ___________________________ Turno_________________________________ Fecha _______________

INSTRUCCIONES: Realiza una revisión de la sección de ciencia y tecnología en periódicos reconocidos, locales, estatales o nacionales y recorta un tema sobre aplicaciones de la biotecnología, organismos transgénicos o de ingeniería genética y presenta a tu profesor el artículo integro, un resumen de lo aprendido, y exprese por escrito tu opinión personal al respecto. Título del artículo investigado _____________________________________________________________________________________________ Resumen del artículo ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ Opinión personal sobre el artículo ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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Biología I

Revisión: _____________________________________________________ Observaciones:________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________

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Nombre______________________________________________________

TAREA 2


INSTRUCCIONES: Reflexiona y discute con tus compañeros de equipo y tomando como base los resultados de la tarea anterior ¿Cuáles son los avances más importantes recientes que a través de la ingeniería genética ha tenido la biología?

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Biología I


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Nombre______________________________________________________

TAREA 3


INSTRUCCIONES: Realiza una salida a un parque cercano o al campo, observa los organismos vivos del lugar: plantas, animales, hongos, etc. y realice lo siguiente: 1. Dibuja cinco de ellos y anota sus características: tamaño, forma de nutrición, tipo de respiración y de reproducción, respuesta ante los estímulos del medio y adaptaciones a su medio ambiente. 2. Entrega un reporte escrito. Dibujos

Características

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Biología I


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Nombre______________________________________________________

TAREA 4


INSTRUCCIONES: Aplica todos los pasos del método científico para explicar los siguientes fenómenos: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Coloca una vela encendida dentro de un frasco y luego tápalo. Deposita agua helada casi a congelar en un vaso seco. Calienta excesivamente un jugo de naranja. Adiciona jugo de limón en bicarbonato de sodio. Aplica agua oxigenada al cabello. Entrega un reporte escrito.

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Biología I


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Nombre______________________________________________________

TAREA 5


INSTRUCCIONES: El objetivo de esta actividad consiste en observar el crecimiento de una planta leguminosa desde su germinación. 1. Siembra 10 semillas de una planta leguminosa (chíncharo, lenteja, garbanzo, o fríjol) en un recipiente con tierra para que germinen.

2. Mide cuidadosamente con una regla (en centímetros) el crecimiento del tallito, cada día, a partir del brote de las planta y durante 5 días.

3. Registra en tu cuaderno de biología.

4. Elabora un cuadro para que anotes los resultados del crecimiento del tallo, por día y por planta.

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Biología I

5. Contesta las siguientes preguntas: ¿Todas las semillas germinaron al mismo tiempo?

¿De qué color son las plantas?

¿Cómo es el crecimiento del tallo, entre las plantas de tus compañeros y las que tu observaste?

¿Podrías determinar los factores que influyen en el crecimiento de estas plantas?

¿Qué conclusión general estableces?


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Nombre______________________________________________________

TAREA 6


INSTRUCCIONES: Investiga la teoría del Big-bang o de la gran explosión; realiza un resumen y da respuesta a los siguientes cuestionamientos: Resumen de la teoría del Big-bang : ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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Biología I

Cuestionamientos: 1. Menciona que propone la teoría de la gran explosión, llamada también del big-bang, como explicación del origen del universo _____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 2. ¿Cuál es el elemento químico más abundante en el universo y cómo se originó? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 3. ¿Qué importancia tiene el hidrógeno para el origen de los demás elementos químicos?

4. Explica brevemente en qué consiste la núcleo síntesis y dónde se realiza. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 5. Menciona los pasos de la vida de una estrella al empezar por gas y polvo cósmicos y terminar con la explosión ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 6. ¿En qué parte del sistema solar se realiza el fenómeno de núcleo síntesis? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________


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Nombre______________________________________________________ AUTOEVALUACIÓN


INSTRUCCIONES: Lee cuidadosamente y responde los siguientes cuestionamientos, rellenando el círculo de la opción que consideres correcta. 1.

Es la rama de la biología que estudia sobre la contaminación de la bahía de Yavaros en el Sur de Sonora:

Etología. Ecologia. Micologia. Citologia. 2.

Se refiere a la rama de la biología que Investiga sobre los hongos alucinógenos de Oaxaca:


Rama de la biología que descubrió de los usos que puede darse a las células madre del cordón umbilical:


Rama que estudió sobre el comportamiento de la vida del delfín:

Etología. Ecologia. Micologia. Citologia. 5. Capacidad que poseen los organismos de mantener reguladas sus condiciones internas para su supervivencia: Irritabilidad. Excitabilidad. Respiración. Homeostasis. 6.

Señala el orden correcto en los niveles de organización, de menor a mayor grado de complejidad

Molecula, átomo, organelo, célula. Átomo, molécula, organelo, célula. Átomo, organelo, molécula, célula. Molécula, célula, organelo, átomo.

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Biología I

7.

Un grupo de venados representa:

Un ecosistema. Una población. Una comunidad. La biósfera. 8. Es una suposición acerca de un fenómeno natural: Hipótesis. Problema. Ley. Teoría. 9. Primeros compuestos químicos de la atmósfera de la tierra primitiva: Alcohol, acetona y eter. Carbohidratos, lípidos y proteínas. Metano, amoniaco, dióxido de carbono y ácido cianhídrico. Aminoácidos, purinas y pirimidinas. 10. Primeros compuestos orgánicos simples sintetizados en los mares primitivos: Nucleótidos, hemoglobina, glicerol, azúcar y lípidos. Azucares, aminoácidos, glicerol, purinas, y pirimidinas. Proteínas, Carbohidratos, glicerol y aminoácidos. Glicerol, aminas, proteínas, azucares, nucleótidos. 11. Las primeras células sobre la tierra parecen haber sido: Aeróbias. Anaeróbias. Facultativas. Nitrificantes. 12. Refutaron Experimentalmente la teoría de la generación espontánea: Pasteur y Needham. Spallanzani y Van Helmont. Redi y Pouchet. Pasteur y Spallanzani. 13. Lograron sintetizar aminoácidos a partir de compuestos inorgánicos y energía Spallanzani y Needham. Millar y Urey. Pasteur y Pouchet. Van Helmont y Redi.

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14. Polisacárido que se encuentra en las papas, el plátano, y en las plantas: Glucógeno. Almidón. Lactosa. Amilasa. 15. Grupo de lípidos que tienen la función de controlar la entrada y salida de sustancias en la célula:

 Triglicéridos. Esteroides. Fosfolípidos. Vitaminas liposolubles. 16. Esteroides que actúa como emulsificador de las grasas en el intestino:

Cortisona. Colesterol. Ácido cólico. Estrona. 17. Son las unidades fundamentales que constituyen a las proteínas:

Nucleótidos. Nucleósidos. Monosacáridos. Aminoácidos. 18. Proteína que transporta oxígeno a la sangre: Insulina. Alanita. Hemoglobina. Glicina. 19. Los ácidos nucleicos están formados por: Aminoácidos. Ácidos grasos. Fosfogliceridos. Nucleótidos.

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Biología I

20. Son bases nitrogenadas que forman parte del ADN todas las siguientes, excepto: Citosina. Uracilo. Adenina. Imina.

ESCALA DE MEDICIÓN DEL APRENDIZAJE ¾ Si todas tus respuestas fueron correctas: excelente, por lo que te invitamos a continuar con esa dedicación. ¾ Si tienes de 16 a 19 aciertos, tu aprendizaje es bueno, pero es necesario que nuevamente repases los temas. ¾ Si contestaste correctamente 15 ó menos reactivos, tu aprendizaje es insuficiente, por lo que te recomendamos solicitar asesoría a tu profesor.

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Consulta las claves de respuestas en la página 289.


EJERCICIO DE REFORZAMIENTO 1

Nombre______________________________________________________ No. de lista ________________ Grupo ___________________________ Turno_________________________________ Fecha _______________

INSTRUCCIONES: Lee las siguientes notas sobre investigación científica reciente. Identifica las ramas de la biología que intervienen en ellas. LAS PELIGROSAS SEMILLAS DEL CODO DE FRAILE Un foco de alerta se prendió el pasado mayo en Jalisco cuando la secretaria de salud del estado reportó 16 caos de intoxicación y dos muertes, causados por ingerir una semilla “quema grasa” conocida como codo de fraile o yoyote. Esta especie, Thevethia peruviana, es un arbusto de 3 a 9 m de altura, posiblemente originaria de México. El jugo lechoso que se extrae de su tronco se ha utilizado en la medicina tradicional para tratar afecciones de la piel y la infusión de sus hojas en la curación de hemorroides. Los curanderos también la usan para combatir el “mal de ojo” y la “caída de mollera”, y con sus frutos secos se elaboran los cascabeles que portan algunos danzantes en manos y pies. Hace algunos años el codo de fraile empezó a utilizarse para controlar la obesidad; según los yerberos sus semillas queman la grasa corporal. Y efectivamente, si se ingieren pequeñas porciones de estas semillas, parecidas a una almendra, se baja de peso. Mucha gente llego a la conclusión de que si con un pedacito se lograba eliminar esos molestos kilos de más, ¿por qué no tomarse el doble? al fin y al cabo, como es natural no hace daño, ¿cierto? Lamentablemente NO. Esta planta contiene un compuesto químico que afecta el funcionamiento del corazón y la dosis terapeutita esta muy cercana a la dosis letal.Es por eso que esta planta ha sido retirada de los mercados y se sanciona a quien la vende. ¿Cómo ves? México: UNAM, año 4, agosto 2002, p6.

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Biología I


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INSTRUCCIONES: Se ha observado que el “guepardo” es un animal en proceso de extinción, del cual quedan pocos ejemplares en el mundo. Se ha tratado de ubicar el hábitat en el que viven los pocos que quedan y para esto se marcan en un mapa las zonas donde se les ha podido localizar. Asimismo se esta haciendo conteos de los ejemplares para determinar estadísticamente cuantos nacen y cuantos mueren cada año. Se analiza su pasado y las razones por las cuales ha llegado a disminuir tanto su población. ¿Qué disciplinas están involucradas en estos estudios?

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Biología I


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INSTRUCCIONES: Repasa de nuevo tu libro y da respuesta a las siguientes preguntas. 1. ¿Como se llaman los azucares de cinco carbonos? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 2. Los nucleótidos están formados por ácido fosfórico, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenadas; elige un símbolo para cada uno de estos compuestos y representa la formula general de un nucleótido. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 3. Compara la ribosa y la desoxiribosa y anota sus semejanzas y diferencias ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 4. Anota los grupos funcionales de la desoxiribosa y de la ribosa, y explica que tipo de compuestos son. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 5. Compara las bases puricas con las pirimidicas y anota las semejanzas y diferencias entre ellas. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 6. Escoge un símbolo para la ribosa, otro para la desoxiribosa y para cada una de las bases y anótalos ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 7. Mediante el uso de los símbolos que hayas elegido representa los nucleótidos del ADN y los del ARN. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 99

Biología I


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INSTRUCCIONES: Resuelve los siguientes ejercicios utilizando los conceptos declarativos y procedimentales aprendidos en esta unidad y presenta los resultados al profesor 1. ¿Qué son los aminoácidos y cómo se forman los péptidos? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 2. Describe las características de los niveles de organización estructural de las proteínas. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 3-

¿Qué diferencias hay entre las alfa-hélice y las láminas plegadas de la estructura secundaria de las proteínas? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 4.

Explica la desnaturalización de las proteínas, respondiendo cuál es el concepto; cuáles factores pueden desnaturalizar a las proteínas; qué tipo de enlaces se rompen durante el proceso; cuáles son las posibilidades de ser reversible. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 5.

Explica a qué se refiere la especificidad de las proteínas y por qué puede plantear problemas en los transplantes de órganos. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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Biología I

6. ¿Cuáles son las funciones de las proteínas? Cita ejemplos de proteínas y funciones concretas que desempeñen en el organismo. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 7. Elabora el ejemplo de una cadena peptídica, utiliza la siguiente como ejemplo: Gly-Ala-Leu-Ala-Gly-Vallleu-Leu-Gly-Ala-. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 8. ¿A qué grupo de macromoléculas o polímeros pertenecen los glúcidos? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 9. Investiga qué carbohidrato contiene el azúcar que se obtiene de la uva y qué nombre recibe. Indica si es monosacárido, disacárido, polisacárido u oligosacárido, y escribe su fórmula molecular. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 10. Escribe el nombre y la fórmula molecular del azúcar de fruta. ______________________________________________________________________________________________ 11. ¿Qué grupo o grupos funcionales presentan los monosacáridos? ______________________________________________________________________________________________ 12. ¿Cuál es la sustancia dentro de las macromoléculas más abundante en la tierra? Si no lo sabes usa la siguiente pista: por hidrólisis se descompone (como el almidón y el glucógeno) dando glucosa). Si no das con el resultado usa la segunda pista: las cadenas son muy largas (más de 10 000 moléculas de glucosa). Por último puedes usar la tercera pista: el ser humano no tiene las enzimas necesarias para llevar a cabo la hidrólisis de esta compuesto orgánico, por lo que no puede alimentarse con este polisacárido. ______________________________________________________________________________________________ 13. ¿Qué puedes decir acerca del ARN y del ADN? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 15. ¿Qué papel juega en esta relación el enlace peptídico, entre la relación de las proteínas y los aminoácidos? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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INSTRUCCIONES: Investiga la importancia que tienen las siguientes proteínas estructurales en las funciones biológicas de los seres humanos. Descubre cuál es su fórmula molecular e indica los grupos funcionales que están presentes en cada fórmula. Coloca las ideas principales en las siguientes tablas como evidencia de producto y presenta los resultados al profesor Importancia en las funciones biológicas

Fórmula molecular

Grupo o grupos funcionales

Lisozima:

Lisozima

Importancia en las funciones biológicas

Fórmula molecular


Hemoglobina:

..

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Biología I

Importancia en las funciones biológicas

Fórmula molecular


Insulina:


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INSTRUCCIONES: Después de leer el tema del origen de la vida, resuelve los siguientes ejercicios. Se recomienda consultar el tema en otros libros de biología. 1. Describe brevemente como era la tierra primitiva al iniciarse los procesos que darían origen a la vida. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 2. ¿Qué compuestos estaban presentes en la segunda atmósfera de la tierra conocida como atmósfera primitiva? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 3. Elabora una lista de las posibles formas de energía participantes en los procesos de síntesis abiótica. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 4. Menciona que significa en química el término síntesis y da un ejemplo. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 5. ¿Qué diferencia hay entre síntesis abiótica y síntesis biológica? ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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Biología I

6. Explica qué tipo de síntesis se realiza en la obtención de compuestos orgánicos sencillos a partir de los componentes de la atmósfera primitiva. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________


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Unidad 2

Biología celular.

Objetivo: El alumno: Explicará los niveles de complejidad entre una célula procariótica y eucariótica, a través del análisis comparativo de la estructura y la función de la célula, en un ambiente participativo.

Gracias a la microscopia electrónica se ha podido avanzar en el conocimiento de la ultra estructura y función de los organelos celulares: Aparato de golgi, Retículo endoplasmatico, Lisosomas, Mitocondrias, Membrana nuclear, Cromatina, Núcleo.

Temario: • La célula. • Estructura y función celular. • Metabolismo celular.

Biología I

Modelo de una célula animal

La célula es la unidad biológica más pequeña.

108

Biología celular

2.1.

LA CÉLULA.

El concepto de célula se ha ido modificando con el tiempo, a medida que se amplían conocimientos científicos, pero podemos considerarla como la unidad biológica más pequeña capaz de realizar las funciones vitales básicas, crecer y dividirse. La célula

Unidad de estructura y función

Unidad de origen

Unidad más pequeña de vida claramente definida

Porque

Esta constituida por

Constituye La unidad básica de organización de la vida

Todas las células provienen de otras preexistentes

Membrana

Citoplasma

Núcleo

TAREA 1

Página 163.

EJERCICIO 1

En el esquema Se representa una célula vista al microscopio electrónico de transición: a) identifica con ayuda de los compañeros de tu equipo las estructuras numeradas b) ¿Se trata de una célula animal o vegetal?

109

Biología I

Células Procariotas Los Procariontes actuales son el grupo de organismos más primitivo, que se encuentra representado por bacterias y cianobacterias y los arqueas que integran el Reino Monera. Las células Procariontes se caracterizan porque su ADN por lo común se halla en cromosomas circulares que están directamente en el citoplasma, ya que no tienen núcleo integrado. El tamaño de sus células en general es más pequeño que las de eucariontes. Los Procariontes miden en promedio de 1 a 10 micras. Los Procariontes tienen escasez de membranas, las que se limitan casi sólo a la membrana plasmática. Carecen de cloroplastos estructurales, mitocondrias y vacuolas. Sus movimientos citoplásmicos son muy diferentes a los de eucariontes.

TAREA 2

Página 165.

La reproducción de Procariontes se realiza por simple división binaria (en la que no hay mitosis). En bacterias la división binaria consiste en una escisión o división longitudinal que divide a la célula madre en dos células hijas más o menos iguales. Las bacterias poseen pared celular, que es una cápsula mucilaginosa formada por polisacáridos y péptidos característicos. La mayor parte de las bacterias son de alimentación heterótrofa (algunas de estas son sumamente importantes). Algunas especies de bacterias son autótrofas, pueden fabricar sus alimentos por quimiosíntesis y obtienen la energía por oxidación de sustancias inorgánicas, como sucede en las bacterias nitrificantes. También pueden ser autótrofas por realizar fotosíntesis, en la que, a diferencia de la fotosíntesis de las plantas, toman los protones para reducir el CO2, de compuestos inorgánicos como el ácido sulfhídrico H2S. Como los Procariontes carecen de cloroplastos estructurales, cuando tienen pigmentos fotosintéticos sólo presenten rudimentos de cloroplastos llamados cromatóforos.

Una célula eucarionte presenta un núcleo organizado con membrana nuclear y cromosomas y una membrana celular que se incluye en el citoplasma, formando un sistema de canales y vesículas que lo compartimentalizan haciendo muy eficiente el desarrollo de los diversos procesos metabólicos.

Las cianobacterias, son Procariontes de vida acuática, autótrofos, que además del pigmento azul (ficocianina) puede contener pigmentos fotosintéticos de muy diferentes colores. Presentan también pared celular que puede tener celulosa y pectinas estas últimas le dan consistencia gelatinosa.

Células Eucariotas. Las células eucariotas poseen la estructura y las funciones descritas a continuación: ♦

110

Presencia de un verdadero núcleo que contiene a los cromosomas y uno o más nucléolos.

Biología celular

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Proceso de división celular por mitosis y meiosis para las células reproductoras. Tamaño celular mayor que las anteriores células Presencia de organelos, como cloroplastos en las foto autótrofas, mitocondrias, vacuolas, etcétera. Las células eucariontes de animales y hongos se caracterizan por ser heterótrofas y de respiración aerobia. Las células eucariontes de plantas y protistas fotosintéticos son autótrofas y de respiración aerobia. Las células eucariontes animales carecen de pared celular La mayor parte se encuentra formando tejidos. La célula eucarionte es la unidad anatómica, fisiológica, y de origen de los organismos que forman los reinos protista, fungí plantae y animalia.

111

Biología I

DIFERENCIAS ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

112

Generalmente son células pequeñas (1-10µ.)

Generalmente son células grandes (10-100µ).

Todos son microorganismos(bacterias y cianobacterias)

Algunos son microorganismos, pero la mayoría son pluricelulares (protistas, hongos, vegetales y animales).

DNA circular en el citoplasma

DNA en cromosomas dentro de un núcleo delimitado por una membrana

División celular por fisión binaria.

División celular por mitosis.

Ausencia de centríolo y huso mitótico.

Presencia de centríolo y huso mitótico.

TAREA 3

Sexualidad generalmente ausente.

Sexualidad generalmente presente, con la producción de gametos tanto en el macho como en la hembra.

Página 169.

Ausencia de movilidad intracelular. Algunos son anaerobios y otros aerobios.

Presencia de movilidad intracelular En pluricelulares el desarrollo es a partir de un cigoto que es una célula diploide. Son aerobios.

No disponen de mitocondrias, por lo tanto las enzimas que oxidan las moléculas orgánicas están ligadas a la membrana celular.

Las enzimas que oxidan a las moléculas orgánicas están en las mitocondrias donde se degrada la glucosa a través del ciclo de Krebs durante la respiración celular.

Los que disponen de flagelos estos son simples formados de proteína flagelina. Pared celular de carbohidratos y péptidos.

Cilios y flagelos. Flagelos formados por microtúbulos. Pared celular celulosa o quitina. Los animales no tienen pared celular.

Los que realizan fotosíntesis no disponen de cloroplastos, por lo tanto la clorofila y las enzimas que participan en este proceso se localizan en el citoplasma.

Los que realizan fotosíntesis disponen de cloroplastos donde "empaquetan" la clorofila y las enzimas

Ribosoma sedimenta a 70 s.

Ribosoma sedimenta a 80 s.

Biología celular

Anota las semejanzas entre células procariontes y células eucariontes.

EJERCICIO 2

La imagen representa un leucocito humano vista al microscopio electrónico de transición a 30,000 aumentos. Basándote exclusivamente en lo que observas en la imagen, responde las siguientes cuestiones: a) Indica si se trata de una célula eucariota o procariota. Razona tu respuesta b) Identifica y numera las estructuras celulares que observes, dándoles el número que le corresponde de entre los de la siguiente lista: 1. Membrana celular 2. Ribosomas 3. Retículo endoplasmatico 4. Lisosomas 5. Mitocondrias 6. Envoltura nuclear

EJERCICIO 3

113

Biología I

Hipótesis de la endosimbiosis. (Vivir juntos adentro) La hipótesis de la endosimbiosis originada a principios del siglo XX, ha sido reforzada en años recientes con nuevas pruebas y defendidas por Lynn Margulis, de la universidad de Boston. Esta hipótesis explica que las eucariotas se originaron hace más de 3 mil millones de años por la incorporación de células distintas características en el interior de otras, como endosimbiosis. De esta forma las eucariotas lograron disponer de mitocondrias y cloroplastos que antes no tenían. Se sugiere la posible formación de células eucariotas de la siguiente manera:

EJERCICIO 4

♦

Una célula de respiración anaerobia, llamada por Margulis protoeucarionte, engloba a una bacteria de respiración aerobia, como lo hacen las actuales células fagocíticas, pero sin llegar a digerirla, estableciéndose entre las dos una asociación mutualista, donde llega a depender de la otra, a tal grado que la célula que se a introducido en la protoeucarionte pierde la capacidad de recobrar su vida independiente, transformándose en lo que actualmente son las mitocondrias.

♦

De la misma forma, se incorpora al interior de la protoeucarionte una de las formas ancestrales de cianobacterias, de donde supuestamente derivaron los cloroplastos de las células fotosintéticas actuales.

♦

Apoyan esta teoría, los ribosomas, el RNAt (RNA de transferencia) funcional y el DNA, ya que forman un cromosoma circular semejante al de las bacterias, que se han llegado a detectar tanto en mitocondrias como en cloroplastos.

Contesta objetivamente las siguientes cuestiones: 1. ¿Qué organelos no están presentes en las células procariotas? 2. ¿En qué se distingue el material genético de una célula procarionte al de una eucarionte? 3. ¿A qué clase de células pertenecen las del organismo humano? ¿Por qué? 4. Se cree que las células procariontes dieron origen a las células eucariontes ¿mediante que fenómeno se dio este proceso?

114

Biología celular

2.2.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR.

Sistema de membrana 1 MEMBRANA CELULAR. Con el auxilio del microscopio electrónico y las bases de la Biología molecular, se conoció la estructura molecular aproximada y las propiedades de las membranas celulares, y se encontró que las membranas plasmáticas y las que intervienen en las estructuras celulares en general presentan el mismo patrón estructural, por lo que se estableció el término unidad de membrana. Por lo común se acepta que las membranas celulares son permeables y están formadas de una doble estructura integrada por moléculas de proteínas y lípidos. Lo que no ha quedado bien esclarecido es la forma precisa en cómo se acomodan, por lo que se han propuesto varios modelos sobre la disposición de esos componentes, como el modelo de Robertson, el de Danielli y Davson, el del mosaico fluido propuesto por Singer, que actualmente parece ser el más aceptado. En lo que sí parecen concordar es en que la capa lipídica tiene el espesor de dos hileras de moléculas de fosfolípidos dispuestos en empalizada, con los extremos no polares o hidrófobos "frente a frente" y los extremos polares o hidrófilos, dirigidos hacia las interfases; los poros de las membranas son interrupciones en el acomodo o secuencia de esas capas de moléculas. Los poros se encuentran distribuidos por toda la membrana.

Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas hidrofobicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas hidrofilitas que delimitan la superficie externa de la membrana

En general, el espesor de la doble capa de lípidos se calcula que es de aproximadamente de 35 a 45 angstroms (un angstrom es la diezmilésima parte de una micra). Por otra parte, se ha comprobado que además de los lípidos (fosfolípidos) y las proteínas, existe un pequeño porcentaje de carbohidratos en las membranas, que se localizan en la parte externa de la membrana. Lo que no queda aún claro es su función. Las membranas celulares son estructuras vivas y en continua actividad, por lo que siempre se les observa formando pequeñas prolongaciones (evaginaciones) y hundimientos (invaginaciones). 115

Biología I

Además de ser permeables, los componentes de las membranas celulares les permiten ser elásticas y resistentes. Cualquiera que sea el acomodo de las moléculas de proteínas y lípidos en las membranas, es un hecho que participan activamente en la selección de las sustancias que las atraviesan. '

La difusión es un movimiento de moléculas en un líquido o en un gas, desde una mayor concentración a otra de menor concentración, este fenómeno se observa al agregar gotas de colorante en un vaso con agua..

La membrana celular o plasmática, además de limitar y proteger a la célula aislándola del medio externo, controla y regula el paso de sustancias. Que entran o salen de la célula por ósmosis o transporte pasivo, por transporte activo, por endocitosis, etcétera; ya que como sabemos, es selectivamente permeable. DIFUSIÓN. La "ley de difusión" establece que al encontrarse dos sustancias de distinta concentración (pueden ser gases o líquidos), la más concentrada (hipertónica) avanza o se dispersa hacia la menos concentrada (hipotónica), debido a que la energía cinética de las partículas sigue los gradientes de concentración hasta que la concentración se iguala (isotónica). Un ejemplo fácil de observar consiste en colocar una gota de tinta de color intenso en un vaso con agua. La gota de tinta se difunde espontáneamente, hasta quedar dispersada por completo en el agua, lo que se notará por el color homogéneo que ésta adquiera.

Agua pura

Gotas de colorante

Colorante uniformemente disperso en el agua

La difusión se lleva a cabo en relación con el tamaño y la forma de las moléculas, del número de sus cargas eléctricas y de la temperatura, porque conforme ésta aumenta, las moléculas se mueven con mayor rapidez, lo que incrementa la velocidad de la difusión. La diálisis es la difusión de un soluto de bajo peso molecular (sustancia que se disuelve como la sal o el azúcar), a través de los poros de una membrana permeable. ÓSMOSIS. Cuando el fenómeno de difusión o paso de moléculas de solventes (sustancias que se disuelven) se realiza a través de los poros de una membrana permeable, el fenómeno recibe el nombre de ósmosis. Como sabemos, la membrana celular es permeable. El fenómeno de ósmosis es sólo una de las formas que utiliza la célula para el tránsito de sustancias a través de su membrana, ya que además utiliza el transporte activo, transporte pasivo, pinocitosis y fagocitosis.

116

Biología celular

TURGENCIAY PLASMÓLlSIS. Cuando una célula se encuentra en un medio isotónico (de igual concentración que su interior) no se realiza el fenómeno de ósmosis; pero si se encuentra en un medio hipotónico (de menor concentración que el contenido celular, por ejemplo agua simple), entonces el agua penetra en ella (por endósmosis) y provoca la turgencia de la célula (se hincha). Si la turgencia es excesiva puede ocasionar el estallamiento de la célula. La plasmólisis es el caso contrario, es decir, si la célula se encuentra en un medio hipertónico (más concentrado que su interior, por ejemplo agua salada), entonces el agua sale de su interior por exósmosis (salida) y provoca la deshidratación del citoplasma. En caso excesivo, causa la plasmólisis o destrucción del citoplasma, lo que ocasiona la muerte celular. Sólo en ciertas circunstancias la célula permite el paso por ósmosis de agua y algunas sales, pero tiene la capacidad de actuar, cuando es necesario, contra el gradiente osmótico. TRANSPORTE A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS. A través de la membrana plasmática se realiza el intercambio de productos de molécula pequeña como agua y sustancias disueltas, dióxido de carbono, oxígeno, etcétera. Este intercambio se realiza por medio de transporte pasivo o bien por transporte activo. El transporte pasivo se rige únicamente por las leyes físicas, es decir, por el fenómeno de ósmosis, de acuerdo con los gradientes de concentración. Sin embargo, en la mayor parte de los casos la membrana no es pasiva, sino osmótica mente selectiva, porque permite el paso de unas moléculas pero impide el de otras y es capaz de modificar la velocidad de penetración o salida de moléculas e incluso permitir el paso en contra del gradiente de concentración. A esto se le ha dado el nombre de transporte activo. En este control intervienen las proteínas que forman parte de su estructura química, que pueden detectar, seleccionar y transportar determinados productos. El paso de sustancias se realiza en el transporte activo gracias a la presencia de sustancias de tipo enzimático llamadas permeasas en la membrana, que se combinan con la sustancia correspondiente formando un complejo que permite atravesar la membrana.

Modelo didáctico sobre el concepto de transporte activo

En el transporte activo, la célula realiza un trabajo, por lo que hay gasto de energía.

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Biología I

ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS. A la incorporación o entrada de productos a la Célula se le da el nombre de endocitosis. La endocitosis puede efectuarse por medio del transporte pasivo y del activo aunque comúnmente el término es aplicado a otros dos procesos utilizados por las células para la adquisición de productos, que son: la pinocitosis y la fagocitosis.

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Biología celular

Las membranas celulares están en constante actividad. El microscopio electrónico ha permitido observar que la membrana plasmática forma numerosas salientes o microvellosidades (evaginaciones e invaginaciones). Estas continuas entrantes y salientes aumentan la superficie de la membrana y, por tanto, su eficacia (Figura). Se le da el nombre de pinocitosis a la introducción de pequeñas gotas de líquidos extracelulares al citoplasma, que pueden contener algunas partículas hacia el citoplasma mediante las invaginaciones de la membrana plasmática formando pequeñísimas vacuolas o vesículas pinocíticas limitadas por dicha membrana.

Movimiento de l material al interior de la célula por un proceso en el que la membrana plasmática encierra a la materia extracelulares vesículaso endocitosis.

En el citoplasma las vesículas se fusionan con los lisosomas que contienen enzimas hidrolíticas, éstas desintegran a los productos nutritivos del contenido de la vacuola, que posteriormente se incorporan al citoplasma. La fagocitosis es otra forma de endocitosis. Para la incorporación de productos de molécula grande, como partículas de alimento como bacterias o glóbulos rojos, tal cual sucede entre los glóbulos blancos, las amibas y otros. Si la digestión de los productos que contienen las vacuolas digestivas es completa, los residuos son eliminados fuera de la célula. A la salida o expulsión de los productos del interior de la célula, se le da el nombre de exocitosis, como sucede con los remanentes de la digestión, los productos de excreción y los de secreción celular.

Esquema del movimiento de deshechos fuera de la célula, en donde el material intracelular se incorpora en la vesícula que fusionan a la membrana y liberan su contenido al exterior o exocitosis.

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Biología I

TRANSPORTE CELULAR

TRANSPORTE PASIVO

TIPO DE TRANSPORTE

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS

EJEMPLOS

DIFUSIÓN

de gases Dispersión de una sustancia mayor Dispersión concentración (hipertónica) hacia otra partículas muy pequeñas. menos concentrada (hipotónica), siguiendo los gradientes de concentración.

ÓSMOSIS

Difusión de solventes a través de los Paso de agua y gases. poros de una membrana permeables. No hay gasto de energía

DIÁLISIS

Difusión de solutos de bajo peso Paso de molecular a través de una membrana disueltas. permeable.

TRANSPORTE ACTIVO

agua

con

y

sales

Transporte selectivo de productos a Adquisición selectiva de la través la membrana celular aun en célula de sodio y potasio. contra del gradiente de concentración. Requiere gasto de energía de la célula PINOCITOSIS

Formación de micro vellosidades por Adquisición de minúsculas parte de la membrana celular. gotas de líquido en casi todas ENDOCITOSIS las células. (entrada de Adquisición selectiva de la célula de productos) FAGOCITOSIS partículas grandes del medio. Forma de alimentación de algunas amibas y algunos glóbulos blancos. EXOCITOSIS (salida de productos)

ELIMINACIÓN DE Expulsión de deshechos que RESIDUOS Resultan del metabolismo o excreción SECRECIÓN

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Eliminación al exterior de la célula De diferentes sustancias generalmente útiles

Expulsión de los desechos de vacuolas digestivas en células animales. Secreción de leche, hormonas, enzimas, etc.

Biología celular

Anota en tu cuaderno de Biología las respuestas a las siguientes preguntas

EJERCICIO 5

1. Elabora una lista de las funciones de la membrana celular 2. ¿En qué consiste la función de barrera selectiva de la membrana? 3. Anota la diferencia entre transporte activo y transporte pasivo a nivel membrana celular. 4. ¿Qué clases de células tienen membrana nuclear? 5. Anota e1. Anota la diferencia entre fagocitosis y pincitosis. 6. ¿Qué utilidad tiene para la célula la endocitosis y la exocitosis? 7. ¿Qué es lo que se expulsa mediante la exocitosis? 8. Significado de los términos endocitosis y exocitosis.

1. En este esquema de "mosaico fluido" el número. 1 apunta con su

EJERCICIO 6

Línea a_____________________________________________, el número 2 apunta Con su línea a ____________________________________________ y el número 3 A _________________________________________________________________

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Biología I

Estado coloidal Es el estado físico del citoplasma celular (parecido a la clara de huevo) que consta de una fase dispersora líquida formada principalmente por agua con iones y pequeñas moléculas en disolución y de una fase dispersa o dispersada que son macromoléculas insolubles (micelas), como proteínas y grasas, entre otros. El estado coloidal se mantiene debido a que las partículas dispersadas o micelas llevan cargas del mismo signo (positivo o negativo) y, por tanto, se repelen, lo que hace que se mantengan dispersas y en suspensión. Las partículas coloidales más pequeñas están en constante movimiento "bombardeando" a las grandes, lo que provoca un movimiento vibratorio conocido como "movimiento browniano". Los coloides citoplásmicos sufren transformaciones sol-gel. El sol contiene mayor cantidad de líquido, por lo que tiene mayor fluidez que el estado de gel y es propiamente el estado coloidal. El gel es en realidad un coloide que ha perdido agua, El paso de un estado al otro es reversible. En la estabilidad de los coloides intervienen las sales minerales que regulan y mantienen el grado de hidratación adecuado. La mayor parte de las proteínas que forman al coloide citoplásmico son globulares, pero pueden transformarse en proteínas estructurales. Micelas coloidales (fase dispersada)

Fase

EL "MOVIMIENTO BROWNIANO" EN LOS COLOIDES ES EL RESULTADO DEL CHOQUE DE SUS PARTICULAS, QUE TIENEN EL MISMO SIGNO ELÉCTRICO EN SUS CARGAS.

Citoplasma El citoplasma se localiza entre la membrana celular y la membrana nuclear, es un coloide que presenta un aspecto parecido a la clara de huevo, en el que se observan partículas o micelas cuyo tamaño oscila entre una décima y una milésima de micras, éstas se encuentran en constante movimiento browniano, que contribuye a la difusión y distribución de las sustancias que entran a la célula o se encuentran dentro de ésta. El estado coloidal del citoplasma le confiere a la célula algunas propiedades mecánicas, como elasticidad, contractilidad, movimiento de ciclosis, rigidez, cohesión y todo relacionado con los cambios sol-gel y viceversa, lo que contribuye a mantener la individualidad de la célula.

122

Biología celular

En el citoplasma de las células eucariontes, se encuentran proteínas estructurales que forman micro filamentos y micro túbulos que originan una especie de armazón proteínico o citoesqueleto que es necesario para mantener la forma de la célula así como para el sostén de sus abundantes sistemas de membranas celulares. El citoplasma representa un medio favorable para que las estructuras subcelulares que contiene, realicen sus funciones como si fueran los "órganos" de la célula, por lo que se les ha dado el nombre de organoides celulares.

El cito esqueleto proporciona a la célula elasticidad, contractilidad, movimiento y la forma de los organelos.

El cito esqueleto es una red de fibras de proteínas en el citoplasma que dan forma a la célula, entre otras funciones.

TAREA 4

Página 171.

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Biología I

Organoides celulares. También se les conoce con el nombre de orgánulos, organitos, organelos; recuerda que los organoides celulares se forman a expensas de macromoléculas organizadas.

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Biología celular

Retículo endoplásmatico: transporte y distribución intracelular. Es un sistema membranoso que forma túbulos y vesículas interconectados que pueden extenderse por toda la célula, como se observa en las células que intervienen activamente en la síntesis de proteínas, las que se caracterizan por poseer un retículo endoplásmico muy desarrollado; sin embargo, la cantidad de retículo no sólo depende del tipo de célula, sino también del estado fisiológico y bioquímico de ésta. La estructura y las propiedades de las membranas que forman al retículo endoplásmico corresponden a las de unidad de membrana. En casi todas las células, el retículo endoplásmico llega hasta la membrana nuclear, puede también alcanzar la membrana plasmática y tener conexiones con el aparato de Golgi. Se han encontrado dos tipos de retículo: el retículo endoplásmico liso o agranular (sin granos) y el retículo endoplásmico granuloso o rugoso, que tiene asociado a sus paredes numerosos organoides llamados ribosomas. Como pueden estar interconectadas las membranas del retículo endoplásmico con la membrana nuclear y la plasmática, muchos autores las consideran un sistema de membranas. La membrana celular, las membranas del retículo endoplásmico, las de los organoides membranosos y la membrana nuclear forman parte de la unidad de membrana, es decir, no sólo son semejantes en estructura molecular, sino también en funciones; además, cada organelo, desempeña otras actividades del metabolismo celular. El retículo endoplásmico, además de permitir la circulación intracelular de sustancias por medio de transporte pasivo, activo, invaginaciones, evaginaciones, etcétera, distribuye los productos elaborados por la célula. En el retículo rugoso se fabrican proteínas, función en la que participan los ribosomas y las membranas del retículo endoplásmico. Las membranas del retículo liso están relacionadas con la síntesis de lípidos (esteroides).

Lisosomas

Los lisosomas se descubrieron en 1955. Son organoides en forma de pequeñas vesículas membranosas que contienen enzimas hidrolíticas capaces de degradar casi todos los componentes de la materia viva. Son características de la célula animal, como los leucocitos que fagocitan cuerpos extraños, en los protozoarios, etcétera. En las células vegetales sólo se han encontrado en algunas semillas, como el maíz. Aunque su forma es variable predominan los relativamente esféricos. Su membrana lipoproteica es sencilla y su ultraestructura corresponde a la de unidad de membrana. Se originan en el aparato de Golgi y sus enzimas son producidas en algunos ribosomas (verFigura). Existen otros orgánulos relacionados con los lisosomas, los microcuerpos que contienen diferentes enzimas, como las peroxisomas, citolisomas, glioxisoma y otros. 125

Biología I

ALGUNAS DE LAS FUNCIONES QUE REALIZAN LOS LISOSOMAS.

Cuando los lisosomas se destruyen, sus enzimas quedan en el citoplasma y llegan a provocar la disolución de la célula. NUTRICIÓN CELULAR. Las células tienen necesidad de adquirir del medio los nutrientes adecuados para satisfacer sus requerimientos metabólicos, lo cual hacen mediante transporte pasivo, transporte activo, etcétera. Las células de nutrición heterótrofa son incapaces de fabricar sus alimentos; para su captación se sirven, además del transporte pasivo y activo, de la pinocitosis y la fagocitosis. El alimento incorporado queda limitado por una membrana que da origen a una vacuola o vesícula nutritiva o digestiva, a las que también se da el nombre de fagosomas (ver figura anterior). Las enzimas de los lisosomas se producen en el retículo endoplásmico rugoso (son proteínas) y son trasladadas al aparato de Golgi, donde se producen los lisosomas.

126

Biología celular

En las células que forman vacuolas digestivas, como las de protozoarios y glóbulos blancos, se aprecia claramente su acción, ya que los lisosomas se adhieren a los fagosomas y las enzimas que contienen los lisosomas actúan sobre el alimento. A medida que el alimento se degrada se va incorporando al citoplasma. Los residuos que no pudieron digerirse son transportados por el fagosoma (o vacuola nutritiva) hasta la membrana plasmática y arrojada al exterior, lo que puede considerarse como la defecación de la célula, que es otra forma de exocitosis. Las enzimas de los lisosomas se encargan de degradar los productos complejos que no pueden incorporarse a la célula.

Aparato o complejo de Golgi. Fue descubierto en 1898 por un citólogo italiano que le dio su nombre. Es un sistema membranoso pequeño formado por membranas dobles contorneadas que forman sacos aplanados o cisternas, que se comunican entre sí y con el retículo endoplásmico pero, a diferencia de éste, las membranas del aparato de Golgi nunca presentan ribosomas. Los sacos membranosos o cisternas están llenos de fluidos. Cuando éstos se organizan en "pilas" son llamados dictiosomas, que generalmente se producen durante la mitosis, repartiéndose las dos células hijas el material del aparato de Golgi en forma aproximadamente equitativa (Figura 2.13). La posición de este aparato comúnmente es constante en cada tipo celular, pero varía un poco entre los diferentes tipos de células eucariontes. Como ya dijimos el aparato de Golgi está intercomunicado con el retículo endoplásmico y la membrana plasmática. SECRECIÓN CELULAR. El aparato de Golgi tiene sobre todo actividad almacenadora y secretora de los productos elaborados por las células, como proteínas, enzimas, hormonas algunos carbohidratos; por ejemplo, las proteínas que son sintetizadas en los ribosomas se desplazan al aparato de Golgi. La secreción producida en el retículo endoplásmico pasa al aparato de Golgi, donde se les añaden otros compuestos (generalmente mucopolisacáridos), para luego excretarse. El sistema de Golgi también "empaca" en vesículas las secreciones que recibe del retículo endoplásmico; las vesículas secretoras que contienen enzimas digestivas originan a los lisosomas, otras transportan la secreción hasta la membrana plasmática para ser expulsada al exterior (exocitosis). En las células vegetales, las vesículas de Golgi contienen pectina y celulosa, emigran hacia la superficie de la célula para contribuir a la formación de la pared celular, característica de este tipo de células.

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Biología I

Ribosomas: fabricas de proteínas. También son conocidos como gránulos de Palade, en honor a quien los observó por primera vez en 1953. Los ribosomas son las estructuras donde se fabrican las proteínas celulares que son seleccionadas y distribuidas a toda la célula por medio del retículo endoplásmico. Son organoides granulares formados por ARN (ácido ribonucleico) y proteínas. Su diámetro oscila entre 100 y 150 angstroms. Cada ribosoma está formado por dos subunidades: los ribosomas de las células Procariontes (carecen de núcleo integrado) tienen un coeficiente de sedimentación de 70s (s es una velocidad de sedimentación de 10-3 segundos). Los de las células eucariontes, (que son células con núcleo integrado), son ribosomas 80s. La porción pequeña de estos ribosomas se forma cuando determinadas proteínas ribosomales llegan al nucléolo, donde previamente se ha realizado una síntesis de ARN ribosomal (ARNr). Esta porción pequeña se desplaza al citoplasma para unirse con el ARN mensajero (ARNm) ahí localizado, y poco después ocurre la unión de las dos subunidaes del ribosoma. Los ribosomas pueden encontrarse solos en el citoplasma o unidos a las membranas del retículo endoplásmico, que es donde son funcionales y dan el aspecto gránulos. Con frecuencia, forman grupos que reciben el nombre de polirribosomas o polisomas.

Anota en tu cuaderno de Biología las respuestas a las siguientes preguntas:

EJERCICIO 7

1. Describe el retículo endoplásmico con tus propias palabras. 2. Describe el aparato de Golgi mediante el uso de tus propios términos. 3. ¿Cuál es la función del retículo endoplásmico en la célula? 4. ¿Qué función tiene el aparato de Golgi? 5. ¿Qué diferencia hay entre el retículo endoplásmico liso y el retículo endoplásmico rugoso? 6. ¿Qué relación hay entre el retículo endoplásmico y los ribosomas? 7. ¿En dónde se localizan los ribosoma? 8. ¿En qué función participan los ribosomas?

Mitocondrias: generadores de energía. Son organelos comunes en las células eucariontes aerobias; Tienen numero y forma variable, aunque predominan las granulares y alargadas parecidas a bacilos. Miden en promedio cinco milimicras de diámetro y hasta siete milimicras de longitud; son numerosas y, por lo general, están uniformemente repartidas en la célula. Se originan por división de las preexistentes. Estos organelos están formados por una doble pared membranosa del tipo unidad membrana, que dejan un espacio central que se extiende también entre las membranas que forman las crestas. Ese pequeño espacio se llama cámara o cápsula externa. Las crestas se forman por pliegues de la membrana interna de 128

Biología celular

la pared hacia el interior de la cavidad mitocondrial. Las crestas ni se tocan, lo que permite que todo el contenido de la mitocondria se comunique formando la cámara o cápsula interna, que se encuentra repleta de un líquido denso que recibe el nombre de matriz. En la matriz se encuentran varios productos, como proteínas, enzimas, ácidos nucleicos, sales, electrolitos y otros. La superficie interior de las crestas posee repartidas subunidades de aspecto globular que se unen por un tallo, llamadas partículas elementales, que contiene enzimas respiratorias necesarias para la fosforilación pero no para el sistema de transporte de electrones. Las mitocondrias representan gran parte del metabolismo celular. Su función es muy compleja pues son los centros generadores de energía para la célula, mediante las complejas reacciones químicas que se producen durante la respiración aerobia.

Realiza lo que se te pide a continuación. 1. Describe con tus propias palabras la estructura de la mitocondria 2. Compara el esquema de la mitocondria con el esquema de la célula procarionta y elabora una lista de semejanza y diferencias. 3. Anota una explicación sobre el origen de las mitocondrias. 4. Anota las partes de que esta compuesta una mitocondria. 5. Anota cual es la función de la mitocondria.

EJERCICIO 8

Núcleo: el material hereditario Como ya se dijo, fue descubierto por Robert Brown, quien lo describió como "un corpúsculo constante dentro de la célula". Al núcleo se le sigue considerando una estructura fundamental, constante y definida en células eucariontes. Generalmente tiene forma esférica u ovoide; se localiza en el seno del citoplasma y está limitado por la membrana nuclear o carioteca. El interior contiene ácidos nucleicos y el jugo nuclear o carioplasma, Donde se encuentran uno o más cuerpecillos esféricos y refringentes llamados nucléolos, que son condensaciones de ARN (véase figuras). La membrana nuclear es una diferenciación especializada del retículo endoplásmico. Está formada por una doble membrana cuya pared exterior se continúa con el retículo, por lo que pasa a formar parte del sistema de unidad de membranas. Entre las dos hojas de la membrana nuclear queda un pequeño espacio perinuclear. Esta membrana posee grandes y numerosos poros. El carioplasma es un coloide de propiedades parecidas a las del citoplasma, con el que tiene continuidad por los poros de la membrana nuclear, los que se calculan de 40 a 80 por micrómetro cuadrado.

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Biología I

En un núcleo interfásico (entre dos divisiones), existe también en el carioplasma la cromatina, que aparece como masas densas dentro del jugo nuclear. La cromatina contiene al ADN, que posee la información hereditaria y formará los cromosomas. El nucléolo es el centro de síntesis proteica y ARN; en los eucariontes es el sitio de formación de los ribosomas. En general, el tamaño del núcleo tiene cierta proporción con el tamaño de la célula y existe incluso una fórmula para conocer la relación núcleo plasmática. Casi todas las células poseen un solo núcleo, pero en algunos casos hay más de uno: los plasmodios y los sincitios.

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Biología celular

En el esquema se representa un núcleo de una célula vista al microscopio electrónico de transición: 1. 2. 3. 4.

EJERCICIO 9

Identifica con ayuda de los compañeros de tu equipo las estructuras numeradas. Anota el nombre de los compuestos químicos presentes en el núcleo y explica que clase de compuestos son. Describe como esta formado el ADN e indica el nombre de los monómeros y la forma en que están organizadas estos componentes. Anota las funciones del núcleo.

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Biología I

MODELO DE UNA CÉLULA VEGETAL

Cloroplastos: elaboración de alimentos. TAREA 5

PLASTOS. Son organoides característicos de protistas autótrofos y vegetales. Los plastos presentan gran variedad en forma, tamaño, cantidad y color, este último debido a los pigmentos que contienen que son los que caracterizan a hojas, flores, frutos, etcétera. Los plastas más importantes son los cloroplastos.

Página 173.

Proceden de los protoplastos igual que los demás plastos. Aunque son de forma y tamaño variables, son más frecuentes las formas esféricas y ovoides. Son visibles con el microscopio óptico, ya que miden en promedio de tres a seis milimicras de diámetro. Se encuentran suspendidos en el citoplasma y, en algunas células (parénquima clorofílico), son bastante numerosos. Bajo el microscopio electrónico presentan la siguiente estructura: están limitados por una doble membrana. El espacio interno contiene un líquido llamado estroma, en el que están sumergidas muchas estructuras de forma discoide parecidas a monedas llamadas tilacoides, las que se encuentran colocadas una sobre otra como si fueran pilas que reciben el nombre de grana (plural de granum). Cada tilacoide está limitado por su propia membrana de otros tilacoides. En conjunto, estas membranas se llaman lamelas, que forman túbulos o vesículas aplastadas intercomunicadas (ver figura).

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Biología celular

Vacuolas o vesículas: su relación con distintas funciones Son espacios citoplásmicos limitados por una membrana. Las vacuolas son más frecuentes y abundantes en las células vegetales, en las que sirven como almacén de productos de reserva o de desecho. En algunos organismos, como los protozoarios, las vacuolas pueden ser contráctiles (intervienen en la excreción), nutritivas o digestivas, que contienen alimentos o residuos de éstos. Probablemente las vesículas se originan por expansión del retículo endoplásmico, aunque también existen vacuolas pequeñas que se forman por pinocitosis, por lo que generalmente contienen agua o líquidos intercelulares.

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Biología I

2.3.

METABOLISMO CELULAR.

Te habrás preguntado en más de una ocasión, que es lo que sucede con los alimentos que ingieres durante el día, que procesos ocurren en nuestros organismos que hacen que las sustancias nutritivas sean utilizadas y las que no lo son sean desechadas. ¿Sabes que desde el momento en que nuestros alimentos entran a nuestro cuerpo se inicia una serie de reacciones que no terminan hasta que son expulsados los desechos?. Todas estas reacciones químicas observadas en nuestros organismos, nos permite obtener los elementos necesarios para poder realizar nuestras funciones vitales. DEFINICIÓN DE METABOLISMO Todas las células intercambian materia y energía con su entorno en forma continua, introducen materia y la transforman con el objetivo de construir, renovar sus estructuras y obtener la energía necesaria para sus funciones. Estas transformaciones que tienen lugar en la célula ocurren por medio de un conjunto de reacciones químicas que se llama METABOLISMO. Las reacciones químicas son procesos mediante el cual un átomo o grupo de átomos son redistribuidos y resulta en un cambio de la composición molecular de las sustancias. Cada una de las sustancias que se produce en este conjunto de reacciones, se llaman metabolitos.

TAREA 6

Los objetivos principales del metabolismo son: • Obtener energía química para la célula. • Conversión de nutrimentos exógenos en precusores de macromoléculas. • Construir macromoléculas a partir de esos precusores. • Degradación de estas macromoléculas para obtención de energía necesaria para la realización de los diferentes tipos de trabajo biológico. TIPOS DE METABOLISMO

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Si consideramos que existen diversas formas de obtener nutrimentos y además diversas fuentes de energía, vamos a diferenciar algunos tipos de metabolismo diferente: • METABOLISMO AUTOTROFICO FOTOSINTETICO; se caracteriza por tener como fuente de energía a la luz solar y como fuente de carbono el dióxido de carbono • METABOLISMO AUTOTROFO QUIMIOLITOTROFICO; este tipo se caracteriza por presentar como fuente de carbono también al dióxido de carbono, pero su fuente energética son las reacciones químicas exotérmicas inorgánicas. • METABOLISMO HETEROTROFO; su fuente de carbono proviene de moléculas orgánicas y la energía la obtienen de la oxidación de estas moléculas orgánicas

Biología celular

En el metabolismo es muy frecuente que el producto de una reacción sea el sustrato de otra, de tal manera que muchas reacciones se encadenan y forman una secuencia ordenada llamada ruta o vía metabólica.

En el metabolismo tienen lugar muchas rutas metabólicas que trabajan en forma simultanea y para evitar interferencias entre ellas, cada una ocurre en un compartimiento celular, por ejemplo; las de trascripción y duplicación se dan en el núcleo, la glucólisis se da en el citoplasma, el ciclo de Krebs en la mitocondria, etc. El metabolismo esta regulado por enzimas, que son proteínas especificas para cada metabolito o sustrato y trabajan sobre cada reacción de cada ruta metabólica . Sustrato A---------Sustrato B---------Sustrato C---------Sustrato D E1 E2 E3 EJERCICIO 10

Después de haber estudiado los diferentes tipos de metabolismo existentes, establece las principales diferencias que hay entre ellos.

_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

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Biología I

ENERGÍA. Cuando observas tu entorno notaras que todo se mueve, que el aire golpea tu cara, los automóviles desplazándose, los diversos organismos yendo de un lugar a otro, etc. ¿quÉ es lo que hace que ocurran estos fenómenos Simplemente utilizan energía ¿QUÉ ES LA ENERGÍA? Energía es capacidad para producir trabajo, para producir movimiento, la vida terrestre depende de la energía solar, cuando en las reacciones de conversión del hidrogeno solar a helio se desprende una gran cantidad de energía lumínica que se disipa en el universo, llega a la tierra una parte muy pequeña de ella pero que es suficiente para que nuestros organismos autótrofos la capturen y la transformen en energía química de enlace en las moléculas elaboradas por ellos que posteriormente mediante la ruptura de estas moléculas se libera la energía pudiendo ser transformada en calor, energía cinética o en energía de enlace formando otras moléculas como “ monedas de intercambio energético: El ATP (trifosfato de adenosina).

TAREA 7 Todos los seres vivos necesitamos de la energía para realizar nuestros procesos vitales, la que nos es proporcionada por los alimentos Página 177.

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Biología celular

Se pueden mencionar algunos procesos que implican gastos de energía como el movimiento para desplazarse, el transporte de nutrimentos, el paso de estos a través de la membrana, así como la transmisión genética va acompañada de la biosíntesis de nuevas moléculas. Las actividades celulares se realizan utilizando las rutas metabólicas, tanto para la degradación como para la síntesis de biomoleculas que producen energía. El paso de materiales a través de las rutas es regulado por enzimas apropiadas que se activan y desactivan según necesidades de la célula.

EJERCICIO 11

En base al dibujo anterior, escribe los diferentes usos que se pueden dar a la energía solar, entrega el reporte a tu profesor.

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Biología I

El funcionamiento indefinido de la maquinaria metabolizante se logra debido a la coordinación de procesos, los cuales necesariamente implican gastos de energía como los siguientes: • • • • • •

Ingestión de alimentos Digestión Absorción Transporte de nutrimentos Respiración Excreción

Todo este despliegue de actividad celular se acompaña siempre de gastos de energía, lo cual proviene originalmente del alimento que consumimos. Los alimentos contienen los nutrimentos necesarios para la célula, son la fuente de la energía y de materiales estructurales, son la materia prima para la biosíntesis de sustancias necesarias para las actividades metabólicas. Los nutrientes que aportan energía al organismo son los glucidos, lípidos, proteínas, las vías metabólicas que los catalizan tienen la finalidad de transformarlos en bióxido de carbono y agua y a las proteínas en urea, estos procesos se realizan a través de una serie de etapas que permiten a la célula almacenar parte de su energía en forma de ATP. Los carbohidratos que se ingieren en la dieta pasan a través de vías metabólicas que degradan a los polisacaridos y oligosacaridos en monosacáridos posteriormente transformarlos en Acetil Co A y una vez formado este metabolito puede entrar en la biosíntesis de una biomolecula o bien degradarse hasta formar dióxido de carbono y agua, liberando la energía de sus enlaces. Las proteínas deben degradarse hasta ser convertidos en aminoácidos los cuales serán absorbidos por el organismo para la síntesis de sus propias proteínas. Las grasas provenientes de los alimentos se degradan liberando los ácidos grasos que la forman, estos pueden seguir degradándose hasta Acetil Co A o a entrar en alguna de las vías metabólicas y descomponerse hasta dióxido de carbono y agua o si el organismo no lo necesita lo almacenara en deposito de grasa. También se realizan interconversiones de biomoleculas, los metabolitos intermedios procedentes de una vía, sirven de materia prima para la obtención de otros, por ejemplo el acido pirúvico proveniente de la degradación de la glucosa puede convertirse en aminoácido y viceversa. En los procesos metabólicos se libera una gran cantidad de energía que se disipa en forma de calor, aunque parte de ella se almacena en forma aprovechable para la célula. Las reacciones celulares pueden ser de dos tipos; ENDERGONICAS son aquellas que solo pueden ocurrir cuando hay entrada de energía libre proveniente de alguna fuente externa, a ella pertenecen las reacciones anabólicas, en cambio las reacciones de degradación o catabólicas liberan energía y se llaman EXERGONICAS. La fotosíntesis es un ejemplo de reacción endergonica y la respiración celular es un tipo de reacción exergonica

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Biología celular

ATP (TRIFOSFATO DE ADENOSINA): LA ENERGÍA BIOLOGICAMENTE ÚTIL En todas las células el proceso de oxidación o transferencia de electrones, es lo que constituye el principal proceso para la producción de energía. La energía se conserva en la célula en forma química, específicamente en forma de; TRIFOSFATO DE ADENOSINA (ATP). EL ATP, es una molécula que esta constituida por una azúcar (ribosa, la base nitrogenada purica; adenina y tres grupos fosfato. El ATP fue descubierto por Lohman en 1929, cuando estudiaba la glucolisis y la contractura muscular, en un principio se creyó que solo se producía en los músculos, posteriormente nuevas investigaciones sugirieron que el ATP podía tener un importante papel en la transferencia de energía de todas las células.

El ATP contiene enlaces de alta energía entre los grupos fosfato, que al romperse dichos enlaces, se libera la energía almacenada. En la mayoría de las reacciones celulares el ATP se hidroliza a ADP, rompiéndose un enlace y quedando un fosfato libre que suele transferirse a otra molécula, proceso llamado fosforilación ,en algunos casos se rompen dos enlaces quedando AMP + 2 grupos fosfato. El sistema ATP—ADP, es el sistema universal de intercambio de energía. TAREA 8

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Biología I

EJERCICIO 12

Instrucciones: completa los siguientes enunciados. 1. El ATP fue descubierto por _______________________ 2. ¿Cuándo se libera la energía que contienen los enlaces del ATP? __________________________________________________ 3. El proceso de _________________________________es el que constituye el principal proceso de producción de energía de las células. 4. La fotosíntesis es un tipo de creación _____________________ Porque libera energía 5. Menciona un proceso que implique gasto de energía en el organismo____________________________________

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Biología celular

CONTROL DE LAS CÉLULAS EN SUS REACCIONES METABOLICAS ENZIMAS En las células ocurre una gran cantidad de reacciones químicas rápidas, para formar estructuras y obtener energía, que hacen posible la vida, estas células apresuran sus reacciones utilizando enzimas, las cuales se definen como proteínas que actúan como catalizadores biológicos, sin enzimas no fuera posible la vida MECANISMO DE ACCIÓN Uno de los modelos más antiguos aceptados para explicar el mecanismo de acción de las enzimas, es el modelo de llave y cerradura, donde participa la enzima como llave y el sustrato como cerradura.

El sustrato es la sustancia sobre la cual actúa la enzima y será convertido a producto. El centro activo es la región de la enzima que permite reconocer a un solo tipo de sustrato, al embonar perfectamente la enzima y el sustrato se forma un complejo enzima-sustrato lo cual provoca que baje la energía de activación y se efectué la reacción química rápidamente. Como se mencionaba anteriormente, a menudo las enzimas requieren de una sustancia adicional no proteica para su activación, estos elementos son llamados cofactores o coenzimas. Los cofactores son sustancias que aumentan específicamente la actividad de la enzima, estas son iones de tipo inorgánico entre los que se pueden mencionar el potasio, manganeso, calcio, cinc y cloro, en ausencia del cofactor la enzima puede verse lenta o inactiva. Ejemplo de enzima que emplea cofactor es la amilasa.

Sabias que algunas de las enfermedades que padecemos por falta de vitaminas, obedece a que estas funcionan como coenzimas y su deficienci responde a la falta de una enzima lo que nos trae ciertas enfermedades

.

Las coenzimas son moléculas orgánicas que participan en las reacciones de oxidorreducción que ocurren en el organismo, su función es aceptar átomos o grupos de átomos de un sustrato y transferirlos a otras moléculas aceptores, estas son menos especificas que las enzimas por lo que una misma coenzima puede actuar en varias reacciones diferentes, ejemplo tenemos la FAD (Flavin adenina dinucleótido), la NAD (nicotinamida adenosina dinucleótido), y la vitamina B12 El conjunto de Coenzima o Cofactor con la enzima se llama holoenzima mientras que la porción proteica propiamente dicha se llama apöenzima

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Biología I

El nombre de las enzimas proviene de añadir la terminación asa al nombre del sustrato sobre el cual actúa, ejemplo; proteínas –proteasa, almidón –amilasa, sacarosa –sacarasa etc.

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Biología celular

Después de haber estudiado el mecanismo de acción de las enzimas con los sustratos, explica el siguiente dibujo

EJERCICIO 13

La actividad enzimática varía mucho con los cambios de temperatura y el ph, la mayoría son activas en un rango de ph de 6 a 7.5 y a una temperatura entre 25 y 40 grados centígrados CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS Las enzimas se clasifican según la Unión de Bioquímica y Biología, en seis clases, de acuerdo a la reacción que producen: • OXIDORREDUCTASAS; aceleran las reacciones de oxidorreducción. • TRANSFERASAS; intervienen en la transferencia de grupos atómicos. • HIDROLASAS; aceleran reacciones donde una sustancia se rompe en componentes más pequeños por reacción con moléculas de agua. • LIASAS; generan o hacen desaparecer dobles enlaces en forma no oxidativa. • ISOMERASAS; aceleran reacciones de cambio e posición de átomos. • LIGASAS; Catalizan reacciones de formación de enlaces dependientes. 143

Biología I

ANABOLISMO Y CATABOLISMO La fotosíntesis es un conjunto de reacciones anabólicas que almacenan la energía en las moléculas de glucosa en cambio la respiración celular, es una serie de reacciones catabólicas que liberan la energía contenida en la molécula de la glucosa para su utilización por todo el organismo. Ambas: la fotosíntesis y la respiración celular, son los grandes procesos vitales

Se había mencionado anteriormente que el ser vivo necesita de una serie de reacciones químicas que tienen lugar dentro de sus células, que transforman energía, y que son reguladas con certera precisión desde el nacimiento hasta la muerte por catalizadores biológicos llamadas enzimas, que se encargan de activar y controlar todas esas reacciones. Pues bien, todas esas reacciones químicas vitales las podemos agrupar en dos grandes procesos metabólicos; el anabolismo y el catabolismo El anabolismo es un conjunto de reacciones químicas de síntesis, necesaria para el crecimiento de las nuevas células y el mantenimiento de todos los tejidos, las reacciones anabólicas incluyen la biosíntesis de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos Nucleicos. Todos estos procesos necesitan la energía química suministrada por el ATP. El catabolismo engloba la degradación de las moléculas químicas complejas, como los polisacáridos, las proteínas y los lípidos en sustancias mas sencillas que puedan ser utilizadas como materia prima para reacciones anabólicas, para la obtención de energía etc. FASES DEL METABOLISMO CATABOLISMO Existen tres fases tanto para el anabolismo como para el catabolismo: • FASE I; Las grandes moléculas se degradan en sus monómeros, con enzimas especificas, ocurre fuera de la célula, como en la digestión • FASE II; Los monómeros son degradados por procesos específicos hasta acetilcoenzima, se produce algo de ATP, ejemplo la glicólisis. • FASE III; El acetil coenzima A es oxidado hasta CO2 y H2O, originando gran cantidad de NADH (poder reductor) y ATP, ocurre en la mitocondria, también se genera ATP en la fosforilación oxidativa. ANABOLISMO • Comienza en la FASE III del catabolismo, con los pequeños compuestos originados en esta fase, en FASE II se forman los monómeros y en la FASE I se forman los polímeros. Por tanto son rutas divergentes

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Biología celular

Explica que mecanismos anabólicos y catabólicos presenta la planta a través de su existencia.

EJERCICIO 14

NUTRICIÓN CELULAR La nutrición es un proceso biológico, mediante el cual los seres vivos adquieren del medio los elementos necesarios para la construcción de su propio cuerpo y para realizar sus actividades vitales. Dichos elementos se llaman nutrimentos y los organismos lo requieren para los siguientes objetivos: • Para la producción de energía • Para la formación y reparación de sus protoplasmas • Para regular sus procesos metabólicos Cuando los nutrimentos que se toman son inorgánicos, la nutrición se llama autótrofa, cuando los nutrimentos provienen de materia orgánica, entonces la nutrición toma el nombre de heterótrofa.

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Biología I

NUTRICIÓN AUTOTROFA Los organismos autótrofos son capaces de producir su propio alimento a partir de materiales inorgánicos que toman del medio en que habitan, para producir sustancias organizadas que les sirvan para obtener energía. Existen dos maneras de producir sus propios alimentos por la vía autótrofa: • Quimiosintesis. • Fotosítesis. QUIMIOSÍNTESIS Es un proceso mediante el cual algunos organismos, particularmente bacterias, producen compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas sin necesidad de la energía luminosa, obteniéndose en su lugar energía proveniente de la oxidación de sustancias como el amoniaco, el metano etc. Los organismos que presentan quimiosíntesis se llaman quimiosinteticos o quimioautotrofos y son un pequeño grupo formado por bacterias, arqueas y hongos, extraen su energía que resulta de las reacciones químicas y transforman el dióxido de carbono en compuestos hidrogenados. Su fuente de energía son sustancias químicas con muchos enlaces de alto contenido energético como los sulfatos, fosfatos y nitratos. Ciertas especies de bacterias poseen sistemas enzimáticos que les permiten oxidaciones particulares como fuentes de energía, como las bacterias del nitrato (nitrosomas) oxidan el amoniaco para formar nitritos, otras oxidan nitritos para formar nitratos (nitrobacter), las bacterias del hierro convierten las sales ferrosas en ferricas, en tanto que otras oxidan el ác. Sulfhídrico para formar sulfatos. La energía de estas oxidaciones se usa para sintetizar sustancias orgánicas necesarias para los procesos vitales. EJERCICIO 15

Dibuja el ciclo del nitrógeno donde se observe la participación de las bacterias que participan en el mismo, entrega el reporte a tu profesor

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Biología celular

FOTOSÍNTESIS La fotosíntesis es la base de la vida en la tierra, consiste en una serie de procesos a través de los cuales los vegetales absorben la energía solar y la transforman en energía química, almacenándola en moléculas de alta energía que utilizan para su crecimiento y desarrollo. Los organismos capaces de realizar este proceso se le llama fotoautotrofo, siendo los más importantes los vegetales La fotosíntesis se lleva a cabo dentro de un organito llamado cloroplasto, que es la unidad estructural del proceso fotosintético

La luz es indispensable para las plantas para su proceso fotosintético, sin embargo también es dañina para ella si la recibe en exceso. Las plantas que viven en las altas cumbres tienen que protegerse de la intensa radiación solar pues en las grandes alturas la atmósfera tiene menor grosor y aunque las nubes las protegen, se valen de otros medios para sobrevivir.

estos organitos están constituidos por dos membranas que lo envuelven separándolo del citoplasma y en su interior se encuentran una serie de membranas en forma de saco aplanado llamados tilacoides, dentro de estos tilacoides 147

Biología I

encontramos los pigmentos fotosintéticos, siendo el principal la clorofila, de color verde de la cual existen varios tipos; clorofila a,b ,c y d. Los tilacoides se disponen a manera de pila llamados grana, el espacio acuoso comprendido entre los grana se llama estroma en el que se encuentran las enzimas que catalizan la fijación del dióxido de carbono Figs No x y x

En el interior de los tilacoides, los pigmentos se disponen en subunidades llamados fotosistemas, Cuando los pigmentos absorben la luz, sus electrones ocupan niveles energéticos mas altos y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro de reacción. La clorofila es una molécula compleja de elevado peso molecular, semejante a la hemoglobina, esta formada por átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y contiene un átomo de magnesio, a diferencia de la hemoglobina que contiene hierro, el átomo de magnesio esta rodeado de una nube de electrones de baja energía, además tiene una cadena carbonada en forma lateral que la fija a la membrana tilacoide. La fotosíntesis se realiza en dos etapas; la fase luminosa y la fase oscura, para que estos procesos se realicen se necesita; dióxido de carbono, agua, sales minerales y por supuesto, luz solar, llegándose a constituir con los anteriores elementos la llamada ecuación general de la fotosíntesis: 6 CO2 + 6H2O ---------------- C6H12O6 + 6 O2 Luz solar

FASE LUMINOSA En esta etapa se realizan una serie de de reacciones que dependen totalmente de la energía solar. En esta fase suceden los siguientes eventos; se conocen dos fotosistemas llamados fotosistema I y fotosistema II , la energía luminosa es atrapada en el fotosistema II y los electrones cargados de energía saltan a un receptor de electrones, el hueco que deja es reemplazado en el fotosistema II por electrones procedentes de la molécula de agua (hidrólisis) reacción que va acompañada por la liberación de la molécula de oxigeno (reacción de Hill), los electrones energéticos recorren una cadena de transporte de electrones que los 148

Biología celular

conduce al fotosistema I, y en el curso de este fenómeno se genera un ATP, la luz absorbida por el fotosistema I pasa a continuación a su centro de reacción y los electrones energéticos saltan a su aceptor. Otra cadena de transportes los conduce para que transfieran la energía a la coenzima nicotinamida adenina dinucleotido o NADP que como consecuencia se reduce a NADPH2. La fase luminosa termina con el almacenamiento de la energía producida en forma de ATP y NADPH2. Fig. No.

TAREA 11 FASE OSCURA La fase oscura se llama así porque no requiere la luz, constituye el segundo grupo de reacciones fotosintéticas y tiene lugar en el estroma, un líquido que se localiza entre los tilacoides.

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En esta etapa los productos químicos de la primera fase se emplean para reducir el dióxido de carbono que es absorbido por los estomas de las hojas y se transforma en glucosa a través de una seria de reacciones enzimáticas que en conjunto reciben el nombre de ciclo de Calvin Benson 1. Como primer paso el dióxido de carbono se une a la ribulosa difosfato formando el ácido Fosfoglicerido.

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Biología I

2. Utilizando el ATP y los hidrógenos transportados por el NADPH, formados en la etapa luminosa, se producen dos moléculas de fosfogliceraldehido (PGAL). 3. El PGAL formado en el ciclo de Calvin-Benson, es la materia prima para la síntesis de la mayoría de las moléculas orgánicas que constituyen las reservas energéticas de las células. La glucosa fabricada se almacena en el vegetal principalmente como el polisacarido almidón, las células vegetales pueden también transformar el PGAL en lípidos y proteínas que necesitan. En resumen se puede decir que durante la fase oscura se forma la molécula de glucosa y se regenera el ADP y el NADP, que pueden entrar a un nuevo ciclo. Los árboles son los grandes responsables de purificar el aire y producir oxigeno puro, a través del proceso fotosintetico, sabias que un árbol puede proporcionar el oxigeno necesario para una persona adulta, ocho bebes ,cinco perros y veinte gallinas ?

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Biología celular

EJERCICIO 16

Después de haber estudiado el fenómeno fotosintético, explica las dos fases mediante tus propios esquemas, entrega el reporte a tu profesor

IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LA FOTOSÍNTESIS • La fotosíntesis transforma la materia inorgánica en orgánica que posteriormente ira pasando de un organismo a otro en las cadenas alimenticias • En la fotosíntesis se libera oxigeno, que será utilizado en la respiración aerobia como oxidante. • La fotosíntesis fue la causante del cambio producido en la atmósfera primitiva que era anaerobia y reductora • De la fotosíntesis también depende la energía almacenada en los combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural • El equilibrio entre autótrofos y heterotrofos es posible por la fotosíntesis. Podemos concluir que la diversidad de la vida existente en la tierra es posible gracias a la fotosíntesis, sin duda el proceso más importante en la biosfera.

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Para saber más y enriquecer el tema, visita el sitio www.encarta.com

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Biología I

NUTRICIÓN HETEROTROFA

La energía que fluye a través de las cadenas alimenticias de los ecosistemas, tiene dentro del factor biótico su inicio con los organismos autótrofos, es decir aquellos capaces de elaborar materia orgánica a partir de la inorgánica, como las, algas y las plantas pero no todos los presentan esa capacidad, existen aquellos que tienen que consumir el organismos que están forma de nutrición llamada heterótrofos. La nutrición heterótrofa es un proceso que permite la incorporación al organismo de sustancias ya elaboradas para que este satisfaga sus necesidades vitales de crecimiento, reparación etc., los organismos heterótrofos son seres que se alimentan de materia orgánica sintetizada por organismos autótrofos o bien por otros heterótrofos. . Los organismos heterótrofos los dividimos según el origen de su energía en: • FOTOORGANOTROFOS; Son organismos que fijan la energía de la luz y los materiales de sustancias orgánicas, es un tipo de nutrición muy rara solo se observa en ciertos tipos de bacterias (purpúreas). • QUIMIOORGANOTROFOS; Son organismos que utilizan directamente la energía química extraída de la materia orgánica, se les llama también quimioheterotrofos , perteneciendo a este grupo todo el reino animal, el reino de os hongos, parte del dominio bacteria y de las arqueas.

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Biología celular

De acuerdo al estado físico de la materia, existen varios tipos de nutrición heterotrófica: • HOLOZOICA; se llama así cuando el alimento de obtiene en estado sólido, que debe comerse, digerirse, absorberse, como ocurre en casi todos los animales, los organismos holozoicos deben constantemente buscar, atrapar y comer a otros organismos y dependiendo del origen del alimento estos pueden ser; animales fitófago si es de origen vegetal y zoófagos si es de origen animal. • SAPROFITA; En este tipo de nutrición la materia orgánica tomada como alimento, se encuentra en estado de descomposición, procedente de materia muerta. Es propia de bacterias y hongos. • PARASITISMO; En este tipo de nutrición, el parasito vive dentro y fuera de la planta y animal que en este caso se llama huésped y se alimenta de el. Algunos parásitos obtienen su alimento por ingestión y digestión de partículas sólidas o por absorción de moléculas orgánicas a través de sus paredes celulares. Algunos parásitos producen poco o ningún daño al huésped mientras que otros pueden producir enfermedades realmente graves Menciona las principales diferencias existentes entre las diferentes formas de nutrición que conoces.

EJERCICIO 17

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

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Biología I

RESPIRACIÓN CELULAR El vocablo respiración generalmente lo vinculamos al hecho de inhalar oxigeno y exhalar dióxido de carbono, sin embargo cuando hablamos de respiración celular, el concepto va mas allá de la obtención de oxígeno y el desecho del dióxido de carbono por las células. En todos los seres vivos, los procesos metabólicos son muy parecidos, los azucares son convertidos en dióxido de carbono y agua con la obtención de la energía necesaria que ocupan los organismos para sus funciones vitales. Estas reacciones químicas que transforman los nutrimentos para dotarnos de energía a los seres vivos se llaman en conjunto respiración celular. El proceso de respiración celular consiste en obtener la energía almacenada en los enlaces químicos de los alimentos. Si el proceso se realiza en ausencia de oxigeno se llama anaeróbica, si por el contrario se realiza en presencia del mismo, se denomina aeróbica. Es un proceso que ocurre en la mayoría de las células de la economía corporal, los elementos que intervienen son la glucosa como nutrimento, el oxigeno como reductor y los productos terminales; el dióxido de carbono, el agua y la energía que se libera en forma del compuesto químico ATP que es la energía biológicamente útil para el funcionamiento del organismo. La ecuación de la respiración celular se representa: C6H12O6 + 6 O2 ----------- 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

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Biología celular

La respiración celular se realiza en tres etapas: • GLICOLISIS. • CICLO DE KREBS. • CADENA RESPIRATORIA o MECANISMO TERMINAL RESPIRATORIO. LA GLICOLISIS O FASE ANAEROBICA Es un proceso anaeróbico realizado en el citoplasma, en el cual la glucosa es degradada a través de varias reacciones enzimaticas hasta formar dos moléculas de ac. Piruvico o piruvato,, en la glicólisis hay una ganancia de 2 ATP. Además se desprenden átomos de hidrogeno que son aceptados por una sustancia aceptora de iones de hidrogeno llamada NAD (nicotinamida adenin dinucleotido) y se convierte en su forma reducida, esta, participara posteriormente en la cadena respiratoria. La degradación del ácido Piruvico continua en una serie escalonada de reacciones de oxido reducción cuyos compuestos finales son dióxido de carbono, agua y energía; el ciclo de Krebs y la cadena respiratoria.

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Biología I

Antes de entrar a la mitocondria para integrarse al ciclo de Krebs, el ácido. Pirúvico sufre una serie de transformaciones hasta formar un compuesto de dos carbonos (grupo acetilo) que se une a la Coenzima A y forma Ácetil coenzima A, esta sustancia continua su proceso de oxidación hasta convertirse en una molécula de dióxido de carbono y el hidrogeno liberado desde el ácido Pirúvico se une al NAD formando NADPH, esta serie de reacciones de transición desde glucosa hasta Ácetil Co A son el eslabón entre la glicólisis y el ciclo de Krebs. Fig No. Hans Adolf Krebs (1900-1981) notable investigador alemán, por sus descubrimientos en el campo de la Bioquímica fue galardonado con el premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1953 CICLO DE KREBS El ciclo de Krebs, llamado también ciclo del ácido. Cítrico, se realiza en la mitocondria, es la vía metabólica de la desintegración de los productos de los glucidos, comprende una serie de reacciones enzimáticas, de oxidaciones y deshidrogenaciones de los metabolitos intermedios. En este ciclo no se requiere de oxigeno aceptor de electrones, pues todos los que provienen de las oxidaciones que suceden, son aceptados por los portadores de electrones NAD y FAD (flavin adenina dinucleotido) que es una molécula que trasporta hidrógenos en la cadena respiratoria.

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El ciclo inicia cuando la Ácetil Co A formada en la glucólisis se une a un compuesto de cuatro carbonos llamado a. Oxalacetico, formando un compuesto de 6 carbonos llamado ácido Cítrico, liberando la Co A, posteriormente se liberan dos moléculas de dióxido de carbono y se regenera el ácido Oxalacetico, que puede iniciar de nuevo el ciclo.

Biología celular

Sólo se formaron dos moléculas de Ácetil Co A después de la glucólisis, serán necesarios dos ciclos para lograr la oxidación completa de una molécula de glucosa, lo cual debe tenerse en cuenta al contabilizar la energía obtenida de la degradación completa de una molécula de glucosa, en el ciclo de Krebs, la ganancia neta es de 2 ATP, 6 NADH y 2 FADH2.

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Biología I

Estas moléculas transportadoras NADH y FADH, llevaran los electrones a la siguiente etapa de la respiración que es la cadena respiratoria. CADENA RESPIRATORIA La cadena respiratoria es la ultima etapa de la respiración, en esta etapa los electrones de alta energía contenidos en los portadores reducidos ( NADH y FADH2) circulan en cascada descendente de energía, a través de una serie de trasportadores de electrones entre ellos la Coenzima Q y otros conocidos como citocromos, la energía es liberada a medida que los electrones son transferidos de un transportador a otro y esta energía es aprovechada para formar ATP a partir de ADP y Fósforo inorgánico.

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Biología celular

Los electrones una vez despojados de su exceso de energía, se unen al oxigeno, lo que les permite formar agua, a través de enlaces de menor energía. Por lo tanto el oxigeno es el aceptor final de esos electrones de baja energía. Es observable que la mayoría de las moléculas de ATP formadas durante el proceso respiratorio, se formaron durante la fase aeróbica, por lo cual los organismos que dependen de esta vía son dependientes de oxigeno para la obtención de su energía. Durante la fase aeróbica se obtienen 38 ATP, a lo que se le restan 2 ATP gastados en el paso de ácido. Pirúvico a través de la membrana mitocondrial, por lo que se considera un rendimiento energético neto de 36 ATP, por cada molécula de glucosa que entra al ciclo.

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Biología I

LA FERMENTACIÓN Es un proceso catabólico, mediante el cual los microorganismos descomponen sustancias orgánicas complejas en ausencia de oxigeno, siendo el producto final un compuesto orgánico. Generalmente se nombran agregando el nombre del producto final de la reacción. La mayoría de las fermentaciones la llevan a cabo los microorganismos, sin embargo también pueden observarse en células de organismos superiores como en las células musculares que en déficit de oxigeno transforma glucosa en ácido láctica. Desde el punto de vista energético, la cantidad de energía que libera es muy pobre si se compara con la respiración celular. TAREA 14

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Hay varios tipos de fermentaciones; láctica, alcohólica, butirica,etc.

Biología celular

¡Ojo! Recuerda que debes resolver la autoevaluación y los ejercicios de reforzamiento; esto te ayudará a enriquecer los temas vistos en clase.

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Biología I

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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 1


INSTRUCCIONES: Realiza una revisión bibliográfica o de Internet para que conozcas las aportaciones en el estudio de la célula de:

ROBERTO HOOKE: ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ LEEUWENHOEK ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ DUTROCHET ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ROBERT BROWN ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ PURKINJE ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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MATTHIAS SHLEIDEN ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ SCHIMPER Y MEYER ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ SHLEIDEN Y SCHWANN ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________


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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 2


INSTRUCCIONES: Consigue de Internet ilustraciones de organismos de los siguientes grupos: bacterias, algas, hongos, vegetales y animales, en cada caso, indica el grupo a que pertenece, su nombre científico la clase de célula que presenta. Bacteria:

Ilustración o imagen

Grupo al que pertenece:

Nombre científico

Clase de célula que presenta:

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Algas:



Nombre científico


Protozoarios:


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Nombre científico


Hongos:



Nombre científico


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Nombre______________________________________________________

TAREA 3


INSTRUCCIONES: Realiza una revisión bibliográfica y/o de Internet contesta lo que se te pide:

1. Describe brevemente la explicación propuesta por Lynn Margulis sobre la formación de eucariontes a partir de procariontes. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

2. Describe brevemente la explicación propuesta por Robertson sobre la formación de la envoltura nuclear, el retículo endoplásmico, la mitocondria y los cloroplastos. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 3. Indica cual es la diferencia entre las explicaciones propuestas por Marguéis y por Roberson. ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________

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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 4


INSTRUCCIONES: Consigue (de Internet) cuando menos tres imágenes o esquemas de tipos diferentes de células humanas; compáralas entre sí y con el modelo de células animales y describe las semejanzas y las diferencias entre ellas y con el modelo de la célula animal. Células humanas:

Semejanzas

Semejanzas

Diferencias

Diferencias

Células humanas:

Célula animal

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Nombre______________________________________________________

TAREA 5


INSTRUCCIONES: Anota las semejanzas y diferencias entre una célula animal y otra vegetal. Semejanzas

Diferencias

Células animal:

Célula vegetal

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Nombre______________________________________________________

TAREA 6


INSTRUCCIONES: Realiza la investigación bibliográfica acerca de los diversos conceptos que existen de la palabra metabolismo, preséntalas ante el grupo, para su discusión.


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Nombre______________________________________________________

TAREA 7


INSTRUCCIONES: Después de realizar una investigación bibliográfica y/o de internet, explica por qué el sol es la fuente básica de energía de los seres vivos.

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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 8


INSTRUCCIONES: Auxiliándote en bibliografía de tu plantel y/o internet menciona tres enzimas con sus respectivos cofactores o coenzimas, sus sustratos y sus productos

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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 9


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación bibliográfica y/o de internet para buscar cinco enfermedades producidas por las deficiencias de vitaminas.

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Biología I


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Nombre______________________________________________________

TAREA 10


INSTRUCCIONES: Menciona que ventajas o desventajas puedes encontrara en la nutrición autotrofa sobre la heterotrofa.

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Biología celular

Nombre______________________________________________________

TAREA 11


INSTRUCCIONES: De manera individual elabora un resumen sobre la fase luminosa de la fotosíntesis, entrégalo a tu profesor para su revisión. 1. ¿Qué tipo de reacciones son las de esta fase?

2. ¿Bajo qué condiciones se lleva a cabo?

3. ¿En qué sitio se lleva a cabo?

4. ¿Qué elementos se necesitan para realizarse.

5. ¿Cuáles son los resultados?

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Nombre______________________________________________________

TAREA 12


INSTRUCCIONES: De manera individual elabora un resumen sobre la fase oscura de la fotosíntesis, entrégalo a tu profesor para su revisión. 1. ¿Qué tipo de reacciones son las de esta fase?

2. ¿Bajo qué condiciones se lleva a cabo?

3. ¿En qué sitio se lleva a cabo?

4. ¿Qué elementos se necesitan para realizarse? 5. ¿Cuáles son los resultados?

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Nombre______________________________________________________

TAREA 13


INSTRUCCIONES: Después de una investigación bibliográfica y/o de Internet elabora un diagrama donde menciones los metabolismos del ciclo de Krebs.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 14


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación bibliográfica y/o de internet, sobre diferentes tipos de fermentación y entrégasela a tu profesor.

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Biología celular

Nombre______________________________________________________ AUTOEVALUACIÓN


1.

Tipo de metabolismo que presenta como fuente energética los materiales orgánicos.:

Autótrofo fotosíntetico. Autótrofo quimiolitotrofico. Heterotrófo. 2. Así se les llama a los iones de tipo inorgánico que aumentan específicamente la actividad de una enzima, de la cual forma parte. Cofactor. Covalente. Apoenzima. 3.

Son reacciones químicas de síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células.

Catabolismo. Anabolismo. Metabolismo. 4.

El ciclo de Calvin – Benson se realiza en el siguiente proceso:

Fotosíntesis. Respiración celular. Glicolisis. 5.

Es producto de la fase luminosa fotosintética.

Oxígeno. Glucosa. Dióxido de carbono. 6.

Nutrición heterotrófica cuyo alimento es la materia muerta en estado de descomposición.

Holozoica. Saprofita. Parásita

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Biología I

7.

Producto terminal del proceso de la glicolisis:

Ácido cítrico. Ácido piruvico. Glucosa. 8.

Etapa de respiración celular de donde se obtiene la mayor parte de la energía en forma de ATP.

Glicolisis. Ciclo de Krebs. Mecanismo terminal respiratorio. 9.

El ciclo de Krebs se realiza en el siguiente organelo:

Núcleo. Mitocondria. Ribosoma. 10. Cantidad de energía liberada en la respiración celular por molécula de glucosa: 36 ATP. 38 ATP. 2 ATP.


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Unidad 3 Diversidad biológica.

Objetivos: El alumno: Planteará problemas y soluciones para la preservación y manejo sostenible de la biodiversidad en nuestro país con base en el análisis de los diferentes criterios de clasificación de los seres vivos, su diversidad y la valoración de su importancia social, económica y biológica. En un ambiente de participación, respeto y tolerancia.

Temario:

Nuestro planeta aunque pequeño en el cosmos, es extraordinariamente grande en seres vivientes, nuestra imaginación no alcanza a percibir la enorme cantidad, variedad y variabilidad de organismos con los que compartimos el planeta, todos juegan un papel importante en la naturaleza y a través del tiempo el hombre se ha preocupado por ordenarlos con diversos criterios y buscar beneficiarse con sus interacciones.

• • • • •

Virus. Clasificación de los seres vivos. Dominio bacteria. Dominio archaea. Dominio Eukaria.

Biología I

3.1.

VIRUS.

En los últimos años nos hemos enterado por los diversos medios de comunicación, como en todo el planeta se presentan casos de enfermedades producidas por virus que en algunos países representan casos de verdadera preocupación en la salud publica, por ejemplo hemos escuchado hablar de la gripa aviar en Asia y como amenaza propagarse a todo el mundo con resultados que pueden ser realmente catastróficos. Todos hemos oído y tal vez visto los virus en publicaciones o en televisión, pero ¿sabes que son los virus?, ¿dónde se encuentran? ¿Qué forma tienen? ¿cómo se tratan las enfermedades producidas por ellos? DEFINICIÓN Los virus (del latín virus=veneno) son agentes infecciosos muy pequeños, son estructuras constituidas por un ácido nucleico que esta envuelto en una capsula proteinita llamada cápside, no tienen sistema enzimático propio, ni metabolismo, ni vida independiente y la única forma de multiplicarse es invadiendo células vivas. El ácido Nucleico que poseen puede ser ADN o ARN, nunca los dos, que cifra la información genética necesaria para su replicación, la capside esta formada por subunidades Llamados capsomeros que son proteínas globulares, estas se ensamblan entre si, dando a la cubierta una forma geométrica, la cápside desempeña varias funciones importantes; sirve para proteger al genoma viral, participa también en la adhesión de la partícula viral a la célula susceptible y es responsable de la simetría geométrica de los virus. A la unidad formada por el acido nucleico y la cápside se llama virion. Los virus son estructuras muy pequeñas, miden de 20 a 300 nanómetros,(un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro), su existencia se establece por primera vez en 1892, con los trabajos del ruso Dimitri Ivanowsky, quien buscaba el agente causal de la enfermedad de las plantas mosaico del tabaco, concluyendo que el responsable era una toxina o un organismo mas pequeño que las bacterias, porque atravesaba los filtros que normalmente las detenían, a estos agentes les llamo virus filtrables. En 1898, el botánico holandés Martines Beijerinck, realizando experimentos similares a los de Ivanovwsky, rechazo la idea de las toxinas y concluyo que eran agentes vivos pues el contagio las multiplicaba y los llamo virus. En la segunda década del siglo XX, en forma independiente el británico Federico Twort y el canadiense Felix D Herelle, descubrieron un virus que infectaban bacterias a los que llamaron bacteriófagos Hacia 1935, el bioquímico estadounidense Wendell Stanley cristalizo el virus del mosaico del tabaco, demostrando que estaba formado por un acido nucleico (ARN) y de una envoltura proteinita. Con el advenimiento de mejores filtros, mejores técnicas de cultivo celular in Vitro y por supuesto con la llegada del microscopio electrónico, se logro visualizar a estos agentes, dando lugar a la rama de la Biología llamada Virología.

210

Diversidad biológica

Los adelantos en la difracción con rayos X y en la microscopia electrónica, han hecho posible resolver diferencias sutiles en la morfología básica de los virus, la arquitectura viral es variable en forma y tamaño, pero pueden agruparse en tres tipos: • Forma helicoidal. • Forma icosaedrica. • Forma compleja.

EJERCICIO 1

Después de haber realizado una investigación sobre los diferentes formas de estructuras virales existentes, dibújalos y enséñalos a tu profesor.

TAREA 1

Página 237.

Después de haber estudiado el tema de los virus, pon a prueba tus conocimientos contestando estas preguntas.

EJERCICIO 2

1. ¿Qué son los virus? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 2. ¿Por qué no pueden ser considerados seres vivos? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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3. ¿Cómo están estructurados? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 4. ¿Qué criterios se emplean para nombrarlos? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5. De acuerdo a la forma, como se dividen? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 6. ¿Por qué son parásitos obligatorios? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 7. ¿Qué importancia tienen en la naturaleza? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

212


Realiza una investigación bibliográfica y establece si los equipos de computación se infectan al igual que los seres vivos por los mismos virus, presenta tu trabajo al profesor quien lo discutirá en clase.

EJERCICIO 3

______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

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Biología I

TAREA 2

3.2

CLASIFICACIÓN DE LOS . SERES VIVOS.

Página. 239. Introducción. Te preguntaras ¿cuántos tipos diferentes de seres vivos pueblan nuestro planeta? y además ¿existirá un parentesco entre ellos? El primer cuestionamiento es difícil de contestar, no se sabe a ciencia cierta, los biólogos suponen que debe haber varios millones de especies diferentes de organismos diferentes, aunque conozcamos menos de dos millones y en relación a la segunda pregunta, los investigadores encuentran cada vez mayor evidencia de un origen común a todos los seres vivos. Para poner orden en este extenso conjunto de formas vivientes, los científicos, a lo largo de la historia han ideado diversos sistemas para agruparlos según sus semejanzas y origen, naciendo de esta manera la rama de la Biología llamada Taxonomía, (del griego taxos; poner en orden) que se encarga de clasificar a los seres vivos. Historia de la clasificación Se ha observado en antiguas obras griegas, la preocupación por organizar a los seres vivos en un sistema de clasificación. Aristóteles, hacia el año 350 a. C, dividió a los organismos en dos grupos; animales y vegetales, concepto que predomino durante dos mil años. En los siglos XVI y XVII, los científicos pusieron su atención nuevamente en la clasificación, el botánico ingles John Ray (1628-1705), clasifico y catalogo miles de plantas tomando como base la estructura de las mismas El desarrollo de contenido… debe ser escrito con letra de 10 puntos

EJERCICIO 4

Por equipo elabora una clasificación de los seres vivos, cuyo reporte será entregado al profesor quien dirigirá una discusión grupal de las diferentes opiniones

214


Sistema de linneo El sistema de clasificación que se usa actualmente, tuvo su inicio en el siglo XVIII, gracias a los trabajos del investigador sueco Carlos Linneo (1707-1778) quien continúo apoyándose en la estructura como base principal de la clasificación. Clasifico también dos reinos; Animal y Vegetal Las contribuciones importantes de Linneo a la Taxonomía, las vemos en su método de agrupar y de nombrar a los organismos por categorías que agrupan aquellos que tienen semejanzas entre si y con otros seres, cada categoría es llamada taxón y son principalmente siete: REINO—FILUM-CLASE—ORDEN—FAMILIA—GENERO Y ESPECIE

Las clasificaciones del pasado tenían como cometido clasificar especies en razón de su parecido y no por su origen evolutivo, actualmente toma mayor importancia las formas y funciones heredadas de una misma forma ancestral que esta siendo dilucidado a través de estudios bioquímicos genéticos

Siendo la especie la unidad de clasificación de plantas y animales que se define como un grupo de individuos semejantes en cuanto a características estructurales y funcionales, que se reproducen entre sí y tienen descendencia fértil.

TAREA 3 SISTEMA BINOMINAL Es el sistema usado por Linneo para nombrar a todos los organismos y cuyo nombre puede ser entendido por todo el mundo científico, es aun usado en la actualidad, consiste en nombrar a cada organismo por su género y especie en latín

Página. 241.

TAREA 4

Página. 243. En el siglo XIX empezó a quedar claro que el sistema de Linneo era insuficiente y se propusieron esquemas con tres, cuatro o más grupos. En 1866, el zoólogo alemán Ernesto Haeckel, propuso la creación de un tercer reino, el protista, que comprendiera seres unicelulares a diferencia de los animales y vegetales que eran pluricelulares. Muchos científicos concluyeron que para clasificar a los seres vivos, había que considerar a la célula como característica básica

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Biología I

EJERCICIO 5

Para que pongas a prueba tus conocimientos adquiridos, contesta lo que se pide, si no lo sabes. necesitas repasar y preguntarle a tu profesor 1. Naturalista griego creador de las primeras clasificaciones de los seres vivos ______________________________________________________________________ 2. ¿Cómo se llama la rama de la Biología que estudia la clasificación de los seres vivos? ______________________________________________________________________ 3. Naturalista sueco al que le debemos la manera de clasificación de los organismos a través de un sistema binominal ______________________________________________________________________ 4. Grupo de seres vivos que añade Haeckel a la clasificación en el siglo XIX. ______________________________________________________________________ 5.- ¿Por qué las primeras clasificaciones hablaban sólo de organismos pluricelulares? ______________________________________________________________________ En 1925 un microbiólogo francés, Eduardo Chatton, plantea a la comunidad científica, dividir en dos grupos principales a los protistas; procariotas y eucariotas, en función a la célula básica que los forma, los procariotas células sin membrana nuclear ni organelos y los eucariotas, mas complejas, dotadas de membrana nuclear y organelos. En 1938, Herbert Coppeland, aparta a las bacterias de los protistas, creando al reino Monera. En 1969, Robert Withaker propuso el sistema de cinco reinos; Monera, Protista, Animal, Vegetal y el nuevo reino extraído de las plantas; el Fungii o de los Hongos.

TAREA 5

Con el avance de la tecnología, los estudios a nivel molecular se eficientaron, hacia 1977, Carl Woese y sus colaboradores realizaban estudios que analizaba la filogenia de organismos unicelulares utilizando la técnica de ARN ribosomal, descubrieron que los procariotas incluían dos grupos filogenéticos diferentes; las arqueobacterias que posteriormente serian llamadas simplemente arqueas y las eubacterias que serian llamadas solamente bacterias. Woese propuso un estrato jerárquico superior al reino; el dominio, aunque al principio se observo una gran resistencia contra la propuesta de parte de la comunidad científica, la mayoría acabo por convencerse. A partir de 1990 ya no se hablan de cinco reinos, sino de tres dominios; el de ARQUEAS, BACTERIAS y el de EUKARIA.

Página. 245.

216

CARL WOESE


3. 3

. BACTERIAS.

INTRODUCCIÓN La presencia de bacterias en la vida del hombre es tan remota como la presencia del mismo en la tierra, sus interacciones las encontramos relatadas en antiguos escritos donde se describen procedimientos para elaboración de cerveza, vino, sintomatología de enfermedades que en aquellos tiempos eran atribuidas a fenómenos mágico-religiosas, pero que en la actualidad podemos explicarlo de manera científica Cada vez que hablamos de bacterias, lo primero que viene a nuestra mente es la enfermedad, la suciedad, la muerte. De hecho existe razón para creerlo, sabemos que a lo largo de nuestra historia hemos sufrido algunas epidemias bacterianas que han causado grandes mortandades, como la peste bubónica en la edad media que redujo a la mitad la población europea de aquella época. A pesar de esto no todas las bacterias son dañinas, algunas son beneficiosas para nosotros. ¿QUÉ SON LAS BACTERIAS? Las bacterias son organismos unicelulares, cuyo núcleo carece de membrana nuclear por lo que pertenecen al grupo procariota, anteriormente se les consideraba un subreino en el reino monera. Su tamaño oscila entre .2 a 50 micras (micra= milésima parte de un milímetro), aunque en promedio miden de 1 a 10 micras. Son seres cosmopolitas, es decir se les encuentra en todos los habitats del planeta y juegan un papel muy importante en el equilibrio del mismo. Se conocen aproximadamente 1600 especies de bacterias, de las cuales poco más del 1% son productoras de enfermedades. REALIZA UNA LISTA DE LAS ENFERMEDADES BACTERIANAS QUE CONOZCAS Y ENTREGA EL REPORTE A TU PROFESOR El término bacteria fue acuñado por Christian Gotfried Ehrenberg en 1929 y es gracias a las investigaciones de Luis Pasteur y Roberto Koch en el siglo XIX que a las bacterias se les asocio con enfermedades. Naciendo así la Bacteriología, rama de la Biología encargada de estudiar las bacterias.

.

. TAREA 6

Página 247.

217

Biología I

ESTRUCTURA BÁSICA DE LA BACTERIA Las bacterias son organismos unicelulares sencillos como ya se menciono, carecen de núcleo celular definido, su material genético esta formado por una hebra de ADN circular situado en la parte media llamado nucleoide En el citoplasma no se observan organitos especializados como en los eucariotas, contiene inclusiones de reserva, se encuentran ribosomas que desempeñan un papel muy importante en la síntesis proteínica. La membrana celular tiene permeabilidad selectiva con las sustancias que entran y salen de la célula, además en su cara interna encontramos unos repliegues de la misma llamados mesosomas que tienen importancia básica en la reproducción de la bacteria. La pared celular la vamos a encontrar sobre la membrana celular, la mayoría de las bacterias la poseen, esta compuesta por carbohidratos, es rígida y elástica, esta pared se puede teñir de manera selectiva con la tinción de Gram, distinguiéndose las Gram positivas de las Gram negativas. Algunas poseen capsula, en la superficie externa, esta formada por polisacáridos y es secretada por el metabolismo bacteriano, su función principal es proteger a la bacteria, también esta característica es causa de que posea un factor de patogenocidad. A veces encontraremos que unas presentan un filamento llamado flagelo el cual rota como motor para desplazarla, mientras que otras son completamente inmóviles. EJERCICIO 6

Siendo las bacterias cosmopolitas, menciona que medidas tomarías para evitar enfermarte por ellas. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

218


TIPOS DE BACTERIAS Existen tres tipos fundamentales de bacterias de acuerdo a su morfología: • COCOS; Presentan forma esférica, se pueden agrupar por pares y se llaman diplococos, pueden agruparse también en cadenas y se llaman estreptococos, o lo pueden hacer en racimos y se llaman estafilococos.

• BACILOS; Presentan forma de bastoncillo, también pueden formas cadenas y se llaman estreptobaciolos.

La tos puede ser signo de enfermedades bacterianas producidas por bacilos como la tuberculosis.

bacilo

vibrio colera

219

Biología I

TAREA 7

• HELICOIDALES; Tienen forma de hélice, pueden ser; espiroquetas, espirilos y vibrios..

Página. 249. espiroqueta En relación a su reacción con la tinción de GRAM pueden ser: • GRAM POSITIVAS; adquieren una coloración azul al teñirse. • GRAM NEGATIVAS; adquieren una coloración roja al teñirse. En relación a sus necesidades de oxígeno, las dividimos en: • AEROBICAS; NECESITAN DE OXIGENO PARA VIVIR. • ANAEROBICAS; no necesitan oxigeno para vivir. • AEROBICAS Y ANAEROBICAS FACULTATIVAS; capaces de vivir tanto en presencia como en ausencia de oxigeno, poseen sistemas enzimáticos que se activan de una forma u otra. NUTRICIÓN BACTERIANA

El yogurt es un producto lacteo fermentado, de origen asiatico, se consigue añadiendo a la leche dos fermentos lácticos que son bacterias; el estreptococo thermophillus y el lactobacillus bulgaricus quienes le dan aroma y acidez. Si quieres hacer yogurt añade un poco de este a un litro de leche

TAREA 8

Página. 251. 220

Desde el punto de vista nutricional, encontramos dos grandes grupos bacterianos; las bacterias autótrofas, quienes sintetizan sus materiales a partir de sustancias inorgánicas, las cuales a su vez dividiremos en; quimiautotrofas y fotoautotrofas, de acuerdo al empleo de la luz para sus reacciones. Y las heterótrofas quienes sintetizan sus materiales a partir de sustancia orgánica, en este lugar encontraremos a las bacterias saprofitas que viven sobre los cuerpos muertos de animales y vegetales, siendo importantes porque descomponen los cadáveres en sus componentes esenciales, haciéndolos accesibles como alimentos para las plantas, y las parasitas que pueden provocar la destrucción de la planta o el animal donde viven. IMPORTANCIA DE LAS BACTERIAS El papel que desempeñan las bacterias patógenas en nuestro cuerpo es preocupante, sin embargo, hablar de bacterias no solo es hablar de enfermedades, conocemos el papel que desempeñan en los ciclos de la naturaleza; el ciclo del carbono, el ciclo del nitrógeno etc., las bacterias de los suelos y las aguas son básicas para el equilibrio ecológico, las que forman parte de nuestra flora intestinal, en la vagina etc., en los últimos años se ha extendido el estudio de las bacterias con potencial para beneficio de la humanidad, tal es el caso de la bacteria Escherichia coli, inicialmente identificada como enemiga del hombre al causarnos trastornos gastrointestinales, de vías urinarias etc.. Ahora también nos produce beneficios, al ser manipulada genéticamente para producirnos; hormona del crecimiento, insulina, calcitonina etc. también hay bacterias que limpian aguas negras y derrames de petróleo y otras muchas que están en estudio donde intervienen disciplinas como la Ingeniería genética, directamente relacionada con la Biotecnología


3. 4

. DOMINIO ARQUEAS.

El dominio ARQUEA, de acuñación reciente, comprende organismos unicelulares procariotas, que anteriormente junto con las bacterias pertenecían al reino monera, pero que en las ultimas décadas a través de estudios de alta tecnología a nivel molecular, se observo que había notables diferencias con las bacterias de las que se decidió separarlas a un grupo aparte; el dominio Archeae. Las arqueas son microorganismos muy pequeños, su tamaño oscila entre las .5 y 5 micras, su forma es muy semejante a las bacterias, redondas o bastonadas pero presenta discrepancias con ellas en su estructura molecular a nivel de pared celular, los lípidos estructurales o de membranas, sus enzimas etc., los bioquímicos han descubierto estructuras y procesos en las arqueas que las emparientan mas con los eucariotas que con las bacterias. Estudios realizados sobre el parentesco entre los mecanismos de síntesis de proteínas entre eucariotas y arqueas, revelaron que las eucariotas provenían de las arqueas. Fue a fines de los setenta, con estudios de ARN ribosomal, cuando se concluyo que un grupo de microorganismos, clasificados como bacterias inicialmente en realidad pertenecían a las arqueas. La secuenciación de la primera arquea estudiada, Methanococcus jannaschii determino que el 44% de sus genes se parece a las bacterias, a la de los eucariotas o a ambos y el 56% restante son genes exclusivos de este organismo, este hecho de poseer genes de bacteria, de eucariotas y propios hace pensar que los tres organismos tienen un ancestro común ¿SOMOS HIJOS DE LUCA? Los seres vivos estamos divididos en dos grandes grupos; procariotas y eucariotas, actualmente se sostiene que bacterias, arqueas y eucariotas provienen de un ancestro común llamado LUCA (LAST UNIVERSAL COMMON ANCESTOR), bacterias y arqueas deben haber sido las primeras en aparecer debido a sus características de resistir el calor intenso y en situaciones anaerobias. Miles de millones de años después serian las arqueas las que evolucionarían para formar eucariotas. Recientemente se descubrió en las profundidades del mar, en un lugar donde la actividad volcánica calienta el agua hasta el punto de ebullición un microorganismo mas pequeño que las arqueas, se encontraba precisamente en la pared celular de Ignococcus tras hacer experimentos se determino que aquel organismo era un nuevo tipo de arquea al que llamaron Nanoarcheum equitans o simplemente nanoarquea y media. 4 micras cuando la arquea promedio mide de 4 a 10 micras, estudios posteriores revelaron que su genoma tenia cientos de genes cuando el de las arqueas es de miles, lo que la hacia mas primitiva y sin duda merecía estar en un grupo aparte. Actualmente su genoma esta en proceso de ser secuenciado y el mundo científico en espera de los resultados 221

Biología I

¿Dónde se les encuentra? Se les encuentra frecuentemente en los océanos, donde forman parte del plancton marino, pero son famosas por habitar lugares extremos; aguas congeladas del atlántico, lava volcánica, muy calientes, muy salados, muy ácidos etc. Por lo que son llamadas extremofilas. En base a sus características fisiológicas y ecológicas, se subdividen en: TAREA 9

Página 253.

• Metanogenas. • Halofilas extremas. • Termofilas azufre dependientes. METANO GENAS, Son las únicas de interés medioambiental, todas son de hábitat anaeróbico donde la materia orgánica esta sufriendo descomposición, las encontramos en las aguas residuales, pantanos tracto intestinal de insectos y mamíferos. La degradación de la materia orgánica la inician bacterias heterotróficas que producen H2, CO2 y AC. Grasos volátiles que sirven de sustratos a estas arqueas para formar metano. Desde el punto de vista de la biotecnología ambiental son importantes por ser organismos clave en los procesos de depuración anaerobia de las aguas residuales. HALOFILAS Son arqueas aeróbicas, quimiorganonotrofas, de hábitat salinos, se les encuentra en las salinas y en lagos naturales extremadamente salinos TERMOFILAS Son organismos quimiolitoautotrofas, mixotrofas o heterótrofas, se les encuentra en habitats marinos con temperaturas entre 80 y 105 grados centígrados, en manantiales calientes, son anaerobios aunque existen algunos grupos que son aerobios o facultativos CLASIFICACIÓN El dominio Arquea esta constituido por dos reinos: • EURYARCHEOTA; comprende las arqueas metanogenas, se les localiza en ambientes anaerobios, donde la materia orgánica esta en descomposición, ejemplo en las aguas residuales, pantanos, tracto digestivo de algunos animales, también las arqueas Halofilas, las cuales las encontramos en sitios muy salados ejemplo en las salinas, lagos naturales muy salados. • CRENARCHEOTA; comprende a las arqueas Termofilas, quienes se encuentran en lugares muy calientes, algunas de ellas de mas de 100 grados centígrados.

222


¿Cuál es la importancia de estos microorganismos que habitan lugares extremos? Las extremofilas viven en lugares que a criterio humano son extremas, sus “extremoenzimas”, les permite realizar todas las reacciones bioquímicas necesarias para mantener la vida y reproducirse, sin sufrir daño donde otras enzimas se destruirían. Por este hecho las extremofilas han supuesto un fuerte potencial de usos en la biotecnología, por lo que en la actualidad se gastan millones de dólares en su búsqueda e investigación porque se han dado cuenta que pueden ser útiles en una gran cantidad de circunstancias

Después de haber estudiado tus notas, contesta las siguientes preguntas

TAREA 10 y 11

Páginas 255 y 257.

EJERCICIO 7

1. ¿Qué son las arqueas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 2. ¿Cómo se diferencian de las bacterias? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 3. ¿Como se clasifican las arqueas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 4. ¿Por qué se llaman extremofilas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 5. ¿Dónde se encuentran las arqueas halófilas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

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6. ¿Cuál es el hábitat natural de las arqueas metanogenas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 7. ¿Qué son las extremo enzimas? ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

3.5.

DOMINIO EUKARYA.

El avance de la tecnología de la Biología molecular a fines de siglo pasado, permitió a los investigadores establecer sistemas de clasificación mas precisos, así encontramos a Carl Woese y colaboradores que en 1990 basado en las diferencias de las secuencias de nucleótidos de los ribosomas y ARN de transferencia de la célula, plantea un nuevo taxón; el dominio, categoría por encima del reino y reclasifica a los seres vivos en tres grandes dominios; el de bacterias, el de arqueas y el eukarya. Los dos primeros ya fueron tratados, por lo tanto nuestro enfoque se dirigirá al tercero; el dominio eukarya. Eukarya es el grupo donde se clasifico a los organismos eucariotas (eu=bueno, verdadero y de karyon= núcleo) es decir aquellos organismos cuyas células poseen un núcleo diferenciado, rodeado de una membrana y que además poseen organitos mas complejos en el citoplasma. Este grupo comprende organismos unicelulares y pluricelulares, en estos últimos las células se especializan para cumplir diferentes tareas. Pertenecen al dominio Eukarya los animales, las plantas, los hongos y los protistas. Se cree que los eucariotas se originaron hace 2500 millones de años, y según la teoría endosimbiotica de Margulis, lo hicieron a partir de una célula procariota que perdió su pared celular y aumento de tamaño, esta célula se conoce con el nombre de urcariota, posteriormente englobo a otras células procariotas, estableciéndose entre ellas una relación endosimbiotica que resulto muy provechosa para la ulterior evolución de los seres vivos (fig. No.) EJERCICIO 8

224

Explica el desarrollo de la teoría endosimbiotica de lynn margulis y entrega el reporte a tu profesor.


PROTISTAS Cuando repasamos los eventos mas importantes que han ocurrido en la historia de la Biología, inexorablemente vamos a llegar a aquellos personajes que se han preocupado por esclarecer la clasificación de los seres vivos, atendiendo sus características morfológicas y fisiológicas en todos sus niveles, antes de mediados del siglo XIX, se consideraba que existían dos reinos de seres vivos; los reinos animal y vegetal, en 1866, Ernesto Haeckel convencido de que los animales y plantas habían surgido de microorganismos, formalizo su propuesta de un tercer reino; el Protista, donde originalmente se incluía a las bacterias que años después a través de estudios mas especializados fueron separadas a reinos y luego a dominios diferentes. La palabra protista significa primero, probablemente por ser los primeros eucariotas en aparecer, originalmente se les llamo protoctista por J. How en 1860 y a pesar de que en los años 70 del siglo pasado Lynn Margulis trato de retomar el nombre, en la practica es muy poco utilizado, conociéndoseles mas con el nombre de protistas. Los organismos que conforman el reino protista es muy diverso, son los mas sencillos del dominio Eukaria y esta conformado por seres que por sus características no pueden ser admitidos en los demás reinos. Su tamaño es variable desde células individuales microscópicas hasta organismos multicelulares de decenas de metros. Son organismos eucariotas, regularmente unicelulares aunque también los hay pluricelulares sin llegar a constituir tejidos verdaderos, salvo algunas especies de algas que alcanzan tal complejidad que alcanzan un nivel muy cercano al tisular. Son autótrofos fotosintéticos o pueden ser también heterótrofos por absorción o ingestión. Casi todos los protistas son acuáticos y viven en los océanos o en cuerpos de agua dulce continentales, forman parte del plancton, del bentos y del edafon. También los vamos a encontrar en ambientes terrestres húmedos como el suelo, grietas en los árboles y en la hojarasca, no están adaptados a la existencia en el aire. Se reproducen asexualmente aunque pueden hacerlo también en forma sexual. CLASIFICACIÓN Durante los dos últimos siglos se han presentado dificultades para clasificar estos organismos con características intermedias entre plantas y animales, tales como su movilidad, capacidad para producir fotosíntesis, heterotrofia, las nuevas técnicas de comparación de genes ha permitido salvar el problema de ambigüedades de caracteres morfológicos sobre todo por su tamaño tan pequeño. Los protistas se han dividido en tres filos:

EJERCICIO 8

• PROTOZOARIOS; semejantes a animales • ALGAS ; semejantes a plantas • PROTISTAS SEMEJANTES A HONGOS

TAREA 12

Página. 259.

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Biología I

PROTOZOARIOS

La toxoplasmosis es una enfermedad producida por un protozoario llamado toxoplasma gondii, es muy peligroso que una mujer embarazada adquiera la enfermead pue puede producir aborto , se tranmite a traves de las heces infectadas del gato

Son organismos unicelulares, heterótrofos principalmente aunque los hay también autótrofos, su rango de tamaño es de 5 micras a 5 milímetros, pero la gran mayoría oscila entre los 30 y 300 micras, son organismos de ambiente principalmente acuático, desde gotas de agua hasta el océano donde juegan un papel muy importante en la cadena alimenticia, también se les encuentra en simbiosis con otros organismos, se clasifican de acuerdo a su manera de desolazarse en: • SARCODARIOS; Incluye organismos de pocos organitos, son tal vez los mas sencillos de los protozoarios, poseen prolongaciones temporales de su cuerpo llamados pseudopodos, que las usan para desplazarse y para atrapar elementos alimenticios sencillos. Ejemplo de ellos es la amiba • CILIADOS; Son organismos que se impulsan mediante diminutas proyecciones llamadas cilios, que además de servir como locomoción, tiene la función de crear corrientes para arrastrar partículas alimenticias hacia el interior el organismo, los encontramos en el agua y en el suelo. Ejemplo de ellos es el paramecio • FLAGELADOS; Son protozoarios acuáticos que poseen flagelos, estos son estructuras filamentosas que impulsan al organismo, puede encontrarse uno o varios flagelos en el protozoario cono rganos de locomoción. Se dividen en fitoflagelados y zooflagelados, los fitoflageados poseen romoplastos, estos son organitos que poseen pigmentos fotosnteticos, se parecen mucho a las plantas, ejemplo euglena y volvox. Los zooflagelados poseen uno o mas flagelos y carecen de cromoplastos, algunos gozan de vida libre pero la mayoría son parásitos o simbióticos de otros organismos.Ejemplo Leishmania • ESPOROZOARIOS ; Son organismos que no poseen órganos de locomoción, todos son parásitos, pueden ser parásitos intracelulares o también encontrarse fuera de ellas, se reproducen por division multiple, se encuentran ampliamente diseminados, ejemplo de ellos es el agente causante del paludismo; plasmodium vivax.

• SUCTORIA; Son organismos que tienen una gran relación con los ciliados, de jóvenes poseen cilios y nadan, de adultos son inmóviles y se unen al sustrato directamente donde se fijan por medio de tentáculos citoplasmáticos. Ejemplo Acineta tuberosa

226


FORMAS DE REPRODUCCIÓN Se reproducen mediante los dos procesos; sexual y asexual En la reproducción sexual encontramos: • Autogamia. • Singamia. • Conjugación. En la forma asexual observamos: • Fisión binaria. • Gemación. • Fisión múltiple.

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TAREA 14

ALGAS Son organismos unicelulares y pluricelulares, autotrofos, microscopicas, miden de 1 a 2 micras aunque las que miden mas de 50 metros de largo, son acuáticas, se les encuentra también en suelos húmedos en simbiosis con hongos formando líquenes, es un grupo muy heterogéneo de organismos fotosintéticos, muchas son visibles en el verdín de las charcas, en la corteza de los árboles, en las paredes de los acuarios. Existen varios criterios para su clasificación, entre ellos los pigmentos fotosinteticos que poseen. Se clasifican en:

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• CLOROFITAS; Son las algas verdes, existen aproximadamente 7000 especies de ellas, son organismos unicelulares y pluricelulares, se les localiza tanto en ambientes de agua dulce como de agua salada, se les considera las predecesoras de las plantas verdes, pueden ser móviles o inmóviles, las especies móviles lo hacen a través de flagelos, las inmóviles pueden generar células reproductoras móviles llamadas zoosporas. Las algas verdes tienen una enorme importancia pues constituyen la fuente de alimentación primaria para los organismos acuáticos la vez que contribuyen al aporte del oxigeno atmosférico • RODOFITAS; Son las llanadas algas rojas, es un tipo de alga que se encuentra en los habitats marinos, se conocen aproximadamente 4000 especies de ellas, son de forma laminada o filamentosa, tienen un pigmento especial de color rojo (ficoeritrina), algunas de ellas tienen importancia económica, por ejemplo el agar que se emplea como medio de cultivo de los laboratorios para el desarrollo de bacterias y hongos, así también en las industrias farmacéuticas, de alimentación, en la textil, en cosmética etc. • FEOFITAS; Son las algas pardas, se les encuentra principalmente en habitats marinos, particularmente en los mares polares, en zonas donde hay mayor agitación, rara vez se encuentran en aguas dulces, se conocen aproximadamente 1500 especies de algas pardas y son las de mayor tamaño conocido, son pluricelulares y contienen un pigmento llamado fucoxantina responsable del color pardo, que cubre la clorofila, tienen semejanza con raíces, tallos y hojas cuando las vemos flotando en los mares.

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Biología I

• CRISOFITAS;Son algas pardo doradas y diatomeas, son organismos una forma claramente definida, su morfología es muy variada, son organismos unicelulares, flagelados y es común que formen colonias, se les encuentra principalmente en las charcas de agua dulce y en las superficies de los océanos formando parte del plancton, también se les encuentra en los suelos húmedos. Protistas que parecen hongos. Los hongos mucilaginosos, son un grupo de organismos clasificados dentro del grupo protista por su semejanza con las amibas, los principales representantes son los mixomicetos. Los mixomicetos son hongos fagocíticos, unicelulares, carentes de clorofila cuyo talo se reduce a una masa amorfa gelatinosa y móvil que avanza a modo de las amibas, conforme se desplazan fagocitan bacterias, levaduras, esporas de hongos y partículas pequeñas de materia vegetal y animal en descomposición, se extienden en forma de una capa delgada y llega a cubrir áreas de mas de un metro. Importancia de los protistas:

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• Contribuyen a la fertilidad del suelo • Funcionan como control natural de poblaciones de microorganismos, pues se alimentan de varios tipos de ellos • Son utilizados en la Biotecnología para la producción de diversos productos • Causan enfermedades a humanos y animales • Son los principales productores en las cadenas alimenticias marinas • Son grandes productores de oxigeno atmosférico.

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Plantas Introducción Los organismos que pertenecen al grupo de las plantas, son seres pluricelulares, eucariotas cuyo protoplasma esta encerrado en una pared celular de celulosa, son organismos autótrofos fotosintéticos, gracias a que poseen un organito especializado llamado cloroplasto que en su interior contiene un pigmento llamado clorofila, es el lugar donde se realiza la fotosíntesis, además de presentar vacuolas que son cavidades revestidas de membranas donde se almacenan azucares y otros nutrimentos, los tipos de células similares se organizan en unidades estructurales y funcionales llamados tejidos, que constituyen el conjunto de la planta. Entre los tejidos principales tenemos los meristematicos que son los tejidos de crecimiento de la planta, los encontramos en los tallos y en las raíces. En las plantas vasculares encontramos tres grandes sistemas tisulares: • Tejido dérmico. • Tejido vascular. • Tejido fundamental.

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El tejido dérmico lo encontramos en la parte externa del cuerpo de la planta, constituye su “piel” cubre raíces, tallo hoja, flores y semilla El tejido vascular es el encargado de transportar agua, minerales y nutrimentos, esta representado por el xilema y el floema, el primero encargado de transportar agua, nutrimentos y minerales disueltos hacia los tallos y hojas desde las raíces y también contribuye al sostén y el segundo transporta los alimentos hacia toda la economía corporal de la planta. Elabora un esquema donde representes el mecanismo de circulación sanguínea en el humano y el mecanismo de circulación de la savia en las plantas vasculares, entrega el reporte a tu profesor.

EJERCICIO 9

Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamentales-, el parenquima, el colenquima y el esclerenquima. El parenquima es un tejido que se encuentra distribuido por toda la planta, sus células se encargan de una infinidad de funciones, entre ellas se encuentran las de fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicatrización de heridas. Las células del colenquima tienen la función de sostén en las partes jóvenes de la planta que se encuentran en etapa de crecimiento activo y las cellas del esclerenquima se encargan de dar sostén a las partes que ya han dejado de crecer.

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Las numerosas especies que comprenden al grupo de las plantas se dividen en plantas vasculares y plantas no vasculares Entre las plantas no vasculares tenemos: LAS BRIOFITAS; Son plantas verdes terrestres, carecen de sistema vascular, raíces, tallos y hojas, son organismos pequeños, habitan en lugares húmedos, ocupan agua liquida para su fecundación, ejemplo de ellas son los musgos. LAS PTERIDOFITAS; Son plantas vasculares criptogamas que poseen raíz, tallo y hojas, de tamaño variable que fluctúa desde milímetros hasta cuatro metros o mas, las encontramos en lugares intertropicales, ejemplo de ellas es el helecho

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Biología I

• PINOPHITA; Incluye organismos gimnospermas, es decir aquellas plantas vasculares cuyas semillas no están encerradas en un ovario sino en un cono, la fecundación no depende del agua, pues el grano de polen puede ser transportado por el aire hasta el gameto femenino, ejemplo de ellas son las confieras; pino, abeto etc.

• MAGNOLIOPHITA ; Son organismos integrados por angiospermas, es decir plantas que tienen cubierta su semilla con un ovario, son las plantas terrestres dominantes actualmente, son plantas vasculares que presentan flor y fruto, se dividen en dos grupos; monocotiledóneas y dicotiledóneas, las primeras presentan un solo cotiledón (hoja primaria que le proporciona alimento a la plántula) y suelen ser herbaceas, las segundas presentan dos cotiledones y suelen ser herbáceas, arbustos y árboles. Entre los principales órganos de las plantas vasculares tenemos : la raíz, el tallo, las hojas y las flores y el fruto en las angiospermas.

EJERCICIO 10

Realiza un dibujo de una planta con todos sus elementos, incluyendo los de la flor, entrégale a tu reporte al profesor.

LA RAÍZ Se dice que hablarles suave y cantartles a las plantas les ayuda a crecer mejor y mas saludable, se han hecho experimentos que sugieren que la musica clasica es beneficiosa para ellas, mientras que el rock pesado las marchita. Por eso es que en la actualidad existe musica especial para ellas.

Su función es sujetar a la planta al sustrato y además absorber agua y sales minerales del suelo EL TALLO Es el órgano de soporte de las hojas y además sirve como órgano de conducción para los materiales trasformados en las hojas o absorbidos por la raíz. LAS HOJAS Son las principales órganos fotosintéticos, se encuentran constituidos por dos partes principales, el pecíolo y la lamina, esta ultima formada por tejido parenquematico donde se encuentran las células productoras de fotosíntesis.

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LAS FLORES Son estructuras que albergan los órganos reproductores de la planta, están constituidos por los sépalos que son hojas modificadas cuya función es proteger a la flor en su etapa de botón, su conjunto se llama cáliz. Los pétalos que en conjunto se llaman corola, son también hojas modificadas que protegen a los aparatos propiamente reproductores; el androceo y el gineceo.El androceo es la porción masculina de la flor y esta constituida por los estambres, que a su vez esta formado por el filamento y la antera y el gineceo es la parte femenina de la flor formado por el estigma, el estilo y el ovario. De acuerdo a los órganos reproductores que poseen las plantas, estas pueden ser; hermafroditas, si poseen ambos órganos genitales en la misma flor, monoicas, si presentan los órganos reproductores en flores separadas en la misma planta y las dioicas, si los órganos reproductores están en flores separadas y además en plantas separadas. IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS Son muchas y muy variadas los beneficios que los humanos obtienen de las plantas; se usan como alimento principalmente, para procurarse vestido, cobijo, medicamento ornato. También nos han dejado combustibles fósiles como el petróleo, y a lo largo del tiempo han suministrado oxigeno suficiente a la atmósfera, la biomasa mundial esta formada en gran proporción por plantas que no solo inician cadenas alimenticias sino que también modifican los climas y sujetan los suelos. En México existen por lo menos 23 700 especies conocidas pero se estima que puedan haber por lo menos 36 000, nuestro país es el de mayor diversidad ecológica en América latina y el caribe.

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ANIMALIA Introducción Los seres vivos que habitan nuestro planeta se han adaptado a traves del tiempo a las condiciones que la tierra les provee, llegando a existir una gran cantidad de ellos, mismos que la ciencia estudia y clasifica de acuerdo a su historia evolutiva. De estas diversas formas de seres se encuentran los animales, cuyo reino que los agrupa se denomina ANIMALIA. El reino Animalia comprende un grupo muy diverso de organismos que van desde los mas sencillos hasta los más complejos. Se trata de criaturas eucariotas, pluricelulares, de tamaño y forma muy variable, que se casracterizan por su capacidad de locomocion y por su heterotrofia (por ingestion), es decir que obtienen su alimento mediante el consumo de otros organismos; plantas,hongos y otros animales. Son aerobicos, necesitan el oxigeno para su metabolismo, con pocas excepciones sus celulas estan organizadas en tejidos separados que crean diferentes organos y sistemas de organos, pueden sentir y responder al medio ambiente, se reproducen en forma

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Biología I

sexual con produccion de gametos y cigotos o en forma asexual por partenogenesis como en el caso de algunos insectos y anfibios. CLASIFICACIÓN DE LOS ANIMALES. Las divisiones o grupos primarios en el reino animal, se conocen como tipos o filum y se considera que todos los miembros de un mismo tipo estan relacionados por herencia a una misma forma ancestral comun, son varios los aspectos que se consideran para hacer la clasificación: • Número de capas germinales del embrión; pudiendo ser diblastico si posee ectodermo y endodermo y triblastico, si además de las capas anteriores, tambien posee la capa germinal mesodermo • Simetria; son planos hipoteticos en que se divide el animal para conocer su organización externa. Existen dos tipos básicos, el radial y el bilateral. • Presencia de celoma,esta es la cavidad general del cuerpo, resulta de la evolución del embrión. Los animales se clasifican en dos grandes grupos: • Dibasticos • Triblasticos Los animales diblasticos son animales acuáticos, casi siempre marinos, constan de dos filum; los poríferos y los celenterados. • PORIFEROS, son organismos marinos, son masas celulares en forma de saco, tienen tendencia a la simetría radial, sedentarios y sesiles, capturan su alimento por filtración de agua donde viven, ejemplo de ellos son las esponjas de mar.

• CELENTERADOS; Son organismos acuáticos, en forma de pólipo o medusa, poseen tentáculos, pueden ser solitarios o formar colonias, capturan su alimento usando sus tentáculos, poseen una boca que da paso a una cavidad digestiva en forma de saco donde digieren su alimento, no tienen aparato circulatorio respiratorio ni excretor, ejemplo de ella es la medusa de mar o

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ANIMALES TRIBLASTICOS ACELOMADOS Son organismos que poseen las tres capas germinales, pero aun no se les ha desarrollado el celoma o cavidad general del cuerpo, existe solo un filum; los platelmintos • PLATELMINTOS Es tan representados por gusanos planos, de simetría bilateral de nutrición libre o endoparásito, se les encuentra en agua salada y dulce, son hermafroditas, algunos tienen autofecundación y también se pueden reproducir asexualmente por fragmentación ejemplo de ella es la tenia solium ANIMALES TRIBLASTICOS PSEUDOCELOMADOS Son organismos que poseen tres capas germinales y un falso celoma, formándose una cavidad entre el endodermo y el mesodermo, comprende el filum de los nemátodos • NEMATODOS; Están representados por los gusanos redondos no segmentados, poseen tubo digestivo completo, de nutrición libre o parasita, se le encuentra en todos los habitats. Ejemplo Ascaris lumbricoides y oxiuros

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ANIMALES TRIBLASTICOS CELOMADOS

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Estos organismos se caracterizan por el desarrollo de una cavidad general del cuerpo que se origina entre las dos capas mesodérmicas, el celoma esta protegido por una capa llamada peritoneo que protege los órganos internos. Existen dos grupos de animales celomados de acuerdo con el origen de la boca; protostomados y deuterostomados ANIMALES CELOMADOS PROTOSTOMADOS A este grupo pertenecen los filum; moluscos, anélidos, artropodos • MOLUSCOS; Son organismos celomados protostomados pues su boca procede del blastophoro embrionario, su cuerpo es de simetría bilateral y de cuerpo blando, generalmente se encuentran protegidos con conchas calcáreas son acuáticos aunque existen especies terrestres como el caracol adaptado al medio terrestre, ejemplo el pulpo, el calamar,l as almejas, ostiones etc. • ANELIDOS Son organismos de cuerpo alargado, se les localiza en agua marina, agua dulce y también en tierra, su tamaño es variable desde milímetros hasta dos metros, ejemplo de ellos son las sanguijuelas y las lombrices de tierra

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Biología I

• ARTROPODOS; Son animales que existen en gran cantidad, existen especies conocidas, se caracterizan por tener paras articuladas, se les localiza en la tierra, en el agua dulce o salada, pueden vivir en forma libre o como parásitos en el hombre. A este grupo pertenecen los insectos, los arácnidos, crustáceos, miriápodos. ejemplos la araña, el cangrejo, la langosta, el camarón, la mosca el ciempiés etc.

ANIMALES CELOMADOS DEUTEROSTOMADOS Son organismos cuyo blastoporo original se convirtió en ano y la boca se formo en el extremo opuesto de la gastrula, como abertura de desarrollo posterior, comprende dos filum; equinodermos y cordados • EQUINODERMOS; Organismos que poseen un endoesqueleto, su piel se encuentra cubierta con espinas erizadas, se les suele encontrar en el mar, ejemplo la estrella de mar, la araña de mar, el pepino de mar

Sabias que las estrellas de mar tienen cinco brazos, si pierden uno de ellos, lo regeneran ,incluso de la parte desprendida sale otro organismo, Sus brazos aparte de darles movimiento, los usan para abrir las conchas de las almejas y devorarlas, aunque su alimentación es prácticamente de pequeños crustáceos y algas.

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• CORDADOS; Consta de cuatro subfilum; hemicordados, urocordados, cefalocordados y vertebrados. Los tres primeros incluyen organismos marinos poco evolucionados. En cambio los vertebrados presentan una enorme diversidad de organismos. Son organismos de simetría bilateral, poseen un endoesqueleto óseo o cartilaginoso, son organismos terrestres y acuáticos de agua dulce y salada presentan un órgano capaz de bombear la sangre a través de un sistema circulatorio cerrado, su sistema circulatorio es branquial y pulmonar ,tienen un sistema excretor tipo renal, su reproducción es sexual existen aproximadamente 50 000 especies distintas, se subdividen en; ciclostomos, condrictios, osteictios, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.


Los CICLOSTOMOS; Son organismos acuáticos, marinos o de agua dulce, de cuerpo alargado, no poseen mandíbulas, su boca tiene forma de embudo son de temperatura variable o sea poiquilotermos la mayoría se han encontrado en estado fósil, ejemplo la lamprea.

Los CONDRICTIOS son animales de esqueleto cartilaginoso, son acuáticos, marinos, respiran por branquias, son poiquilotermos, ejemplo de ellos tenemos a las rayas y los tiburones.

Los OSTEICTIOS, son los peces óseos, su esqueleto es óseo, respiran por branquias, son acuáticos de agua dulce y salada, algunos grupos presentan vejiga natatoria, son poiquilotermos

• LOS ANFIBIOS, fueron los primeros vertebrados terrestres, aunque habitualmente viven cerca del agua, tienen la piel húmeda, poseen paras para andar o nadar, tienen esqueleto óseo, su respiración es pulmonar o branquial, son poiquilotermos y son ovíparos, ejemplo de ellos tenemos las ranas, los sapos, las salamandras etc. •

LOS REPTILES, son organismos que tienen la piel seca, con escamas o escudos dérmicos, su esqueleto es óseo y la respiración pulmonar, son poiquilotermos, están representados por las lagartijas, serpientes, cocodrilos, etc.

• LAS AVES, su cuerpo esta lleno de plumas, poseen dos extremidades modificadas para el vuelo llamadas alas, presentan un esqueleto óseo pero muy ligero para poder volar, poseen sacos aéreos junto a los pulmones para reducir su densidad, su temperatura es constante, es decir son homeotermos y además son ovíparos • LOS MAMÍFEROS, son organismos cuyo cuerpo esta cubierto de pelo a veces escaso, tienen cuatro extremidades, a veces muy modificadas como en delfines, ballenas y murciélagos, pueden correr, nadar, andar, volar, cazar e incluso trepar. Su temperatura es constante, su cerebro esta muy desarrollado, casi todos son vivíparos, a excepción del ornitorrinco y el equidna que don ovíparos.

El avestruz es el animal que más velocidad puede adquirir corriendo sobre dos patas, 67 km. /hora pudiendo mantenerse a esa velocidad grandes distancias, en cambio el hombre no llega a los 40 km/hora durante un máximo de 100 metros

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Biología I

IMPORTANCIA DE LOS ANIMALES EN LA VIDA DEL HOMBRE El hombre a través de su historia ha aprendido a convivir con los animales, desde hace tiempo entendió que los animales le servían de alimento, de vestido, de transporte, de compañía, aprendió a domesticarlos y a criarlos, a experimentar sustancias en sus cuerpos y al valorar su potencial económico empezó a traficar con ellos, llevándolos a algunas especies al borde de la extinción. México es considerado un país mega diverso por su gran cantidad de flora y fauna que presenta considerando que tiene el 10% de la flora y fauna del planeta, nuestro país están registrados cerca de 30 000 especies terrestres y marinas pero se estima que hay miles aun por descubrir, como ha venido ocurriendo en los últimos años en varios países, en cuanto a los vertebrados el numero de especies conocidas es de mas de 5000 que incluyen ; peces 2600 especies, anfibios 290, reptiles 704,aves 1054 y 491 especies de mamíferos, colocándonos en el segundo lugar mundial en variedad de mamíferos.

¡Ojo! Recuerda que debes resolver la autoevaluación y los ejercicios de reforzamiento; esto te ayudará a enriquecer los temas vistos en clase.

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Nombre ____________________________________________________________

TAREA 1

Núm. de lista ____________ Grupo __________________ Turno ___________ Núm. de Expediente _____________________ Fecha _____________________

INSTRUCCIONES: En equipo realiza una investigación bibliográfica de las enfermedades producidas por los diferentes tipos de virus de ADN y ARN, entrega un reporte a tu profesor.

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TAREA 2


INSTRUCCIONES: En equipo realiza una investigación bibliográfica y por Internet, de los criterios utilizados por Aristóteles, John Ray, Carlos Linneo, Coppleland, Witthaker y Woese, para sus respectivas clasificaciones de los seres vivos. Participa en una discusión grupal.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 3


INSTRUCCIONES: Mediante una revisión bibliográfica investiga las características que debe tener el sistema binomial de Linneo.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 4


INSTRUCCIONES: Mediante una investigación bibliográfica, utilizando el sistema binomial de Linneo, investiga los nombres científicos de los organismos que se enlistan a continuación: 1. Hombre.

2. El perro. 3. El gato. 4. El caballo. 5. El chimpancé. 6. El lobo. 7. El rosal. 8. El limón 9. La hormiga. 10. La abeja.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 5


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación bibliográfica y/o de Internet, si existe una controversia científica sobre si deben ser considerados cinco reinos de seres vivos o tres dominios.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 6


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación para conocer de qué manera y con qué objetivo son empleadas las bacterias en la elaboración de vino y cervza.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 7


INSTRUCCIONES: Mediante revisión bibliográfica realiza una investigación de las principales pandemias, bacterianas que han azotado ala humanidad a través del tiempo y cuáles han sido sus causas.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 8


INSTRUCCIONES: En equipo acudan al departamento de medicina preventiva de cualquier hospital del Sector de salud e investiguen cuáles son las enfermedades bacterianas más comunes de acuerdo a la estación del año.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 9


INSTRUCCIONES: Revisa material bibliográfico o investiga en Internet, las diferencias estructurales y funcionales entre las arqueas y bacterias.

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TAREA 10


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación para conocer la función de las arqueas metanogenas en el tratamiento de las aguas negras.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 11


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación bibliográfica y/o de Internet, para determinar que importancia tiene en la biotecnología las “extremoenzimas”.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 12


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación de las enfermedades más comunes en tu comunidad, producidas por protistas.

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TAREA 13


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación en los centros de salud de tu comunidad para conocer que enfermedades producidas por protozoarios son más comunes donde vives.

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TAREA 14


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación acerca de los mecanismos reproductivos sexuales, autogamia, singamia y conjugación.

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TAREA 15


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación en los centros de salud para saber que enfermedades producidas por hongos, son las más frecuentes en tu comunidad, que rango de edad, nivel socioeconómico y estación del año.

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TAREA 16


INSTRUCCIONES: Pega estampas de flores donde se aprecien los órganos femeninos y masculinos y de tallos donde observes sus diferentes tejidos.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 17


INSTRUCCIONES: Realiza una revisión bibliográfica y/ de Internet, acerca de que especies de plantas se obtienen alimentos, medicamentos y vestido

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TAREA 18


INSTRUCCIONES: Realiza una investigación bibliográfica y/o de Internet, de las principales enfermedades que le ocasionan a los seres humanos los platelmintos y los nematodos.

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TAREA 19


INSTRUCCIONES: Entrega un reporte tu profesor donde incluyas una estampa de un organismo representante de cada uno de los grupos de cordados, señalados en el módulo.

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Nombre______________________________________________________

TAREA 20


INSTRUCCIONES: Entrega un reporte a tu profesor donde incluyas una estampa de un organismo representante de cada uno de los grupos de mamíferos existentes.

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Nombre _________________________________________________________ AUTOEVALUACIÓN

Núm. de lista ____________ Grupo ________________ Turno __________ Núm. de Expediente ___________________ Fecha ____________________

INSTRUCCIONES: Lee cuidadosamente y responde los siguientes cuestionamientos, rellenando el círculo de la opción que consideres correcta. 1.

Personaje que estableció un sistema binomial para clasificar los seres vivos.

 Aristóteles. Carlos Linneo. Robert Withaker. 2.

La cubierta proteínica de los virus, se llama:

 Pared celular. Capside. Virion. 3. Las bacterias que forman cadenas se llaman:  Estreptococo. Estafilococo. Diplococo. 4. Las arqueas que viven en lugares muy salados se llaman: Halófilas. Termófilas. Metanógenas. 5. La unidad de clasificación de los seres vivos es: Reino. Familia. Especie. 6. Tipo de nutrición propia del hongo.  Mixto. Autótrofa. Heterótrofa. 7. Es un animal muy primitivo perteneciente al grupo de los celenterados.  Esponja de mar. Equidna. Euglena.

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8. Son plantas que poseen flores con androceo y gineceo separadas en un mismo individuo.  Monoaicas. Hermafroditas. Dioicas. 9. Grupo de hongos al que pertenecen las setas. Zygomicetos. Ascomicetos. Basidiomiceto. 10. Es una característica de las plantas. Heterotrofia. Locomoción. Autootrofia.


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Nombre _________________________________________________________ Núm. de lista ____________ Grupo ________________ Turno __________ Núm. de Expediente ___________________ Fecha ____________________

INSTRUCCIONES: Elabora un cuadro sinóptico de la clasificación de los animales.

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INSTRUCCIONES: Mediante investigación bibliográfica y lo visto en clases responde a los siguientes cuestionamientos. 1. Establece una diferencia entre un virus, bacteria y protozoario. 2. Explica por qué algunos investigadores insisten en considerar seres vivos a los virus, cuando estos no cumplen con las características para ello. 3. Explica por qué se dice que los hongos se parecen más a los animales que a las plantas. 4. ¿Qué tipo de organismos son los que conforman el reino protista? 5. ¿Cuáles crees que sean las medidas generales que se deban adoptar para evitar la transmisión de la gripa aviar? 6. ¿Qué características debe tener un ambiente para encontrara setas?

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INSTRUCCIONES: Menciona los criterios que se tomaron para la clasificación de los animales.

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INSTRUCCIONES: En qué consistieron los trabajos de Carl Woese y colaboradores para determinar la existencia de tres dominios en la clasificación de seres vivos.

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INSTRUCCIONES: Elabora un cuadro sinóptico con la clasificación de las plantas.

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Claves de Respuestas UNIDAD 1 1. B 2. C 3. D 4. A 5. D 6. B 7. B 8. A 9. C 10. B 11. B 12 . D 13. B 14. B 15. C 16. B 17 D 18. C 19. D 20. B

UNIDAD 2

UNIDAD 3

1. A 2.C 3. B 4. A 5. B 6.A 7. C 8. A 9. B 10 .A 11. C 12. A 13. B 14. A 15. A 16. B 17. B 18. C 19. B 20. B

1. B 2. B 3. A 4. A 5. C 6. C 7. A 8. A 9. C 10.C

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Glosario Abiótico:

No viviente, la porción abiótica de un ecosistema que comprende el suelo, las rocas, el agua y la atmósfera. Adaptación: Ajuste de un organismo a su medio; proceso por virtud del cual se efectúa dicho ajuste. Característica que capacita al organismo para sobrevivir a su medio.

Adaptación.

Ajuste de un organismo a su medio; proceso por virtud del cual se efectúa dicho ajuste. Característica que capacita al organismo para sobrevivir a su medio. Que no utiliza oxigeno Organismo cuya respiración no requiere oxigeno. Uno de los tres dominios de la vida; comprende los procariotas que tienen un parentesco lejano con los miembros del dominio bacteria

Anaeróbico. Anaerobio Archaea:

Autótrofo:

Que se alimenta por si mismo. Bacilo: Bacteria en forma de bastón. Bacteria: Pequeños microorganismos unicelulares caracterizados por ausencia de núcleo.

Bacilo.

Bacteria en forma de bastón.

Bacteria.

Pequeños microorganismos unicelulares caracterizados por ausencia de núcleo.

Bacteriófago: Biodiversidad

Virus que se especializa en atacar bacterias. : Numero total de especies que integran un ecosistema.

Biotecnología:

Todo uso o alteración con fines prácticos o de investigación de organismos, células o moléculas biológicas. Parte de la tierra habitada por organismos vivos; incluye componentes tanto animados como inanimados.

Biosfera:

Biotecnología:

Todo uso o alteración industrial o comercial de organismos, células o moléculas biológicos para alcanzar metas practicas o especificas.

Biótico: Catabolismo

Viviente Proceso del metabolismo celular, por los cuales las sustancias complejas, que han acumulado energía potencial, se disgregan cediéndolo. Sustancia que regula la velocidad a la cual se produce una reacción química, sin afectar el punto final de la reacción y sin utilizarse como resultado final de la misma. Cavidad general del cuerpo de muchos animales que se forman entre las dos capas del mesodermo. Célula capaz de diferenciarse y especializarse en varias líneas celulares.

Catalizador: Celoma: Célula madre:

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Cilio: Clon:

Bendice en forma de pelo que se haya sobre una superficie libre, con frecuencia don muchos dispuestos en filas y capaces de vibrar. Descendencia producida por mitosis; por tanto, genéticamente idénticas.

Clonación:

Procedimiento por el que se producen muchas copias idénticas de un gen; también, producción de muchas genéticamente idénticas de un organismo.

Clorofila:

Pigmento al que se debe el verde de las plantas. Es de importancia primordial en la transformación de la energía química durante el proceso de la fotosíntesis.

Comunidad :

Todas las poblaciones que interactúan dentro de un ecosistema.

Cromosoma

Cuerpo fácil de teñir, que se haya en el núcleo de la célula y contiene los genes

Difosfato de adenosina (ADP)

Molécula formada por azúcar ribosa. Adenina y dos grupos fosfato, que es un componente de ATP.

Difusión:

Movimiento de moléculas de una región de alta concentración a otra de concentración inferior

Digestión.

Proceso de degradación de alimentos para la absorción y la asimilación intestinal. Transformación de los alimentos en sustancias aprovechables.

DNA

Abreviatura en inglés del ácido desoxiribonucleico (ADN)

Ecosistema:

Todos los organismos comprendidos en una región definida, junto con su entorno inanimado.

Embrión.

Germen o rudimento de un ser vivo. Inicio del desarrollo de un ser vivo, a partir del huevo.

Enzimas.

Nombre dado a los fermentos. Proteína catalizador producida en el interior de un organismo vivo que acelera reacciones químicas específicas.

Endocitosis:

Proceso por el que la membrana plasmática engloba el material extracelular y forma sacos envueltos en membranas que entran en el citoplasma y de este modo introducen material en la célula Estructura de resistencia. Elemento reproductor asexual, casi siempre unicelular, de un organismo como protozoario, que puede desarrollarse directamente en forma adulta.

Espora.

Esporangio.

Saco o receptáculo donde se generan las esporas.

291

Estambre.

Órgano masculino de la flor que produce el polen en el que se encuentran los lamentos masculinos. El conjunto de estambres de una flor forma el androceo.

Estigma.

Parte del pistilo de una flor que recibe los grtanos del polen y donde estos germinan.

Estilo. Especie : Eucariótico:

Parte delgada del pistilo que une al estigma con el ovario. Unidad básica de la clasificación taxonómica. Dicese de las células de organismos del dominio Eucarya (reinos protista, fungi, plantae y animalia) Proceso por el que se encierra material intracelular en un saco de paredes membranosas que se desplata hasta la membrana plasmática, donde se fusiona con esta y libera el material fuera de la célula. Tipo de endocitosis en la que extensiones de la membrana plasmática envuelven a partículas extracelulares y las transportan al interior de la cédula. Filamento en forma de látigo que constituye el elemento locomotor de los organismos flagelados. Proceso de síntesis de carbohidratos a partir de dióxido de carbono y agua utilizando la energía radiante de la luz captada por la clorofila en las células vegetales. Unidad biológica de información genética que se autoproduce y localiza en una porción definida en un cromosoma determinado.

Exocitosis:

Fagocitosis: Flagelo Fotosíntesis. Gen.

Generación espontánea Gineceo. Glucólisis. Glucosa

Grana

Pila de tilacoides de los cloroplastos.

Hábitat.

Lugar que ordinariamente habita un organismo un organismo o grupo de organismos.

Hermafrodita

Organismo que tiene a la vez los órganos reproductores masculinos y femeninos.

Hipertónico:

Dicese de una solución que tiene una concentración mayor de partículas disueltas (y por tanto, una concentración menor de agua libre) que el citoplasma de una célula. Solución que tiene una concentración menor de partículas disueltas que el citoplasma de una célula.

Hipotónica.

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Es la teoría de que los seres vivos pueden originarse de la materia sin vida. Órgano femenino de las plantas. Con frecuencia se usa como sinónimo de pistilo. Reacciones que se realizan en el citoplasma para descomponer la glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico y producir dos moléculas Carbohidrato que constituye el principal combustible para la célula viva

Homeostasis:

Isotónica:

Liquen. Membrana plástica

Mantenimiento de un ambiente relativamente constante, necesario para el funcionamiento optimo de las células, mediante la actividad coordinada de numerosos mecanismos reguladores que incluyen los sistemas respiratorio, endocrino, circulatorio y excretor. Dicese de una solución que tiene la misma concentración de partículas disueltas ( y por tanto, la misma concentración de agua libre)que el citoplasma de una célula. Planta formada por la asociación simbiótica de una alga y un hongo. Membrana exterior de la célula compuesta de una bicapa de fosfolípidos con proteínas incrsustadas.

Metabolismo.

El total de las reacciones químicas que se efectúan dentro de una célula o dentro de todas las cedulas de un organismo multicelular.

Monómeros.

Molécula orgánica pequeña que al unirse con otras semejantes forman un polímero.

Micra.

Medida de longitud igual a la milésima parte de un milímetro.

Nutrimentos.

Sustancia adquirida del ambiente necesaria para la supervivencia, el crecimiento y el desarrollo de un organismo.

Observación.

Primera parte del método científico, percibir un fenómeno específico, lo que conduce a formular una hipótesis.

Pinocitosis:

Movimiento no selectivo de fluido extracelular, encerrado en una vesícula formada a partir de la membrana plasmática, hacia el interior de una célula.

Plancton

Organismos diminutos que flotan en todas las aguas naturales.

Pseudópodo.

Prolongación citoplásmica móvil que emiten algunos protozoarios como las amibas.

Reactivo.

Molécula que se consume en una reacción química para formar un producto.

RNA.

Abreviatura en inglés del ácido ribonucleico.

Simbiosis.

Vida en común de dos organismos en la que uno o ambos se benefician y ninguno de ellos se perjudica. Átomos o moléculas que son los reactivos de una reacción química. Explicación de sucesos naturales que se basan en numerosas observaciones y es congruente con los principios científicos.

Sustrato. Teoría.

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Tilacoide.

Virus.

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Bolsa membranosa en forma de disco que se encuentra en los cloroplastos, cuyas membranas contienen los fotosistemas y las enzimas sintetizadoras de ATP que se usan en las reacciones dependientes de la luz de la fotosísntesis. Partícula parásita acelular que consiste en un recubrimiento proteico que rodea a una cadena de material genético, se multiplica dentro de las células de un organismo vivo.

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Biologia 1

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