Biología General

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP

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Pre acio

La asignatura es de naturaleza práctico – teórico, orientada a desarrollar en el estudiante conocimiento sobre el origen de la vida y la evolución de los seres vivos, así mismo acerca de la estructura y fisiología de la célula, tomando en cuenta el comportamiento de las biomoléculas, la estructura celular y los mecanismos de reproducción y transmisión hereditaria; revalora la importancia de los ecosistemas y la conservación de la ecología. Comprende cuatro Unidades de Aprendizaje:

Unidad I: Origen, evolución y características de los seres vivos. Unidad II: Bioquímica. Unidad III: Biología celular. Unidad IV: Ecología.

Origen, evolución y características de los seres vivos Concepción de Evolución y Teorías sobre el Origen de la Vida

Bioquímica

Bioelementos

Biomoléculas Inorgánicas

Evolución Prebiótica Características de los Seres Vivos

Biomoléculas Orgánicas

Biología celular

Definición, Características y Estructura de las Células

Organización de Células Eucarióticas

Ecosistema: Biotopo, Biocenosis, Sucesión Ecológica, Biomas

Ciclos Biogeoquímicos

Fisiología Celular I Vitaminas

Clasificación de los Seres Vivos

Ecología

Contaminación Ambiental Fisiología Celular II Principales Problemas Ecológicos

La competencia que el estudiante debe lograr al final de la asignatura es: “Reconoce las características estructurales y funcionales de los seres vivos,

comprendiendo a la célula como unidad anatómica, fisiológica y genética de la vida y los mecanismos de reproducción y evolución adaptativa, mediante un análisis crítico en el cuidado del medio ambiente”.

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ndice de Contenido

I. PREFACIO II. DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS UNIDAD DE APRENDIZAJE 1: ORIGEN ORIGEN,, EVOLUC EVOLUCII N Y CARAC CARACTER TER STICA STICAS S DE LOS SERE SERES S VIVOS VIVOS 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia (logro) c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Concepción de Evolución y Teorías sobre el Origen de la Vida b. Tema 02: Evolución Prebiótica c. Tema 03: Características de los Seres Vivos d. Tema 04: Clasificación de los Seres Vivos. 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 2: BIOQ BIOQU U MI MICA CA 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia (logro) c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Bioelementos b. Tema 02: Biomoléculas inorgánicas c. Tema 03: Biomoléculas orgánicas d. Tema 04: Vitaminas 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 3: BIOLOG A CELULA CELULAR R 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia (logro) c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Definición, Características Características y Estructura de las Células b. Tema 02: Organización de células eucarióticas c. Tema 03: Fisiología celular I d. Tema 04: Fisiología celular II 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 4: EC ECOL OLOG OG A 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Ecosistema: Biotopo, biocenosis, sucesión ecológica, biomas b. Tema 02: Ciclos biogeoquímicos c. Tema 03: Contaminación ambiental d. Tema 04: Principales problemas ecológicos 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen III. GLOSARIO IV. FUE FUENTE NTES S DE INF INFORMA ORMACI CI N V. SOLUCIONARIO

02 03 - 136 04-33 05 05 05 05 05 05 06-29 07 12 18 23 30 30 31 33 34-67 35 35 35 35 35 35 36-63 37 42 48 60 64 64 65 67 68-101 69 69 69 69 69 69 70-97 71 77 84 92 98 98 99 101 102103 103 103 103 103 103 104-125 105 110 117 121 126 126 127 129 130 134 136

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UNIDAD

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Introducción

a)Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente Unidad, tienen por finalidad que el estudiante conozca las diversas concepciones que se han desarrollado sobre el origen y evolución de los seres vivos para entender el camino que ha seguido la ciencia para resolver el problema del origen de la vida y las primeras etapas de la evolución biológica.

b)Competencia Determina analíticamente las características de los seres vivos, en base a las teorías del origen de la vida y la evolución de las especies.

c) Capacidades 1. Identifica las teorías sobre el origen de la vida. 2. Describe la secuencia de la evolución prebiótica. 3. Reconoce las características de los seres vivos a partir de diversos ejemplos. 4. Diferencia y clasifica a los seres vivos de acuerdo a sus características.

d)Actitudes Respeto y consideración por las distintas teorías que sustentan el contenido de esta unidad. Participa responsablemente y organizadamente en las autoevaluaciones presentadas.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 01: Origen, Evolución y Características de los Seres Vivos, comprende el desarrollo de los siguientes temas: TEMA 01: Concepción de Evolución y Teorías sobre el Origen de la Vida TEMA 02: Evolución Prebiótica TEMA 03: Características de los Seres Vivos TEMA 04: Clasificación de los Seres Vivos

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TEMA 1 Concepción de Evolución y Teorías sobre el Origen de la Vida

“Identifica las teorías sobre el origen de la vida ”.

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Desarrollo de los Temas a)CONCEPCIÓN DE EVOLUCIÓN Y EVOLUCIÓN BIOLÓGICA La evolución es una sucesión gradual y ordenada de cambios continuos; es el principio intrínseco que integra una extensa realidad de hechos e informaciones en una imagen amplia, cohesiva y unificada del universo. Sus efectos son observables en todos los campos del saber y del pensamiento humano.

La materia y la energía son los componentes básicos del universo, y por su naturaleza dinámica hacen inevitable el cambio o evolución.

Evolución, por lo tanto, implica un cambio con continuidad. La evolución tiene su expresión en el Universo, la tierra, los seres vivos y el hombre.

El desarrollo del Universo, su organización y trayecto histórico constituyen la expresión evolutiva de la materia y energía. No existe un comienzo y un final, sino una continuidad en el tiempo cuyas manifestaciones podemos percibir. La formación de las galaxias, el Sistema planetario solar y la Tierra son parte del proceso evolutivo del universo. Como parte de la evolución de la materia terrestre, se han originado los seres vivos, los cuales han evolucionado y continúan en este proceso indefinidamente. El origen de la vida debemos buscarla en el proceso de la evolución material, cuyo cambio y t ransformación originó cuerpos dotados de autonomía, los cuales están evolucionando en base a sus propios mecanismos.

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La evolución biológica sólo es un aspecto de la evolución global del cosmos, es el cambio en la diversidad y adaptación de las poblaciones de organismos. También hablamos de evolución, en otro nivel, el desarrollo histórico de las formas de organización social del hombre, desde la comunidad primitiva hasta el capitalismo. El desarrollo del conocimiento está enmarcado dentro de la evolución, en el plano de la búsqueda de interpretar de modo objetivo la realidad y su aplicación a a solución de problemas inherentes al hombre. Cada nivel evolutivo está regido por leyes generales y particulares. La búsqueda y aplicación de estas leyes constituye el eje de la evolución del conocimiento humano.

Evolución de la Materia

Población Organismo Célula Materia Orgánica

FUERZAS EVOLUTIVAS

Materia inorgánica

Fuente:

http://adn.rimed.cu/module/contenido/muestra_cont.php?tema=5&id_subtema=121 &id=123&epig=5.1.1&Tip=epg&idMod=121

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP b)TEORÍAS IDEALISTAS Y MATERIALISTAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA A través del tiempo han surgido una serie de teorías que tratan de explicar el origen y evolución de la vida. Las diferencias y similitudes existentes entre los seres vivos, a lo largo de los años, han despertado el interés por saber cómo se originó la vida, esto llevó a muchos científicos a buscar la explicación más acorde,

llegando a formularse una serie de teorías que a continuación se describen:

TEORÍAS IDEALISTAS: Las concepciones idealistas sobre la naturaleza han dominado durante largo tiempo el pensamiento de la humanidad, dentro de esa visión se han desarrollado diversas teorías para explicar la existencia y diversidad de los seres vivos.

Estas formas de pensamiento basadas en mitos y cuentos que el hombre primitivo creaba para poder explicar los fenómenos que ocurrían, no hicieron más que desviar el desarrollo de la ciencia a los monasterios y conventos, evitando su difusión y retardando su desarrollo. Esta etapa es conocida como del oscurantismo científico.

Históricamente se pueden distinguir las siguientes concepciones teóricas:

Concepciones de las Sociedades Esclavistas : Basada en la intervención de dioses con presencia concreta en la naturaleza y la vida del hombre, postulan la generación espontánea vitalista que plantea la intervención de una fuerza sobrenatural que actúa sobre la materia.

Teoría de la Biogénesis: Opuesta a la generación espontánea, tuvo su culminación con los experimentos de no explica el origen de la vida, plantea que la vida solo proviene de la vida.

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Teoría de la eternidad de la Vida: Sostiene que en la evolución de la materia la vida ha pasado por diferentes formas, pero siempre ha existido. Fue planteada por Lord Kelvin.

Teoría Cosmozoica: Postula que la vida llegó a la tierra proveniente del espacio, donde existirían planetas con vida. Sostiene q ue los primeros seres vivos que llegaron fueron bacterias y lo hicieron en el interior de meteoritos. Fue planteada por J. Liebig y otros.

Teoría de la Panspermia : Sostiene que en el universo existen gérmenes de vida en reposo que se desarrollan cuando encuentran condiciones propicias. Plantea que fueron esporas bacterianas las que colonizaron la tierra primitiva. Fue planteada por Arrhenius.

TEORÍAS MATERIALISTAS: Tiene sus orígenes en las primeras formaciones sociales. Fueron los griegos quienes de modo más sistemático establecieron los primeros postulados materialistas acerca de los seres vivos.

Se distinguen esencialmente las teorías siguientes:

Alexand er I. Op arín

Teoría de la Generación Espontánea de los Materialistas Griegos:

Establece que los elementos naturales terrestres interactúan y generan seres vivos. Teoría de la generación Espontánea del Materialismo Mecanicista:

Sostiene que los seres vivos han surgido en la naturaleza por procesos mecánicos y al azar. No establece pruebas ni condiciones. Teoría Científica Materialista Dialéctica: Plantea que los seres vivos han

surgido como consecuencia de un largo proceso de evolución de la materia. La evolución biológica y el origen de la vida son parte de la evolución de la materia. Los seres vivos han surgido en la tierra en condiciones diferentes a las actuales, en una atmósfera reductora, en condiciones de alta energía. Fue planteada por Alexander I. Oparín y John B.S. Haldane.

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TEMA 2 Evolución Prebiótica

“ Describir la secuencia de la evolución prebiótica.”

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La evolución prebiótica está sustentada en la teoría quimiosintética. En 1922 A.I. Oparin postuló que la vida pudo aparecer como producto de una evolución química, factible en las condiciones de la tierra primitiva: Una peculiar composición de la atmósfera (metano, amoniaco, hidrógeno molecular, vapor de agua) y una gran disponibilidad de energía (tormentas eléctricas, gran actividad volcánica, intenso bombardeo de radiaciones y altas temperaturas).

Según Oparin los gases de esta atmósfera al W entre sí impulsados ,

por la energía disponible, originaron moléculas orgánicas simples, ellas cayeron en el agua que se almacenó al bajar la temperatura del planeta, formándose así una especie de gigantesca ―sopa orgánica‖.

Aquí con el paso de los cientos de miles de años, continuaron organizándose y formándose moléculas orgánicas de mayor tamaño (macromoléculas). Algunas de

ellas

desarrollaron

la

capacidad de autorreplicación (autocopiado) y se agruparon en acúmulos rodeados de una fina

película

(membrana)

de

grasa

que

se

denominaron coacervados o microesférulas que quedaron rodeadas por las membranas.

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Los primeros complejos polimoleculares, enormemente variados, diferían en cuanto a su estabilidad y sólo los más estables persistían a través del tiempo mientras que otros se iban formando y desintegrando; los complejos moleculares y el entorno hacían constante intercambio de materia y energía, algunos de ellos se fragmentaban en cuerpos más pequeños que a su vez crecían y se volvían a fragmentar al impulso del movimiento propio del entorno parcialmente líquido.

Estos

cuerpos

Protobiontes,

fueron

sistemas

denominados provistos

de

membrana que en el curso de millones de años adquirieron la complejidad que les permitieron convertirse en los antecesores directos de los primeros seres vivos.

PRIMEROS SERES VIVOS La aparición de algunos Protobiontes con una relación entre polinucleótidos y polipéptidos favorable permitió transformar el contenido molecular en una secuencia de codificación y control biológico de los procesos internos, transmitiendo luego estas características a los descendientes formados por fragmentación.

De la evolución de estos Protobiontes más

complejos

surgieron

los

primeros seres vivos, denominados Eubiontes, extremadamente primitivos y sencillos, eran capaces de transmitir la información sobre su estructura interna y sobre su organización funcional a sus descendientes

gracias

a

cadenas

sencillas de polinucleótidos, precursores de los más complejos ácidos nucleicos contemporáneos.

Protobionte

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La etapa final en este largo proceso de evolución prebiótica supone la incorporación de las moléculas que almacenan la información hereditaria y la toma de control de las actividades vitales por parte de estas moléculas. Actualmente todos los seres vivos almacenan sus características en moléculas de ADN de doble cadena.

Es posible pensar entonces que bastó la incorporación de una molécula de ADN a un complejo de proteínas y la complementación de sus actividades para que se active el mecanismo de la herencia, sin embargo esa posibilidad requiere tal exactitud que contrastada con las condiciones fisicoquímicas resulta casi imposible. Este razonamiento ha llevado a pensar que el ADN asumió el control genético de la vida en una etapa posterior. Cumplió el papel de ADN y proteína a la vez, por así decirlo. Es decir, ahora se sabe que existen ribozimas, cadenas de ARN que son capaces de catalizar reacciones químicas y evidentemente el ARN es un ácido nucleico Si el ARN cumplía esas dos funciones, el eterno problema de quien fue primero, si el ADN o las proteínas se responde con el ARN bifuncional.

De esta forma debieron aparecer las primeras células (hace 3600 millones de años aproximadamente), que constaban únicamente de algunas proteínas y ácido nucleicos dentro de una membrana; la fuente de energía o alimento estaba a su alrededor, en la ―sopa orgánica‖ donde se habían formado. Eran

más primitivas que las actuales bacterias y a partir de ellas evolucionaron todas las demás formas de vida. Así al agotarse el material orgánico libre de la ―sopa‖, sobrevivieron aquellas células que pudieron utilizar moléculas muy

simples como el CO 2 para vivir, desarrollándose así la fotosíntesis. Posteriormente al aumentar las cantidades de oxígeno, producto de la fotosíntesis, surgieron células parecidas a las de los animales que aparecieron mucho después.

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La posibilidad de que la vida se hubiera iniciado de esta forma, la evidenció a mediados del siglo XX. Stanley Miller

quien

obtuvo

moléculas

orgánicas, en un sistema donde simuló las condiciones

atmosféricas

propuestas

por

Oparin, a partir de moléculas como agua, hidrógeno, amoniaco y metano. Hoy en día esta teoría es la que tiene mayor aceptación Stanley Miller

científica.

Se piensa que la vida se originó de materia inanimada por evolución química. Si bien nunca sabremos exactamente cómo comenzó la vida, pueden someterse a prueba algunas hipótesis acerca de su origen.

HAY CUATRO REQUERIMIENTOS PARA LA EVOLUCIÓN QUÍMICA:

1) Ausencia de oxigeno (el oxigeno libre habría reaccionado con las moléculas orgánicas y las habría degradado).

2) Energía (para formar moléculas orgánicas). 3) Componentes químicos (como agua, minerales y gases presentes en la atmósfera) para formar moléculas orgánicas.

4) Tiempo suficiente (para que las moléculas se acumularán y reaccionarán).

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SE CREE QUE LA EVOLUCIÓN QUÍMICA OCURRIÓ EN CUATRO PASOS:

Se produjeron las células a partir de los ensamblajes de polímeros orgánicos.

Se formaron pequeñas moléculas orgánicas y se acumularon.

Se ensamblaron macromoléculas a partir de esas moléculas orgánicas pequeñas.

Con las macromoléculas se formaron ensamblajes macromoleculares (pre-células).

LA EVOLUCIÓN PREBIÓTICA FUE CONTROLADA POR:

o

La temperatura y el tiempo.

o

El tiempo y la atmósfera.

o o o

La presión y el clima. El calor y la presión. La atmósfera primitiva y el clima.

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TEMA 3 Características de los Seres Vivos

“ Reconocer las características de los seres vivos a partir de diversos ejemplos .”

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Generalmente es más fácil reconocer la vida que definirla. Todos pueden reconocer que un perro es un ser vivo y que una roca no lo es; pero ¿cuáles son las propiedades que

distinguen al perro de la roca?

LAS CARACTERÍSTICAS COMUNES A TODOS LOS SERES VIVOS SON: a) ORGANIZACIÓN COMPLEJA Los seres vivos presentan un gran número de niveles de organización desde los llamados bioelementos (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc.) que se organizan en biomoléculas (proteínas, lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos) que a su vez constituyen las organelas que formarán las células; éstas se reúnen formando tejidos que luego conformarán los órganos que forman los aparatos y sistemas que dan lugar a los seres vivos.

b) MOVIMIENTO Los seres vivos se mueven; muchos de ellos son capaces de cambiar de lugar y cambiar la posición de sus cuerpos para buscar alimento, protegerse, defenderse y buscar bienestar. Muchos animales caminan, corren, nadan, se arrastran, vuelan, pero hay otros que no se mueven, tal es el caso de algunos organismos marinos como los corales, las anémonas, las esponjas, entre otros. Las plantas, aunque no se trasladan a otros lugares, sí tiene cierto movimiento, por ejemplo: algunas giran sus hojas y sus flores hacia la luz o para atrapar insectos con los que se alimentan, sin embargo, este movimiento se debe realmente a una reacción de un estímulo del ambiente, es decir, a la irritabilidad.

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP c) CRECIMIENTO Los seres vivos pueden aumentar de volumen (crecer) mediante la incorporación de sustancias del medio que los rodea. El ser vivo puede crecer por aumento en su número de células o en el volumen de ellas. Algunos organismos crecen durante toda su vida, otros sólo al principio.

d) REPRODUCCIÓN Los seres vivos son capaces de multiplicarse ( reproducirse). Mediante la reproducción se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y perpetúan la especie.

En los seres vivos se observan dos tipos de reproducción:

Asexual : En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticas. En general, es la formación de un nuevo individuo a partir de células maternas, sin que exista meiosis, formación de gametos o fecundación. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN), la descendencia recibe las características y cualidades de sus progenitores.

Sexual : La reproducción sexual requiere la intervención de dos individuos, siendo de sexos diferentes. Los descendientes producidos como resultado de este proceso biológico, serán fruto de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a ellos. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos complejos. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación.

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP e) METABOLISMO El fenómeno del metabolismo permite a los seres vivos procesar sus alimentos para obtener nutrientes para realizar sus funciones.

En el metabolismo se efectúan dos procesos fundamentales:

o

Anabolismo:

Es

o Catabolismo:

Cuando

cuando se transforman

desdoblan

las sustancias sencillas

complejas de los nutrientes con

de los nutrientes en

ayuda de enzimas en materiales

sustancias complejas.

simples liberando energía.

Durante el metabolismo

las

se

sustancias

Así como:

se realizan reacciones químicas y energéticas.

El crecimiento La auto-reparación y La liberación de energía dentro del cuerpo de un organismo.

A estas reacciones se les denominan procesos metabólicos: El ciclo material, es decir, los cambios químicos de

sustancia en los distintos períodos del ciclo vital, crecimiento, equilibrio e involución.

El ciclo energético, o sea, la transformación de la energía química de los

alimentos en calor cuando el animal está en reposo, o bien en calor y trabajo mecánico cuando realiza actividad muscular, así como la transformación de la energía luminosa en energía química en las plantas. En los organismos heterótrofos, la sustancia y la energía se obtienen de los alimentos. Éstos actúan formando la sustancia propia para crecer, mantenerse y reparar el desgaste, suministran energía y proporcionan las sustancias reguladoras del metabolismo.

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f) IRRITABILIDAD

La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc.) del medio ambiente constituye la función de la irritabilidad. Por lo general los seres vivos no son estáticos, son irritables, responden a cambios físicos o químicos, tanto en el medio externo como en el interno.

Los estímulos que pueden causar una respuesta en plantas y animales son:

Cambios en la intensidad de luz, ruidos, sonidos, aromas, cambios de temperatura, variación en la presión, etc.

g) ADAPTACIÓN Las condiciones ambientales en que viven los organismos vivos cambian ya sea lenta o rápidamente y los seres vivos deben adaptarse a estos cambios para sobrevivir.

El proceso por el que una especie se condiciona lenta o rápidamente para lograr sobrevivir ante los cambios ocurridos en su medio, se llama

adaptación o evolución biológica. Mediante la evolución todos los seres vivos mejoran sus características de adaptación al medio en el que se encuentran, para maximizar sus probabilidades de supervivencia.

h) HOMEOSTASIS Es la conservación de un medio interno relativamente estable muy distinto a su medio circundante

a

pesar

de

intercambiar

constantemente materiales con él.

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TEMA 4 Clasificación de los Seres Vivos

“ Diferenciar y clasificar a los seres vivos de acuerdo a sus características ”.

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TAXONOMÍA Es una parte de las ciencias naturales que estudia la clasificación de los seres vivos y las reglas que presiden el establecimiento de esta clasificación. En el

siglo XX como resultado del trabajo de Darwin, Carl Linneo estableció la existencia de dos grandes reinos:

Vegetal y Animal y cada uno tiene diversidad de clases que a continuación anunciamos:

Es ecie Género Familia Orden Clase Ph lum Reino

CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA

Fuente: ww w.biologia.edu.ar

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP Reino Eubacteria:

o

Microorganismos procarióticos, carecen de membrana nuclear.

o o o o

Unicelulares o coloniales. De vida libre o parásitos.

Presentan pared celular constituida de peptidoglucano. Presentan formas variadas: esféricas (cocos), abastonadas (bacilos) y espiraladas (espirilos).

Reino Archaebacteria:

o

Son procarióticos, se diferencian de las bacterias por su estructura y bioquímica.

o

Su

pared

celular

contiene

pseudomureína.

o

Ejemplo: Bacterias del metano. http://www.tutorvista.com/biology/archaeaand-eubacteria

Reino Protista:

o

Eucariotas, unicelulares o pluricelulares

Algas Unicelulares o pluricelulares Autótrofos Pared celular con celulosa Presentan pigmentos fotosintéticos Algas rojas, algas pardas, Euglena, etc.

o o

De vida libre ó parásitos Incluye algas y protozoos

Protozoos Unicelulares Heterótrofos Carecen de pared celular Carecen de pigmentos Ameba, Paramecio, Tripanosoma, etc.

Fuente:

Fuente:

http://www.educa.madrid.org/web

http://nwbiology.wikispaces.com

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Reino Fungi (Hongos):

o

Eucariotas, unicelulares o pluricelulares

o

Presentan pared celular de quitina

o

Son

heterótrofos,

mayormente saprófitos, otros son parásitos.

o

Formados por hifas que constituyen el Micelio

o

Ejemplos:

Fuente: funfairizpisua.blogsp ot.com

levaduras,

mohos, hongos.

Reino plantae:

o o

Eucariotas, pluricelulares.

o

Viven fijos al suelo

Pared celular de celulosa

Se dividen en: 1

Briofitas: Carecen de xilema y floema No presentan raíz, tallo ni hojas, sus tejidos son poco diferenciados, en su lugar tienen rizoide, cauloide y filoide Fuente: http://elblogdesol.blogia. com/

Viven en zonas húmedas. Ejemplo: Musgos

Filicinofitas:

Presentan vasos conductores Presentan raíz, tallo y hojas Fuente: www.biodiversidad.gob.mx

Ejemplo: Helecho

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Gimnospermas:

Carecen de flores, no producen frutos Mayormente son árboles de gran altura. Ejemplo: Ciprés, pino, araucaria, etc.

F u e n t e: w w w . p l a n t as - especies.com

Angiospermas: Presentan flores, las semillas están protegidas en el ovario. Se dividen en dos clases:

Monocotiledóneas: La semilla presenta un cotiledón. Ejemplo: maíz, ajo, vainilla, etc. Fuente: http://reddeparquesnacional es.mma.es

Dicotiledóneas: La semilla presenta dos cotiledones. Ejemplo: frijol, papa, quinua, etc.

Reino Animalia:

o o

Reino más numeroso. Su clasificación está determinada por las estructuras que se presentan durante su desarrollo.

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Se dividen en: Filo Poríferos: Es el grupo más simple, carecen de tejidos. Cuerpo con poros. Son marinos. Presentan células especializadas llamadas coanocitos, que cumplen funciones digestivas.

Fuente:http://lucaseleon ardo.blogspot.com/2010/ 08/os-poriferos.html

Conocidas comúnmente como esponjas.

Filo Cnidarios: Llamados celentéreos. Son acuáticos Presentan tejidos simples. Su nombre se debe a que presentan células especializadas llamadas Cnidocitos, capaces de secretar sustancias urticantes.

Fuente: http://ayla87.wordpress. com/2008/11/01/filo- cnidarios/

Incluye a las hidras, malaguas, anémonas, corales.

Filo Platelmintos: Gusanos

planos.

Mayormente

son

parásitos. Presentan o no, tubo digestivo, carecen de sistema circulatorio y respiratorio. Ejemplo: Planaria, alicuya, tenia, etc.

Fuente: http://www.lookfordiagnosis .com/images.php?term=Plat elmintos&lang=2&from=56

Filo Nemátodes: Gusanos cilíndricos. Algunos son de vida libre y otros son parásitos. Presenta sistema digestivo completo, carecen de sistema respiratorio y Fuente: http://asombroso-e- inaudito.blogspot.com/2010/ 11/el-extrano-y-asombroso- gusano.html

circulatorio. Ejemplo: Ascaris.

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Filo Anélidos: Gusanos cilíndricos anillados. Presenta tubo digestivo, sistema circulatorio, respira cutánea o por branquias.

Fuente: http://news.bbc.co.uk/hi/spanis h/science/newsid_6652000/665 2253.stm

Ejemplo: Lombriz de tierra, sanguijuelas.

Filo Moluscos: Animales

de

cuerpos

blandos

no

segmentados cubiertos por una concha o valva externa calcárea. Presenta sistema circulatorio y nervioso Fuente: http://www.vootar.com/a/ Caracol

desarrollado. Ejemplo: caracol, mejillón, pulpo, etc.

Filo Artrópodos: Grupo más abundante, son terrestres y acuáticos. Cuerpo

segmentado,

apéndices

articulados, con exoesqueleto quitinoso.

Fuente: http://www.educa.madrid.org/web /i es .ate n ea .s an s eb as tia n /d ep ar ta mentos/biologia_geologia/eso/1e so.html

Abarca: 

Arácnidos: Cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen, con cuatro pares de patas. Ejemplos: Arañas, escorpiones, ácaros.



Crustáceos: Cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen, con un par de patas por segmento. Ejemplos: Cangrejos, chanchito de la humedad, Krill.



Insectos: Cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen, con tres pares de patas en el tórax y dos pares de alas. Ejemplos: Grillo, zancudo, hormiga, pulga, mariposa, etc.



Quilópodos: Presenta una cabeza y cuerpo dividido en segmentos con un par de patas en cada uno. Ejemplo: Ciempiés.



Diplópodos: Cabeza y cuerpo dividido en segmentos con dos pares de patas en cada uno. Ejemplo: Milpiés.

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Filo Equinodermos: Presentan un sistema acuífero que cumple diversas funciones. Ejemplos: estrella de mar, erizo de mar, Fuente: http://www.zoobaq.org/planetaz oo/index.php?id=12&id_cat=6& id_cont=145

pepino de mar.

Filo Cordados: Gusanos cilíndricos anillados. Poseen columna vertebral. Son ovíparos, ovovivíparos ó vivíparos. Algunos presentan patas, otros presentan alas ó aletas.

Fuente: http://vidadelmardeantofagasta.bl ogspot.com/2009_02_01_archive. html

Se dividen en: Piel cubierta por escamas Presentan aletas

Super Clase Peces:

Respiración por branquias.

Peces Cartilaginosos - Esqueleto cartilaginoso - Boca ventral y posee cloaca - Presentan hendiduras branquiales. - Tiburón, raya, tollo, etc. Super Clase Tetrápodos:

Peces Óseos - Esqueleto óseo - Boca anterior y posee ano - Branquias protegidas por el opérculo. Atún, pejerrey, anchoveta, etc. -

Piel cubierta por plumas, escamas ó placas córneas, pelos. Presentan cuatro extremidades Respiración por branquias ó pulmones.

Anfibios Piel delgada y húmeda. Respiración branquial y pulmonar. Rana, sapo

Reptiles Piel gruesa, cubierta por escamas ó placas. Respiración pulmonar. Tortuga, Boa

Aves Piel cubierta por plumas y pico córneo. Respiración pulmonar. Paloma, cóndor

Mamíferos Piel cubierta por pelos. Respiración pulmonar. Perro, delfín

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Lecturas Recomendadas

EL ORIGEN DE LA VIDA Y LA EVOLUCIÓN CELULAR HOY http://www.ejournal.unam.mx/cns/espno01/CNSE0103.pdf

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS. http://www.genomasur.com/lecturas/Guia02-1.htm

Actividades y Ejercicios 1. Establezca 3 diferencias entre las teorías idealistas y materialistas sobre el origen de la vida. Realiza esta actividad y envíala a través de “Teorías” .

TEORÍAS IDEALISTAS

TEORÍAS MATERIALISTAS

_______________________________ _______________________________

2. Señale los aspectos más importantes de las siguientes características de los seres vivos. Realiza esta actividad y envíala a través de “Características de los seres vivos” .

ORGANIZACIÓN COMPLEJA

METABOLISMO

________________________________

REPRODUCCIÓN

IRRITABILIDAD

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Autoevaluación

1. Según los materialistas griegos, los seres vivos terrestres se originaron: a) Por la interacción de elementos terrestres. b) Por medio de una fuerza vital c) Provenientes del espacio d) Producto de la evolución terrestre e) Por descomposición de la materia orgánica 2. La llegada de la vida a la tierra a través de meteoritos, es sostenida por J. Lisbig. H. Richter y H. Helmholtz, está enmarcado en la hipótesis de: a) La generación espontánea b) La eternidad de la vida c) El origen de la vida al azar d) El origen evolutivo de los seres vivos e) La vida llegó a la tierra proveniente del espacio 3. La evolución Prebiótica no fue controlada por: a) La temperatura y el tiempo b) El tiempo y la atmosfera c) La presión y el clima d) La temperatura y la presión e) La atmosfera primitiva y el clima 4. La teoría que plantea que la vida sólo proviene de la vida y se opuso a la generación espontánea: a) Teoría de la Eternidad de la Vida b) Teoría de la Biogénesis c) Teoría Cosmozoica d) Teoría de la Panspermia e) Teoría Científica Materialista Dialéctica 5. Es la capacidad de los seres vivos mediante la cual condicionan lenta o rápidamente su funcionamiento y estructura para sobrevivir a los cambios del medio externo: a) Adaptación b) Homeostasis c) Movimiento d) Reproducción e) Metabolismo

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6. Capacidad de los seres vivos para mantener un medio interno relativamente estable distinto a su medio circundante: a) Adaptación b) Homeostasis c) Movimiento d) Reproducción e) Metabolismo 7. Es un requerimiento para la evolución química: a) Ausencia de energía b) Ausencia de oxígeno c) Ausencia de agua d) Tiempo corto e) Ausencia de minerales 8. Es un proceso fundamental del metabolismo en que se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes con ayuda de enzimas en materiales simples liberando energía: a) Liberación b) Homeostasis c) Anabolismo d) Fosforilación e) Catabolismo 9. Reino al que pertenecen organismos eucariotas, unicelulares o pluricelulares, que presentan pared celular de quitina: a) Reino Moneras b) Reino Protista c) Reino Hongos d) Reino Vegetal e) Reino Animal 10. Parte de las ciencias naturales que estudia la clasificación de los seres vivos y las reglas que presiden el establecimiento de ésta: a) Biología b) Taxidermia c) Caracterología d) Ordenología e) Taxonomía

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Resumen

La evolución es una sucesión continua de cambios que se expresan en todo e Universo, debido a que sus componentes principales materia y energía hacen inevitable el cambio, por lo tanto todo aquello que forma parte del universo como la tierra, los seres vivos y el hombre también evolucionan. La evolución biológica sólo es un aspecto de la evolución global del cosmos, la evolución biológica es el cambio en la diversidad y adaptación de las poblaciones de organismos. El origen de la vida debe ser buscado en el proceso de la evolución material, cuyo cambio y transformación originó cuerpos dotados de autonomía, los cuales han evolucionado y evolucionan en base a sus propios mecanismos; razón de ello han surgido dos grandes grupos de teorías: Las teorías idealistas basadas en una intervención mágico religiosa y las teorías materialistas que le dan una concepción científica a la forma como se inició la vida en la tierra.

La teoría de Oparin-Haldane sustenta la evolución prebiótica del origen de la vida que plantea que en la tierra primitiva carente de oxígeno y rica en gases como metano y amoniaco, ocurrieron reacciones químicas que dieron origen a moléculas orgánicas pequeñas, a su vez éstas moléculas se unieron formando macromoléculas, dando origen a los primeros organismos vivos a quienes los denominó coacervados y desde allí surgió la vida en sus diferentes expresiones.

Los seres vivos pueden ser reconocidos gracias a la identificación de sus características comunes, entre las que tenemos su organización compleja que establece que los organismos vivos tienen un gran número de niveles de organización, el crecimiento que le permite aumentar de volumen e incorporar sustancias del medio que la rodea, la reproducción que determina la formación de una descendencia, la irritabilidad que permite respuesta a estímulos del entorno y otras más que muestran diversos seres vivos.

La diversidad de seres vivos que han surgido en la tierra ha hecho necesario el desarrollo de la taxonomía, rama de la biología que nombra, describe y clasifica a los seres vivos, tomando en cuenta sus similitudes estructurales, funcionales, citogenéticas, bioquímicas, así como sus relaciones evolutivas. Carlos Linneo ideó un sistema de clasificación basado en ―categorías taxonómicas‖ ordenadas de

menor a mayor rango que abarca Especie, Género, Familia, Orden, Clase, Phylum, Reino.

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP VI. SOLUCIONARIO

7

UNIDAD

2

34


Introducción

a) Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente Unidad, tienen por finalidad que el estudiante conozca los elementos químicos presentes en los seres vivos y que comprenda a su vez que toda forma de vida está estructurada de elementos naturales bajo la forma de bioelementos y biomoléculas orgánicas e inorgánicas.

b) Competencia Analiza y describe la estructura y función de los elementos y moléculas biogenéticas, diferenciando sus propiedades orgánicas e inorgánicas.

c) Capacidades 1. Reconoce los bioelementos y describe su clasificación y características. 2. Identifica el concepto y la composición de los componentes químicos de la materia viva.

3. Describe el papel de los carbohidratos, lípidos, proteínas como moléculas motoras e identifica el rol de los ácidos nucleicos en la herencia.

4. Reconoce a las vitaminas, su composición y su clasificación.

d)Actitudes Mostrar interés en el conocimiento que se está adquiriendo e informarse para ampliar el tema. Trabajar respetando los criterios de evaluación.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 02: Bioquímica, comprende el desarrollo de los siguientes temas:

TEMA 01: Bioelementos TEMA 02: Biomoléculas Inorgánicas TEMA 03: Biomoléculas Orgánicas TEMA 04: Vitaminas

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TEMA 1 Bioelementos

“Reconocer los bioelementos y describir su clasificación y características ”.

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Desarrollo de los Temas DEFINICIÓN Los bioelementos o elementos biogénicos son todos aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos en condiciones normales. De los 109 elementos que existen (90 naturales y 19 obtenidos en el laboratorio) sólo aproximadamente 27 de ellos se encuentran en la inmensa diversidad de organismos.

CLASIFICACIÓN Clasificaremos los bioelementos en:

1. Elementos Mayoritarios: Bioelementos primarios: C, H, O, N, P y S; carbono (C), oxígeno (O),

nitrógeno (N), fósforo (P) y azufre (S). Representan en su conjunto el 96 al 99% del peso de la materia viva. Bioelementos secundarios: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-. Aunque se

encuentran en menor proporción que los primarios, son también imprescindibles para los seres vivos. En medio acuoso se encuentran siempre ionizados.

2. Oligoelementos vestigiales: (Fe, Mn, I, F, Co, Si, Cr, Zn, Li, Mo). Son aquellos bioelementos que se encuentran en los seres vivos en un porcentaje menor del 0.1%. Algunos, los

indispensables, se encuentran en todos los seres vivos, mientras que otros, variables, solamente los necesitan algunos organismos.

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CARACTERÍSTICAS 1) Bioelementos primarios o principales: Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total.

Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes: Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones. El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico. Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son muy estables. A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, los diferentes

tipos

de

moléculas

orgánicas

tienen

estructuras

tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica. Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales, que a su vez dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas.

L o s g r u p o s f u n c i o n a l e s p o l a r es s o n s o l u b l e s e n ag u a o hidrófilos. L o s n o p o l a r es s o n i n s o l u b l e s o hidrófobos.

38

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP Estos presentan características físicas y químicas diferentes, y dan a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.

Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples, lo que permite que puedan formarse cadenas más o menos largas, lineales, ramificadas y anillos.

2) Bioelementos secundarios: S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl. Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina),

Azufre

presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A. Se encuentra formando parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos, coenzimas y otras moléculas

Fósforo

como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares, fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa

Magnesio como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo . Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras

Calcio

esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Potasio Cloro

Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y en el fluido intersticial.

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3) Oligoelementos: Hierro, manganeso, Se

han

aislado

unos

60

cobre, zinc, flúor,

oligoelementos en los seres vivos,

iodo, boro, silicio,

pero solamente 14 de ellos pueden

vanadio, cromo,

considerarse comunes para casi todos,

cobalto, selenio,

y estos son:

molibdeno y estaño.

Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro: Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en

Hierro

reacciones químicas y forma parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.

Manganeso Iodo Flúor Cobalto Silicio Cromo Zinc Litio Molibdeno

Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo. Forma parte del esmalte dentario y de los huesos, su carencia produce caries. Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina. Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las gramíneas. Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Actúa sobre los neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones. Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

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TEMA 2 Biomoléculas Inorgánicas

“ Identificar el concepto y la composición de los componentes químicos de la materia viva ” .

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Las biomoléculas o principios inmediatos, resultan de la unión entre átomos de uno o más bioelementos, son las moléculas que forman parte de los seres vivos. Adoptan múltiples conformaciones y cumplen diversas funciones, de acuerdo al grado de complejidad y estructura que presentan.

Inorgánicas

o o

o o o o

Agua Sales minerales

Glúcidos Lípidos

Orgánica

Proteínas Ácidos Nucleicos

Entre ellas tenemos: Las biomoléculas Inorgánicas son todas

El agua (H2O)

aquellas biomoléculas que en su estructura no

El oxígeno molecular

presentan

(O2),

enlaces

covalentes

carbono-

El

dióxido

de

carbono (C-C). Se distribuyen ampliamente y

carbono (CO 2),

son imprescindibles para la subsistencia de

Las sales minerales y

todo organismo que habite nuestro planeta.

algunos ácidos y bases.

EL AGUA El agua (60-90%) de la materia viva. Su abundancia depende de la especie, la edad (menor proporción en individuos más viejos) y la actividad fisiológica del tejido (mayor porcentaje los que tiene mayor actividad como tejido nervioso o muscular). Aparece en el interior de las células, en el líquido tisular y en los líquidos circulantes.

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1. Estructura El agua es una molécula bipolar: Los electrones que comparten el O y el H están desplazados hacia el O por su mayor electronegatividad por lo que esa zona de la molécula tiene una ligera carga negativa y la de los H es ligeramente positiva. Cuando dos moléculas de agua se aproximan, la zona

positiva de una molécula y la

negativa de otra se atraen.

Estas interacciones intermoleculares se conocen como puentes de hidrógeno.

2. Propiedades y funciones biológicas A diferencia de otras sustancias de peso molecular semejante, el agua es

líquida a temperatura ambiente. Debido a su polaridad, el

agua es buen

disolvente de los compuestos iónicos y polares. Los

líquidos orgánicos (citoplasma, líquido tisular, plasma, linfa, savia) son disoluciones acuosas que sirven para el transporte de sustancias y como medio en el que se producen las reacciones metabólicas.

El agua no sólo es el medio en el que transcurren

las

reacciones

del

metabolismo sino que interviene en muchas

de

ellas

como

en

la

fotosíntesis, en las hidrólisis y en las condensaciones.

43


El calor específico (calor necesario para elevar 1ºC la temperatura de 1g) es relativamente elevado, así como el calor de vaporización. Gracias a estas dos propiedades el agua interviene en la termorregulación.

Máxima densidad a 4°C. Como consecuencia el hielo flota sobre el agua líquida, lo que impide que los océanos y otras masas menores de agua se congelen de abajo a arriba.

En el agua son elevadas las fuerzas de cohesión (atracción entre las moléculas de agua) y de adhesión (atracción entre el agua y una superficie) lo origina los fenómenos de capilaridad por los que el agua asciende en contra de la gravedad por conductos de diámetro muy fino (capilares). Estos fenómenos contribuyen al transporte de sustancias en los vegetales. Igual que otros líquidos el agua es incompresible y actúa como amortiguador mecánico (líquido amniótico, líquido sinovial) o como esqueleto hidrostático (líquido celómico en anélidos).

LAS SALES MINERALES 1. Sales con función estructural Aparecen

precipitadas

estructuras

esqueléticas,

carbonato

de

calcio

formando como

el

(caparazones

calcáreos) o el fosfato de calcio (esqueleto de vertebrados).

Carbonato de calcio

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2. Sales con función reguladora Se encuentran ionizadas, disueltas en un medio acuoso.

a. Fenómenos osmóticos Osmosis: difusión a través de una membrana semipermeable (sólo permite el paso del disolvente). Medios hipertónico (el de mayor concentración), hipotónico (el de menor) o isotónico (cuando los dos medios separados por la membrana semipermeable tienen la misma concentración de solutos). A través de una membrana semipermeable el agua pasa siempre del medio hipotónico al hipertónico. Plasmólisis (pérdida de agua de una célula en un medio hipertónico) y

turgencia (la célula se hincha en un medio

hipotónico, pudiendo llegar a estallar (lisis) si carece de pared celular y la diferencia de concentraciones es grande).

b. Regulación del pH Soluciones amortiguadoras formadas por un ácido débil y su base conjugada (o viceversa). El equilibrio H 2CO3 = HCO3 + H+ es responsable del mantenimiento del pH en la sangre. Si el pH tiende a acidificarse el exceso de H+ se une al HCO 3 (que actúa como base) formándose H2CO3 recuperándose el pH inicial. Ante una basificación del medio el equilibrio se desplaza hacia la derecha liberándose H+ por disociación del H 2CO3 (un ácido débil) recuperándose también el pH inicial. La regulación es más precisa porque el H 2CO3 se encuentra en equilibrio con el CO 2 disuelto en el plasma (CO 2 + H2O = H2CO3 = HCO3 + H+).

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c. Cationes que realizan acciones específicas

Ca2+ Contracción muscular. Coagulación sanguínea. Sinapsis. Cofactor.

Estructural.

Na+: Impulso nervioso y equilibrio hídrico. Abundante en los medios extracelulares.

K+: Transmisión del impulso nervioso. Contracción muscular.

Mg2+: Cofactor. Contracción muscular.

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TEMA 3 Biomoléculas Orgánicas

Competencia: “ Describir el papel de los carbohidratos, lípidos, proteínas como moléculas motoras e identificar el rol de los ácidos nucleicos en la herencia ” . 47


todas aquellas biomoléculas que

ON

están constituidas por esqueletos de átomos de carbono (C-C) a los cuales se ligan otros elementos. Originalmente se les denominó orgánica

porque

organismos

vivos

se

creía

podían

que

solo

los

elaborarlas,

sin

embargo en la actualidad muchas de estas moléculas son sintetizadas en el laboratorio.

A. Glúcidos o Carbohidratos 1. Concepto

-Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O -Químicamente se pueden definir como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas -Funciones biológicas: energética y estructural - Se pueden clasificar en glúcidos sencillos (monosacáridos), que no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos, y complejos que sí se pueden descomponer. Los glúcidos complejos comprenden a los disacáridos (dos monosacáridos unidos), a los oligosacáridos (entre tres y diez monosacáridos) y a los polisacáridos (más de diez).

2. Monosacáridos a. Concepto y clasificación

- Azúcares sencillos, no hidrolizables, de 3 a 7 átomos de C (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas). Si tienen un grupo aldehído se llaman aldosas y si tienen un grupo cetona se denominan cetosas.

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b. Propiedades físicas

- Sólidos, blancos, cristalizables. Solubles en agua. Generalmente dulces.

c. Principales monosacáridos

Triosas - 3 átomos de carbono: Gliceraldehído y dihidroxiacetona. Pentosas - 5 átomos de carbono: Ribosa (ARN)

y

Desoxirribosa

(nucleótidos del ADN), Ribulosa (Ciclo de Calvin).

Hexosas - 6 átomos de carbono: Glucosa, Galactosa y Fructosa.

49

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP 3. Disacáridos a. Concepto

- Oligosacáridos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace. - O-glucosídico que se produce al interaccionar un grupo OH de cada uno de los Monosacáridos, liberándose una molécula de agua y quedando un O como puente de unión entre ambos monosacáridos.

b. Propiedades.

- Cristalizables, dulces, solubles, con hidrólisis se desdoblan en monosacáridos.

c. Principales disacáridos.

- Maltosa (glucosa-glucosa), azúcar de la Malta. - Lactosa (glucosa-galactosa) azúcar de la Leche. - Sacarosa (glucosa-fructosa) azúcar de la remolacha.

50


4. Polisacáridos a. Concepto

- Macromoléculas formadas por polimerización de monosacáridos unidos entre sí mediante enlaces O-glucosídicos.

EJEMPLO: Un polímero es una macromolécula formada por la repetición de una subunidad básica conocida como monómero. b. Propiedades

- Peso molecular elevado. Hidrolizables (generan monosacáridos). No dulces. - Insolubles. c. Principales polisacáridos

- El almidón y el glucógeno actúan como reservas energéticas. - La celulosa y la quitina son polisacáridos estructurales.

Almidón

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B. Lípidos 1. Concepto - Biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O; en algunos casos también P y N. - Químicamente heterogéneos. Tienen como función estructural formar membranas celulares. - Insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares. - Presentan un brillo característico y son untuosos al tacto. - Se pueden clasificar en Triglicéridos, Fosfoglicéridos y Esteroides.

2. Triglicéridos a. Concepto

- Antiguamente llamadas grasas neutras, constituyen la mayor parte de los lípidos y se encuentran en células animales y vegetales. - Están compuestos por Glicerol (alcohol de 3 carbonos y 3 grupos alcohol OH) y por Ácidos Grasos (constan de una larga cadena hidrocarbonada con un grupo carboxilo terminal.

Los ácidos grasos pueden ser: 

Saturados

- No presentan dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. - Puntos de fusión más altos que los insaturados del mismo número de carbonos. Son sólidos a temperatura ambiente. Abundantes en grasas de animales. Ejemplo: Palmítico (16C), Esteárico (18C).

52




Insaturados

- Presentan uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. - Puntos de fusión más bajos que los saturados del mismo número de carbonos. Líquidos a temperatura ambiente. Predominan en grasas de origen vegetal. Ejemplo: Oleico, Linoleico, Araquidónico.

3. Fosfoglicéridos a. Concepto

- Están compuesto por Glicerol, 2 Ácidos Grasos enlazados a los OH del glicerol, Fosfato esterificado al tercer OH del glicerol y Amino alcohol: un pequeño grupo que contiene nitrógeno está enlazado al fosfato. - El extremo formado por el fosfato y el amino alcohol tiene carga neta, es polar, por lo tanto se disuelve en agua y constituye la cabeza polar del fosfolípidos. - Los ácidos grasos son neutros (no polares) y constituyen las colas no polares de los fosfolípidos, insolubles en agua. - Son componentes de las membranas celulares.

4. Esteroides a. Concepto

- Su estructura básica consta de 4 anillos de átomos de carbono conectados entre sí (ciclo pentanoperhidrofenantreno). - Entre los esteroides tenemos: Colesterol (insoluble en agua, se ubica en las

membranas celulares de los

animales y en las lipoproteínas del plasma). Vitamina D. Ácidos biliares y Hormonas sexuales.

Colesterol

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C. Proteínas 1. Concepto Biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y S. También pueden aparecer otros elementos en menores proporciones (P y Fe). Son macromoléculas de elevado peso molecular (5.000 1.000.000) formadas por la polimerización de aminoácidos. Constituyen un 50% del peso seco de un organismo. Son las moléculas orgánicas más abundantes en las células. Son específicas de cada especie e incluso de cada organismo. Biológicamente muy activas. Desempeñan una gran diversidad de funciones.

2. Aminoácidos a. Concepto

Tienen como parte común: carbono, un grupo amino (NH2), un grupo carboxilo (COOH) y átomos de H. Como parte variable: radical. Existen 20 radicales distintos en los aminoácidos que constituyen las proteínas de los seres vivos.

b. El enlace peptídico

Enlace covalente entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino de otro, liberándose una molécula de agua (condensación).

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP La unión de dos aminoácidos mediante un enlace peptídico se denomina dipéptido. Si el nº de aminoácidos es menor de cien se denomina polipéptido y con más de cien es una proteína.

3. Estructura La función de las proteínas está relacionada con su estructura tridimensional. Se puede distinguir cuatro niveles de complejidad estructural creciente:

a. Estructura primaria

- Cada proteína se caracteriza por el número,

tipo

y

orden

de

los

aminoácidos (aa) que la componen. Esta secuencia de aa. condiciona los niveles estructurales siguientes.

b. Estructura secundaria

- Se refiere a la disposición en el espacio de la estructura primaria. - Hélice alfa: la cadena de aminoácidos adopta una estructura helicoidal mantenida por puentes de H. - Lámina

plegada:

cadena

plegada sobre sí misma y en zig-zag.

c. Estructura terciaria (Globular)

- Replegamiento tridimensional de una proteína con estructura secundaria. - Las proteínas con estructura terciaria son más activas, las fibrosas suelen ser estructurales.

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d. Estructura cuaternaria (Proteínas oligoméricas)

- Proteínas formadas por 2 o más cadenas polipeptídicas forman grandes complejos estructurales. Un ejemplo es la hemoglobina (4 subunidades iguales 2 a 2).

e. Desnaturalización

- Pérdida de la actividad de una proteína al perder su estructura secundaria, terciaria o cuaternaria por algún cambio en el medio (temperatura, pH, salinidad, composición, radiaciones).

D. Ácidos nucleicos 1. Concepto - Biomoléculas constituidas por C, H, O, N y P. Son macromoléculas formadas por la polimerización de nucleótidos. Son responsables del almacenamiento, interpretación

y transmisión de la información genética. Se encuentran

normalmente asociados a proteínas, f ormando nucleoproteínas.

2. Componentes de los nucleótidos a. Pentosas

Ribosa (ARN) y desoxirribosa (ADN)

b. Bases nitrogenadas

Compuestos heterocíclicos de C y N de carácter básico.

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Bases púricas

Bases pirimidinicas Citosina

(ARN

y

ADN),

Uracilo (ARN) y Timina (ADN)

Adenina (ARN y ADN) y Guanina (ARN y ADN)

c. Ácido fosfórico: En forma de fosfato (H3PO4).

3. Ácido Desoxirribonucleico (ADN) a. Concepto

- Macromoléculas formadas por la polimerización de desoxirribonucleótidos, con desoxirribosa como pentosa y A, T, G y C como bases nitrogenadas. En el hombre pueden alcanzar 50 cm x 2 nm - Se encuentra casi exclusivamente en el núcleo y además en las mitocondrias y cloroplastos.

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4. Ácido Ribonucleico (ARN) a. Concepto

- Macromoléculas Macromoléculas formadas por por la polimerización polimerización de nucleótidos, nucleótidos, con ribosa ribosa como pentosa y A, U, G y C como bases nitrogenadas. - Sus funciones funciones están relacionadas relacionadas con la interpretación interpretación del del mensaje mensaje genético. genético.

b.ARN de Transferenc Transferencia ia (ARNt)

-Se

encarga

de

aportar

aminoácidos durante la síntesis de las proteínas.

c.ARN Mensajero (ARNm)

- Llevan una copia del mensaje genético del ADN a los ribosomas que lo emplearán como molde en el

proceso

de

síntesis

de

proteínas (traducción). d. ARN Ribosómico (ARNr)

- Se asocia a proteínas para constituir los ribosomas.

e. ARN Nucleolar (ARNn)

- Son moléculas precursoras de los ARN que forman los ribosomas.

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UNIVERSIDAD UNIVERS IDAD PRIVADA TELESUP

TEMA 4 Vitaminas

“Reconocer a las vitaminas, su composición y su clasificación.”

59


de moléculas orgánicas de naturaleza química variable (lípidos, glúcidos, etc.) necesarias en muy pequeñas cantidades para los organismos, por eso se les denomina micronutrientes, pero que no se emplean como material de construcción ni como fuente de energía. En la mayoría de los casos las vitaminas son sintetizadas únicamente por las plantas y deben ser incluidas en la dieta de los animales. Las vitaminas funcionan con frecuencia como coenzimas (pequeña molécula orgánica que se une a una enzima y que es esencial para su actividad). Distintos organismos necesitan diferentes vitaminas y lo que es vitamina para una especie, puede ser un simple metabolito natural para otra. Algunas vitaminas se sintetizan en ciertas condiciones ambientales y no en otras, por ejemplo la vitamina D se sintetiza en la piel en presencia de luz ultravioleta.

CLASIFICACIÓN DE LAS VITAMINAS A) VITAMINAS HIDROSOLUBLES - Son de estructura química diversa. Todas excepto la B12, pueden ser sintetizadas por los vegetales. Todas sirven como coenzimas en las reacciones enzimáticas - En este grupo encontramos a las vitaminas del complejo B y la vitamina C.

VITAMINA B1 (TIAMINA)

Importante en la formación de la sangre y en el sistema circulatorio. Ayuda en la

producción del ácido

hidroclorhídrico, hidroclorhídrico, necesario necesario en la digestión. digestión. Es necesaria necesaria para fortificar los músculos del corazón, de los intestinos y del estómago. Se encuentra en las menestras, arroz negro, yema de huevo, arvejitas, maní, soya, trigo, espárragos, brécol, almendras, guindones, pasas; hígado de animales; carnes de pollo, pavo, pavo, cerdo, etc.

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VITAMINA B2 (RIVOFLAVINA)

Ayuda en el metabolismo de carbohidratos, grasa y proteínas. Es necesaria

durante el embarazo. Toma parte en el

proceso de formación de los glóbulos rojos de la sangre y en la producción de anticuerpos. Se le encuentra en el queso; yogur; huevos; pescado, carne de res, pollo; brécol, espinaca, menestras, paltas, etc. VITAMINA B3 (NIACINA)

Es muy importante, para la síntesis de las hormonas sexuales. Contribuye en la elaboración de cortisona, tiroxina e insulina. También ayuda a mantener una piel sana y un sistema digestivo eficiente. Indispensable para la salud mental. Se le encuentra en la carne magra, pescado, productos lácteos, huevos, levadura de cerveza, salvado de trigo, maní, germen y harina integral de trigo, etc.

VITAMINA B5 (ACIDO PANTOTENICO)

Estimula el sistema inmune y la resistencia del organismo al estrés. Se le encuentra en la levadura de cerveza, frutos secos, cereales integrales,

germen de trigo, maní, soya, salmón,

huevos, etc. -

VITAMINA B6 (PIRIDOXINA)

Está íntimamente ligada a la función física y mental. Combate las alergias, la artritis y el asma. Es necesaria en la formación de glóbulos rojos y el sistema nervioso. Previene formación de piedras en riñones; reduce los síntomas pre menstrual. Se le encuentra en mayores cantidades en las almendras, arvejitas, arroz negro, menestras, nueces, plátanos, trigo, zanahorias; melón, etc.

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VITAMINA B8 (BIOTINA)

Necesaria

para

el

metabolismo

de

los

carbohidratos, proteínas y grasas. Ayuda a

combatir la

depresión y la somnolencia. Alivia los dolores musculares, el eczema y la dermatitis. Estimula el buen estado del cabello, la piel y el sistema circulatorio. Se le encuentra en el hígado y vísceras en general. En la levadura de cerveza, nueces, mantequilla de maní, yema de huevo, coliflor, etc.

VITAMINA B9 (ACIDO FOLICO)

Contribuye a la prevención de ciertas malformaciones congénitas. Es necesaria para el crecimiento y la reproducción de las células del cuerpo. Se le encuentra en los vegetales de hojas verde oscuro (espinaca, acelgas, berros, perejil y brócoli); espárragos, nueces, hígado, granos, vísceras, yema de huevo, leche, ostras, tubérculos, etc.

VITAMINA B12 (CIANOCOBALAMINA)

Ayuda en la prevención de la anemia; la digestión de carbohidratos y grasas. Combate la anemia, desórdenes oculares, pérdida de la memoria. Se le encuentra en los quesos, leche; huevos; mariscos; riñones e hígado de animales (vaca, cerdo). No se le encuentra en ningún vegetal.

VITAMINA C (ACIDO ASCORBICO)

Fortalece el funcionamiento del cerebro. Es un antigripal natural. Se le encuentra en los vegetales verdes y frutas cítricas. Arveja, cebolla, espárrago, espinaca, palta, limón; también en el tomate, fresas, mango, etc.

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B) VITAMINAS LIPOSOLUBLES Son todas de estructura química similar. Ninguna funciona como coenzima. Se requiere una normal absorción de grasas para poder absorberlas. Son: Las vitaminas A, D, E y K

VITAMINA A (RETINOL)

Es la encargada de proteger el sistema respiratorio; el sistema digestivo y los tejidos suaves de riñones y vejiga. Ayuda al desarrollo y mantención de huesos y dientes. Es un antioxidante, que brinda protección contra el cáncer. Se encuentra en el aceite de hígado de los peces; en el hígado de los animales y en las frutas y vegetales de color amarillo y verde (alfalfa, ajo, zapallo, melón). VITAMINA D (CALCIFEROL)

Ayuda en la absorción de fósforo y calcio; necesarios para el desarrollo de huesos y dientes en los niños, su déficit produce raquitismo en los niños. Se le encuentra en los aceites de hígado de peces; peces de agua salada. Además se halla en la alfalfa, avena, camote, aceites vegetales, leche, mantequilla, atún, salmón, sardinas, yema de huevo, etc. VITAMINA E (TOCOFEROL)

Previene las enfermedades cardiovasculares. Ayuda a mantener un cutis saludable y fresco. Combate la esterilidad y el envejecimiento prematuro. Se encuentra en aceites vegetales prensados al frío, avena, trigo, camote y vegetales verde oscuros. Almendras y nueces. Menestras; huevos; hígado de res; leche; etc. VITAMINA K

Es necesaria para el desarrollo de huesos, previniendo su malformación. Se le encuentra en la alfalfa, brécol, soya y vegetales de color verde oscuro. Avena, coliflor, trigo. Yema de huevo. Hígado de res; etc.

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

LAS VITAMINAS http://benitobios.blogspot.com/2009/05/vitaminas.html



EL AGUA UN COMPUESTO INORGÁNICO. http://benitobios.blogspot.com/2009/05/el-agua-un-compuesto-inorganico.html

Actividades E ercicios 1. Establezca 3 diferencias entre biomoléculas inorgánicas y orgánicas. Realiza esta actividad y envíala a través de “Biomoléculas” .

2. Señale dos características importantes de las siguientes biomoléculas: AGUA

LÍPIDOS

PROTEINAS

ACIDOS NUCLEICOS

Realiza esta actividad y envíala a través de “Características de Biomoléculas” .

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Autoevaluación

1) ¿Cuál es la molécula más abundante de los seres vivos? a. La celulosa b. El carbono c. El agua d. El oxígeno e. Las proteínas 2) Es un Oligoelemento: a. Hierro b. Azufre c. Magnesio d. Cloro e. Sodio

3) De acuerdo con las Sales con función reguladora, identifique cual un fenómeno osmótico. a. El equilibrio H 2CO3 = HCO3 + H+ b. Soluciones amortiguadoras c. Transmisión del impulso nervioso d. Plasmólisis e. Na+ 4)

Los aceites de origen vegetal contienen ácidos grasos ………………. mientras que los sebos de origen animal contienen ácidos grasos………………….

a. Débiles – fuertes b. Saturados – insaturados c. Fosfatados – azufrados d. Insaturados – saturados e. De cadena corta – de cadena larga 5) Son vitaminas de estructura química similar y no funcionan como coenzimas a. Vitaminas inorgánicas b. Vitaminas hidrosolubles c. Vitaminas intestinales d. Vitaminas liposolubles e. Vitaminas del complejo B

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6) Vitamina también denominada calciferol a. Vitamina A b. Vitamina D c. Vitamina E d. Vitamina K e. Vitamina del complejo B 7) Una proteína globular es de estructura: a. Primaria b. Secundaria c. Terciaria d. Cuaternaria e. En hélice alfa 8) Su estructura básica consta de 4 anillos de átomos de carbono conectados entre sí (ciclopentanoperhidrofenantreno). a. Grasas Neutras b. Fosfolípidos c. Colesterol d. Triglicéridos e. Esteroides 9) ¿La carencia de qué elemento en la dieta se relaciona con la caries dental? a. Calcio b. Flúor c. Fierro d. Azufre e. Cloro 10) La propiedad del agua de comportarse como disolvente universal se debe a: a. La presencia del hidrógeno b. La presencia del oxígeno c. Su naturaleza apolar d. Su polaridad e. Su capacidad termorreguladora

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Resumen

U NIDAD D DE APR E E N DIZA JE II:

Los seres vivos están constituidos por elementos químicos que forman parte principal de ellos en condiciones normales, aproximadamente existen 27 elementos de los 109 que existen en la inmensa diversidad de organismos vivientes por esa razón estos elementos son denominados bioelementos que pueden clasificarse en bioelementos primarios que incluyen al carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre y constituyen en promedio del 96 al 99% del peso de la materia viva; y bioelementos secundarios que abarca a un gran número de elementos como calcio, potasio, sodio, cloro magnesio, hierro, entre otros que se encuentran distribuidos en diferentes cantidades en todos los seres vivos pero cantidades pequeñas.

Los diversos bioelementos se encuentran enlazados formando moléculas denominadas biomoléculas que adoptan múltiples conformaciones y cumplen diversas funciones, de acuerdo al grado de complejidad y estructura que presenten. Las biomoléculas inorgánicas son aquellas que en su estructura no presentan enlaces covalentes carbono-carbono son de amplia distribución e imprescindibles para la subsistencia de todo organismo, entre ellas tenemos el agua (el compuesto más abundante de la naturaleza), el oxígeno molecular, el dióxido de carbono, las sales minerales, etc.

Las Biomoléculas orgánicas a diferencia de las inorgánicas están constituidas por esqueletos de átomos de carbono con enlaces C-C a los cuales se ligan otros elementos, se les denominó orgánicas porque se tenía sabido que sólo los seres vivos podían elaborarlas, sin embargo hoy muchas de ellas se sintetizan en el laboratorio; las más importantes son los glúcidos o carbohidratos, los lípidos, las proteínas, los ácidos nucleicos, las vitaminas y algunos ácidos y bases orgánicas, cada una de ellas con estructura definida, cumplen una función específica y la interacción entre ellas hace posible el metabolismo y otras al enlazarse entre sí logran conformar las diversas estructuras biológicas.

Las vitaminas son compuestos orgánicos necesarios en muy pequeñas cantidades para los seres vivos, pero que no cumplen función estructural ni sirven como fuente de energía, sino que funcionan como coenzimas regulando procesos químicos interviniendo por lo tanto en el desarrollo, el crecimiento y el mantenimiento del organismo de los seres vivos por lo que su déficit o carencia puede generar muchas alteraciones; se clasifican en dos grandes grupos, las hidrosolubles como la vitamina C y el complejo B y en liposolubles como las vitaminas A,D,E,K.

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UNIDAD

3

68


Introducción

a) Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente Unidad, tienen por finalidad que el estudiante conozca las características y estructura de la célula y comprenda la organización de las células eucarióticas y su fisiología en lo que respecta a secreción, digestión, respiración celular, fotosíntesis, expresión génica, duplicación del ADN y ciclo celular.

b) Competencia Reconoce a la célula como la unidad básica, fisiológica y genética del ser vivo a través de un análisis descriptivo de la fisiología celular comprendiendo las funciones celulares principales.

c) Capacidades 1. Reconoce la estructura celular y describe las funciones de la membrana celular, pared celular y su organización celular interna de las membranas .

2. Enumera y describe las partes que conforman las células eucarióticas. 3. Explica las principales funciones que realizan las células. 4. Conoce y detalla los mecanismos de reproducción celular

d)Actitudes Asume con responsabilidad en el cumplimiento de las tareas asignadas. Interesarse por ampliar los conocimientos.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 03: Biología Celular , comprende el desarrollo de los siguientes temas:

TEMA 01: Definición, Características y Estructura de las Células TEMA 02: Organización de células eucarióticas TEMA 03: Fisiología Celular I TEMA 04: Fisiología Celular II

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TEMA 1 Definición, Características y Estructura de las Células

“Reconocer la estructura celular y describir las funciones de la membrana celular, pared celular y su organización celular interna de las membranas.” 70


DEFINICIÓN DE CÉLULA La célula es la forma más sencilla de organización biológica. Es considerada la unidad básica estructural, funcional y hereditaria (genética) capaz de realizar todas las actividades inherentes a los seres vivos.

Según la teoría celular los virus no son considerados seres vivos por carecer de células. Hay organismos formados por una única célula (unicelulares), como las bacterias, las levaduras

y

las

amebas.

Hay

otros

más

complejos, formados por muchas células (pluricelulares), como las plantas y animales.

Por ejemplo: En estos organismos, las células se ordenan en tejidos, los que su vez forman los órganos. Aunque pueden tener formas, tamaños y funciones diferentes, todas las células tienen características comunes bastante importantes.

Características de las células Están rodeadas de una membrana celular o plasmática que las separa del exterior pero a la vez permite el intercambio con el medio externo. Algunas células, como las bacterias y las células de hongos y plantas, presentan una pared celular por fuera de la membrana plasmática.

La membrana plasmática rodea al citoplasma, una solución acuosa viscosa donde están inmersas las organelas, y donde ocurren importantes procesos metabólicos.

71


El material genético o hereditario de todas las células es el ADN, o ácido desoxirribonucleico.

Metabolismo: Las células se alimentan por sí mismas, toman los nutrientes

del

medio,

los

transforman

en

otras

moléculas, producen energía y excretan los desechos de estos procesos.

Reproducción: Las células se originan por división de otras células.

Diferenciación: Durante el desarrollo de los organismos pluricelulares muchas células pueden cambiar de forma y función, diferenciándose del resto. La diferenciación celular hace que una célula comience a fabricar algo que antes no fabricaba y esto está asociado a una función particular. Una neurona, por ejemplo, es una célula especializada en la transmisión del impulso nervioso.

Señalización química. Las células responden a estímulos químicos y físicos y suelen interactuar y comunicarse entre sí, como ocurre en los organismos pluricelulares complejos a través de las hormonas, los neurotransmisores y los factores de crecimiento.

Si bien todas las células comparten las características antes mencionadas, presentan una serie de diferencias que permiten agruparlas en dos grandes categorías: procariontes o procarióticas y eucariontes o eucarióticas.

72


Estructura de la Célula La gran variedad de células que existen, manifiestan diferentes niveles de complejidad. Pero todas poseen una masa coloidal llamada citoplasma, rodeada de una capa que las aísla del entorno y a través de la cual se vinculan con el exterior: la membrana citoplasmática.

En base a su estructura es posible distinguir dos categorías: procarióticas y eucarióticas.

Células Procarióticas Son células sin núcleo, constituyen la forma más sencilla de organización celular. El citoplasma posee una organización sencilla donde el material genético (ADN) se encuentra disperso, en su mayoría sin asociarse a proteínas histonas (desnudo) y adoptando una forma circular estable. Poseen organelas sin membrana tales como los ribosomas 70S (bacterias) o ribosomas 55S (arqueobacterias). Carecen de organelas membranosos y citoesqueleto.

73


http://biologia-lacienciadelavida.blogspot.com

Células Eucarióticas Son células con núcleo definido por membranas, poseen organización más compleja y evolutivamente son más recientes. Poseen organelas, algunas de las cuales tienen membranas independientes (mitocondrias, plastidios, lisosomas, etc.) y otras que carecen de membranas, como los ribosomas 80S.

kuerpohumano.tripod.com

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Procariotas

Eucariotas

No hay membrana nuclear; No hay mitosis.

Verdadero núcleo; membrana nuclear; mitosis.

DNA

Molécula simple, no acomplejada con histonas.

Varios o muchos cromosomas, habitualmente acomplejados con histonas.

Composición de las membranas Sistema respiratorio

Carecen de esteroles. El sistema respiratorio es parte de la membrana plasmática o del mesosoma, no hay mitocondrios.

Tienen esteroles Presente en orgánulos con membranas, los mitocondrios.

Aparato Fotosintético

Aparato fotosintético en membranas internas organizadas; no hay cloroplastos.

Presente en orgánulos con membranas, los cloroplastos.

Tamaño de los ribosomas

70 S

Movimiento Citoplásmico

Corrientes citoplasmáticas raras o inexistentes.

Corrientes citoplasmáticas frecuentes.

Pared Celular

Pared química compleja (glucopeptidos).

Cuando hay, está compuesta de materiales simples, orgánicos o inorgánicos.

Flagelos

Tamaño submicroscopico cada flagelo está compuesto de una fibrilla de dimensiones moleculares.

Tamaño microscópico: cada flagelo está compuesto de 20 fibrillas en una distribución característica: 2x9+2

Cuerpo Nuclear

Reproducción Sexual Vacuolas

Proceso fragmentario: no hay meiosis, habitualmente solo se reorganizan porciones de la dotación genética Raramente presentes

80 S, excepto los ribosomas de mitocondrios y cloroplastos, que son 70S.

Proceso regular, meiosis reorganización de la dotación cromosómica completa Frecuentemente presentes

75


TEMA 2 Organización de Células Eucarióticas

“ Enumerar y describir las partes que conforman las células eucarióticas.”

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Las células eucarióticas son las únicas que pueden formar tejidos, presentan tres regiones: membrana celular citoplasmática celular citoplasmática, citoplasma y núcleo. La región de mayor complejidad es el citoplasma que incluye la matriz citoplasmática, el sistema de endomembranas, los organelos y las inclusiones. Los protozoos (unicelulares), ciertas algas unicelulares, todas las algas pluricelulares, los hongos las plantas superiores y los animales están constituidos por células eucarióticas. eucarióticas.

El Citoplasma El citoplasma de las células eucarióticas se encuentra atravesado por un conjunto de tubos, vesículas y cisternas. Entre esos elementos existen frecuentemente intercomunicaciones, y adoptan la forma de una especie de red, entre cuyas mallas se encuentra el citoplasma Este sistema membranoso es llamado en la actualidad sistema vacuolar citoplásmico, integrándose en él la membrana nuclear, el retículo endoplásmico y el complejo de Golgi.

Retículo Endoplásmico Se denomina así por encontrarse ubicado en esa región de la célula, si bien su desarrollo puede variar considerablemente de unos tipos celulares a otros, Se ha podido comprobar que las células en las que existe una biosíntesis proteica activa tiene un retículo endoplásmico bien desarrollado y con muchos ribosomas adheridos, por lo que se denomina retículo endoplásmico rugoso. Por el contrario, en las células con metabolismo predominante lipídico, el retículo endoplásmico está poco desarrollado. En células que acumulan glucógeno, tales como las células hepáticas, existe una variedad de retículo endoplásmico sin ribosomas adheridos, el retículo endoplásmico liso o agranular.

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Fuente: biologia.edu.ar

Ribosomas

Son pequeñas Estructuras globulares formadas por dos sub-unidades. Distribuidas por todo el citoplasma y también concentradas en ciertos lugares, como el retículo endoplasmático rugoso, dentro de los cloroplastos y dentro de las mitocondrias. Están constituidas por proteínas asociadas al ARN ribosómico Su función es la de sintetizar proteínas.

Por ello se dice

frecuentemente que los ribosomas son las Fuente: http://abp2-quimica -

fábricas de proteína de las células.

El aparato de golgi Está formado por sacos aplanados, vesículas densas y grandes vacuolas claras. Estos dos últimos componentes pueden ser el resultado de la modificación de los sacos aplanados. Es característico que el complejo de Golgi, que se tiñe relativamente con tetróxido de osmio y sales de plata, tenga una localización, un tamaño y un desarrollo característico en cada estirpe celular, aunque puedan variar de acuerdo con el estado fisiológico. El complejo de Golgi está relacionado con procesos de secreción celular y la síntesis de

lisosomas. Fuente: biomundo.wordpress.com

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP La Mitocondria Son orgánulos granulares y filamentosos que se encuentran como flotando en el citoplasma de todas las células eucariotas. Aunque su distribución dentro de la célula es generalmente uniforme, existen numerosas excepciones. Por otro lado, las mitocondrias pueden desplazarse de una parte a otra de la célula. El tamaño es también variable, pero es frecuente que la anchura sea de media micra y de longitud, de cinco micras o más. En promedio, hay unas 2000 mitocondrias por célula, pero las células que desarrollan trabajos intensos, como las musculares o las neuronas, tienen un número mayor que las poco activas, como por ejemplo las epiteliales. Su función es la de producir energía bajo la forma de ATP, a través de la respiración celular. Fuente: http://www.profesorenlinea.cl

El Cloroplasto Es un organelo celular exclusivo de las células vegetales. Los cloroplastos tienen un tamaño variable de unas plantas a otras, pero en las plantas superiores es de alrededor de cinco micras de diámetro. Tienen la capacidad de multiplicarse por división. El número de cloroplastos varía de unas especies a otras, desde las que tienen una sola por célula, que se divide sincrónicamente con el núcleo, hasta las que tienen cincuenta o más. Los cloroplastos tienen también una doble membrana limitante. La membrana interna emite prolongaciones al espacio interior. Estas prolongaciones son tubulares, pero de trecho en trecho se ensanchan y aplanan formando discos. .

Los discos, a su vez, pueden apilarse para formar una estructura llamada grana, en las que son muy abundantes sustancias tales como las clorofilas y los carotenoides. En los cloroplastos se lleva a cabo la función clorofílica, de la que depende en la actualidad toda la vida del planeta.

Fuente: http://www.botanica.cnba.uba.ar

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UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP Los Lisosomas Son pequeños sacos, de media micra aproximadamente, provistos de una membrana. Están llenos de enzimas digestivas del grupo de las hidrolasas, por lo que se pueden considerar como paquetes de enzimas listas para actuar en el momento oportuno. Se originan en el complejo de Golgi. En las células que se alimentan por fagocitosis, la vacuola digestiva se forma por la asociación de uno o más lisosomas con la vacuola primitiva o fagosama resultante de la ingestión de partículas.

El Centriolo Se ha encontrado hasta ahora solamente en las células animales y en algunos vegetales inferiores. La porción periférica contiene pequeños cilindros de un diámetro que oscila entre las 15 y las 20 milimicras, orientados paralelamente al eje del cilindro mayor. Existen nueve grupos de túbulos, cada uno de los cuales tiene tres subunidades cilíndricas (nueve tripletes de microtúbulos). La posición del centríolo suele ser fija para cada tipo de células. Se ha observado que de un centríolo pueden surgir centríolos hijos. Éstos parecen originarse como brotes en ángulo recto y forman, junto con el centríolo materno, una estructura denominada diplosoma, que participa en la formación del huso acromático que se desarrolla durante la mitosis.

Fuente: iescarin.educa.aragon.es

La Membrana Nuclear Parece ser, en realidad, una cisterna aplanada que se encuentra aplicada sobre la superficie del núcleo. Hay, por tanto, en ella dos unidades de membrana, una externa y otra interna. La capa externa es porosa, mientras que la interna es continua. No obstante, los poros están normalmente obturados. Un detalle importante es que en la superficie externa de la membrana hay gran cantidad de ribosomas. Al parecer, la membrana nuclear presenta también permeabilidad selectiva y delimita dos zonas, el carioplasma y el citoplasma, entre la que existe una diferencia de potencial.

80


udg.co.cu

El Núcleo Todas las células tienen por lo menos un núcleo. En las células eucariotas (con núcleo verdadero), éste se encuentra separado del citoplasma por la membrana nuclear, que lo delimita. La forma del núcleo es frecuentemente esférica o elíptica, aunque en algunas células es completamente irregular. El tamaño del núcleo guarda relación con el volumen citoplasmático.

La estructura del núcleo eucariótico varía considerablemente a lo largo de la vida de una célula. Los cambios de la estructura del núcleo son regulares y constantes, y están relacionados con la división celular. Cuando la célula llega a esa fase de su ciclo vital, se comprueba que desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo, al mismo tiempo que se hacen aparentes los cromosomas.

La Célula Vegetal La célula vegetal típica se caracteriza por estar envuelta en una membrana celular de naturaleza celulósica y por tener plastos, unos orgánulos especiales que contienen pigmentos y a los que deben las plantas su color. Normalmente los plastos contienen clorofila, el pigmento verde que da color a las hojas, y entonces se llaman cloroplastos; pero pueden tener otros pigmentos, como carotina, de color anaranjado, y xantofila, de color amarillo, que son lo que dan color a las hojas en otoño, a la raíz de la zanahoria y a los pétalos de algunas flores, se llaman cromoplastos.

81


biologia.edu.ar

Los plastos que no están impregnados de pigmento y que por eso están en células incoloras se llaman leucoplastos. Aunque en las plantas la membrana celular típica es la celulosa, a veces puede quedar impregnada de sustancias minerales u otras sustancias, como lignina, que es muy consistente y forma el leño; suberina, que es impermeable y forma el corcho, y cutina, que cubre los tallos jóvenes y las hojas. Las células vegetales

propiamente

dichas

no

tienen

ninguna

dimensión predominante; las que son muy alargadas y fusiformes se llaman fibras, y las que sirven para conducir las sustancias alimenticias se llaman tubos, si están vivas (floema), y vasos, si están muertas (xilema).

82


TEMA 3 Fisiología Celular I

“Explicar las principales funciones que realizan las células” .

83


INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS Es el movimiento de moléculas a través de la membrana citoplasmática, del medio extracelular al intracelular y viceversa. El intercambio de sustancias realizado por las células es importante porque permite mantener la homeostasis, es decir el equilibrio dinámico interno.

En los organismos pluricelulares como el hombre, el ingreso de sustancias nutritivas a la célula es vital, porque provee de:

Moléculas, tales como aminoácidos que van a formar proteínas (componentes estructurales celulares).

Moléculas energéticas como los glúcidos y lípidos. Sustancias reguladoras como los iones, vitaminas y algunas hormonas.

Los mecanismos de transporte para el intercambio de sustancias incluyen: Transporte Pasivo (a favor de la gradiente de concentración –difusión-, no requiere gasto energético). Transporte Activo (en contra de la gradiente de concentración, requiere gasto de energía, puede ser por bombas o vesículas).

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SECRECIÓN CELULAR

Dentro de las funciones del aparato de Golgi está la secreción celular, ya que se ubica entre el retículo endoplasmático, sintetizador de proteínas y lípidos y la membrana celular. El aparato de Golgi no solo transporta materiales sino que también puede modificarlos.

La secreción celular puede ser continua, por ejemplo los anticuerpos de los plasmocitos son secretados conforme se van sintetizando. Puede ser discontinua, como en algunas células del páncreas que sintetizan proenzimas, las que antes de ser secretadas se concentran en vesículas o gránulos densos.

DIGESTIÓN CELULAR Conjunto de reacciones catabólicas en las que los alimentos son degradados en sus componentes esenciales, proporcionando nutrientes a la célula. La degradación de alimentos a nivel celular es vital en los protozoos, ya que de esta forma obtienen los monómeros (monosacáridos, aminoácidos, nucleótidos) para: a) sintetizar sus propios polímeros (polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos) generando el crecimiento celular y b) sintetizar ATP (energía).

En los seres pluricelulares, como los animales, además de lo mencionado, la digestión celular permite la eliminación de microorganismos patógenos. El lisosoma es la organela encargada de la digestión intracelular que se realiza cuando una partícula alimenticia es fagocitada.

85


FOTOSÍNTESIS La Fotosíntesis es un proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biosfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida — procede de la fotosíntesis.

La fotosíntesis se realiza en dos etapas: una serie de reacciones que dependen de la luz y son independientes de la temperatura (fase lumínica), y otra serie que dependen de la temperatura y son independientes de la luz (fase oscura).

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La velocidad de la primera etapa, llamada reacción lumínica, aumenta con la intensidad luminosa (dentro de ciertos límites), pero no con la temperatura. En la segunda etapa, llamada reacción en la oscuridad, la velocidad aumenta con la temperatura (dentro de ciertos límites), pero no con la intensidad luminosa.

La fotosíntesis que realizan las algas y las plantas es de tipo oxigénica, es importante porque: Inicia la cadena alimenticia proporcionando los nutrientes. Oxigena el medio permitiendo la respiración de los seres aerobios y favoreciendo la formación del ozono. Disminuye el efecto invernadero, debido al consumo del dióxido de carbono.

RESPIRACIÓN CELULAR La respiración celular es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales se obtiene energía a partir de la degradación de sustancias orgánicas, como los azúcares lípidos y proteínas. Comprende dos fases: en la primera se oxida la glucosa (azúcar) y no depende del oxigeno, por lo que recibe el nombre de

respiración anaeróbica o glucólisis, reacción que se lleva a cabo en el citoplasma de la célula. La segunda fase se realiza con la intervención del oxígeno y recibe el nombre de respiración aeróbica y comprende al ciclo de krebs y la

cadena respiratoria, se realiza en estructuras especiales de la célula llamadas mitocondrias.

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http://benitobios.blogspot.com

Durante la glucólisis la célula hace reaccionar a la glucosa con la presencia de dos moléculas de adenosín trifosfato (ATP) formando un azúcar difosfatado y liberando dos moléculas de ADP (adenosín difosfato, que han dejado dos ácidos fosfóricos en el azúcar). Esta molécula difosfatada se rompe por la acción de enzimas y forma dos moléculas de 3 carbonos. Cada molécula de 3

carbonos

reacciona

incorporando

un

fósforo

inorgánico, formándose así dos moléculas de 3 carbonos, difosfatadas.

http://www.profesor enlinea.cl

A partir de ese momento, cada una de las moléculas de 3 carbonos reacciona en presencia de ADP, formando 4 ATP. El resto (dos moléculas de 3 carbonos sin ácidos fosfóricos) se conocen como ácidos pirúvicos.

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La segunda etapa de degradación de la molécula de glucosa se inicia a partir del ácido pirúvico. Este reacciona con una molécula de Acetil-coenzima A y libera un CO2. El Acetil-coenzima A se retira, se desprende CO 2 y la molécula de dos carbonos que resta, se une a una de 4 carbonos (ácido oxalacético) formando el ácido cítrico.

Posteriormente la molécula desprende nuevamente una molécula de CO 2 que se libera (éste es el que se exhala a la atmósfera), y forma una molécula de 5 carbonos (el ácido cetoglutárico) desprendiendo H ++ que es captado por el aceptor NAD.

De nuevo se libera CO 2 y H++ (captado por el NAD) y energía suficiente para que el ADP forme ATP. Así se forman el ácido succínico que regenera más tarde el ácido oxalacético cerrando un ciclo. En este momento ya sólo queda de la glucosa inicial: ATP y NADH ++ (NADH2). El CO2 ha sido liberado a la atmósfera con lo que todo el carbono y el oxígeno de esa molécula, son desechados.

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La última etapa es iniciada por las moléculas de NADH 2 Ahora tienen lugar una serie de reacciones de oxidoreducción donde varias moléculas se oxidan y se reducen en presencia de los H 2. En cada reacción se libera energía (ya que todas las reacciones son exergónicas) que es utilizada en la formación de moléculas de ATP. Como resultado final se obtiene agua metabólica (H 2O), cuando media molécula de O 2 atmosférico reacciona con los H 2 .

http://www.monografias.com

Si consideramos la degradación total de la molécula de glucosa y descontamos los 2 ATP que entraron a ella al inicio de la glucólisis, la célula obtiene un total de 38 ATP.

90


TEMA 4 Fisiología Celular II

“Conocer y detallar los mecanismos de reproducción celular”.

91


EXPRESIÓN GÉNICA Es el proceso por medio del cual todos los organismos procariotas y eucariotas transforman la información codificada en los ácidos nucleicos y en las proteínas necesarias para su desarrollo y funcionamiento. En todos los organismos, inclusive los eucariotas, el contenido del ADN de todas sus células es idéntico. Esto quiere decir que contienen toda la información necesaria para la síntesis de todas las proteínas. Pero no todos los genes se expresan al mismo tiempo ni en todas las células.

Hay sólo un grupo de genes que se expresan en todas las células del organismo y codifican para proteínas que son esenciales para el funcionamiento general de las células y son conocidos como "housekeeping genes". El resto de los genes se expresan o no en los diferentes tipos de células, dependiendo de la función de la célula en un tejido particular. También existe especificidad temporal, esto quiere decir que los diferentes genes en una célula se encienden o se apagan en diferentes momentos de la vida de un organismo. Además, la regulación de los genes varía según las funciones de éstos.

Transcripción Genética La transcripción del

ADN

es el primer proceso de la expresión génica,

mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de

proteína

utilizando diversos

ARN

como

intermediarios.

92

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa que sintetiza un ARN mensajero que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero. Clásicamente se divide el proceso de la transcripción en 3 etapas principales (iniciación, elongación y terminación).

Traducción Genética Es el segundo proceso de la síntesis proteica (parte del proceso general de la expresión génica). La traducción ocurre en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. Los ribosomas están formados por una subunidad pequeña y una grande que rodean al ARNm.

En la traducción, el ARN mensajero se decodifica para producir un polipéptido específico de acuerdo con las reglas especificadas por el código genético. Es el proceso que convierte una secuencia de ARNm en una cadena de aminoácidos para formar una proteína.

Es necesario que la traducción venga precedida de un proceso de transcripción. El proceso de traducción tiene cuatro fases: activación,

iniciación,

elongación

y

terminación (entre todos describen el crecimiento de la cadena de aminoácidos, o polipéptido, que es el producto de la traducción).

93


DUPLICACIÓN DEL ADN Es la capacidad que tiene el ADN de hacer copias o réplicas de su molécula. Este proceso es fundamental para la transferencia de la información genética de generación

en

generación.

Las

moléculas

se

replican

de

un

modo

semiconservativo. La doble hélice se separa y cada una de las cadenas sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. El resultado final son dos moléculas idénticas a la original.

Para que esto ocurra la célula debe ―abrir‖ la doble cadena de ADN en

una

secuencia

especifica

denominada origen de replicación (en bacterias), o secuencia de replicación

autónoma

(en

eucariotas) y copiar cada cadena.

En la replicación participan varias enzimas. Las ADN polimerasas sintetizan una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos.

Este segmento funciona como cebador ( primer , en inglés). La ADN polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la

cadena en crecimiento.

94


CICLO CELULAR El ciclo celular es el período de crecimiento y división celulares, que tienen lugar durante el ciclo vital de una célula. Se divide en dos etapas: división e interfase.

División: En esta etapa, cada célula se divide en dos o más células hijas. La

división consta, a su vez de dos procesos fundamentales:

Mitosis y citocinesis.

Mitosis: Etapa del ciclo celular en la cual el material genético ya duplicado es repartido equitativamente. Al igual que la interfase, la mitosis también se subdivide en subetapas. Esta vez son cuatro: Profase, Anafase, Metafase y Telofase.

Profase (del griego pro, que significa antes): En la primera etapa de la mitosis podemos distinguir el material genético duplicado, que se encuentra en las cromatinas, la cual comienza a enrollarse y acortarse, dando origen a los cromosomas. En esta etapa los cromosomas son estructuras dobles, formadas por dos cromátides que se mantienen unidas por un estrangulamiento en el centro llamado centrómero.

Metafase (del griego meta, que significa mitad). Esta etapa comienza con la aparición de los husos mitóticos o acromáticos, en los cuales son insertados los cromosomas por medio de los centrómeros y se van desplazando hasta lograr la alineación en el plano central del citoplasma, llamado plano ecuatorial. Luego comienza la división del centrómero, la que permitirá la separación de los cromosomas.

95


Anafase (del griego ana, que significa nuevo), En esta etapa el centrómero se divide, dando origen a dos cromosomas ―hijos‖ formados por una cromátid e.

Los cromosomas emigran en dirección de los husos mitóticos hacia polos opuestos.

Telofase (del griego telo , que significa fin). En esta etapa finaliza la migración de los cromosomas hijos a los polos celulares. Desaparece el huso mitótico, los cromosomas se desenrollan volviendo a tomar la forma original. Comienza a formarse la membrana nuclear para aislar las copias del material genético, junto con la reorganización de los nucleolos. Al final de esta etapa es posible ver una célula binucleada, es decir, que contiene dos núcleos.

Citocinesis o citodiéresis. Corresponde a la última etapa del ciclo celular, en la cual se reparte equitativamente el material citoplasmático, dando como resultado la formación de dos células hijas idénticas a la madre.

Fuente: hdynaturaleza.blogspot.com

96


Interfase: Se denomina así al período que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Se compone de varias fases: G1: Es el tiempo comprendido entre el final de la división anterior y la síntesis de ADN (fase s), durante el cual la célula lleva a cabo procesos biosintéticos de material celular, fundamentalmente síntesis de proteínas y reparación del ADN.

Algunas células permanecen en estado de reposo y no se dividen: es este caso, la fase se denomina G0 (que equivaldría a una fase G1 permanente). El período de transición entre las fases G1 y S recibe el nombre de punto de restricción.

S: En esta etapa tiene lugar la duplicación del ADN. G2: Es la última etapa de preparación para la división celular y en ella se llevan a cabo distintos procesos biosintéticos. Al final de esta etapa, el ADN, ya duplicado en la fase S, empieza a condensarse y los cromosomas se hacen visibles.

Tras

un

número

limitado

de

divisiones, las células mueren para

mantener

el

buen

funcionamiento del organismo; es lo que se denomina muerte celular programada. Solo las células cancerosas escapan a esta muerte y se dividen de forma incontrolada poniendo en peligro la vida del organismo al que pertenecen.

97



LA CÉLULA http://www.youtube.com/watch?v=a7ATJ2KGXi8

CICLO CELULAR Y DUPLICACIÓN DEL ADN http://www.genomasur.com/lecturas/Guia12a.htm

Actividades y Ejercicios

1. Establezca 3 diferencias entre células procarióticas y células eucarióticas. Realiza esta actividad a través de “Células”.

2. Señale las fases de la respiración celular e indique donde se llevan a cabo. Realiza esta actividad a través de “Fases de la Respiración”.

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Autoevaluación

1) ¿Qué organelas se encuentran en las células procarióticas y eucarióticas? a. b. c. d. e.

2)

Mitocondrias Lisosomas Centríolos Ribosomas Aparato de Golgi

La segunda etapa de la degradación de la molécula de glucosa se inicia a partir de: a. b. c. d. e.

Ácido sulfúrico Ácido cítrico Ácido acético Ácido pirúvico Ácido oleico

3) El ciclo de Krebs es una etapa importante de la respiración celular, en que fase se halla: a. b. c. d. e.

No se encuentra en una fase En la tercera fase En la primera fase En la segunda fase En la cuarta fase

4) La enzima que sintetiza una nueva cadena de ADN: a. b. c. d. e.

ARNpolimerasa ADNpolimerasa Topoisomerasa Helicasa Ligasa

5) Fase del ciclo celular en que se da la duplicación del ADN a. b. c. d. e.

División o mitosis G0 G1 S G2

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6) Su función es la de producir energía bajo la forma de ATP en las células eucarióticas: a. b. c. d. e.

Mitocondrias Lisosomas Vacuolas Ribosomas Mesosomas

7) Según la teoría celular no son considerados seres vivos por carecer de células: a. Bacterias b. Hongos c. Virus d. Levaduras e. Amebas 8) El primer proceso de la expresión génica es la………..y el segundo la……….. a. b. c. d. e.

Replicación – clonación Replicación – transcripción Transcripción – traducción Transcripción – replicación Traducción – replicación

9) Son pequeños sacos, de media micra aproximadamente, provistos de una membrana. a. Los lisosomas b. El centriolo c. La Membrana Nuclear d. Célula Vegetal e. El Cloroplasto 10) Etapa de la fotosíntesis que depende de la temperatura y es independientes de la luz a. b. c. d. e.

Fase orgánica Fase térmica Fase lumínica Fase oscura Fase oculta

100


Resumen

La célula es la unidad básica estructural y funcional de todo ser vivo y se clasifica en dos grandes grupos las procariotas que carecen de membrana nuclear y organelas a excepción de los ribosomas, que incluyen a las bacterias y algas azul verdosas y las células eucarióticas que poseen membrana nuclear y organelas y evolutivamente más desarrolladas entre las que se encuentran las células vegetales y animales como las del hombre.

Las células eucarióticas son las únicas que pueden formar tejidos, presentan tres regiones: membrana celular citoplasmática, citoplasma y núcleo. La región de mayor complejidad es el citoplasma que incluye la matriz citoplasmática, el sistema de endomembranas, los organelos y las inclusiones. Los ribosomas sintetizan las proteínas, las mitocondrias producen energía bajo la forma de ATP gracias a la respiración celular, los centríolos intervienen en la formación del huso mitótico durante la reproducción celular, el retículo endoplásmico que almacena, metaboliza y transporta sustancias, el aparato de Golgi que realiza la secreción celular y fabrica los lisosomas, los lisosomas que interviene en la digestión celular.

La célula eucariótica para su subsistencia se relaciona con su medio a través del intercambio de sustancias en el que juega un rol fundamental la membrana celular, la secreción celular por medio de la cual la célula produce una serie de sustancias y estructuras útiles para los tejidos, la digestión celular que permite que la célula degrade sustancias hasta obtener monómeros, la fotosíntesis que le permite a las células vegetales elaborar moléculas orgánicas a través de la energía que aporta la luz, y la respiración celular que permite que la célula obtenga energía bajo la forma de ATP.

La expresión génica es una función celular por medio de la cual ésta interpreta la información genética contenida en el ADN, cuya expresión se manifiesta en forma de polipéptidos a través de una serie de mecanismos complejos; la duplicación del ADN es otro proceso celular mediante el cual teniendo como patrón o molde una molécula de ADN, se forman dos moléculas nuevas llamadas ADN hijas que es la etapa precursora necesaria para la reproducción celular que es la parte del ciclo celular que perpetua la célula.

101


UNIDAD

4

102

Introducción


a)Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente Unidad, tienen por finalidad que el estudiante comprenda la relación que existe entre los organismos vivos y su medio ambiente así como los efectos que los factores del desarrollo social tienen sobre el ambiente y los organismos.

b)Competencia Desarrolla y asume criterios de responsabilidad con respecto a los ecosistemas y el cuidado de la ecología como forma de proteger la vida del planeta.

c) Capacidades 1. Explica los elementos de un ecosistema y conoce su interrelación. 2. Comprende la importancia de los ciclos biogeoquímicos en el equilibrio ecológico.

3. Expone los diversos niveles de contaminación ambiental

e identifica los

mecanismos de su producción.

4. Enumera los principales problemas ecológicos en la actualidad y explica el efecto negativo en los organismos vivos.

d)Actitudes Toma conciencia en la necesidad de evitar futuros problemas en la ecología mundial. Analiza con profundidad en los efectos del ambiente en los seres vivos. Investiga y comparte sus conocimientos con familiares y amistades.

e) Presentación de ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad La Unidad de Aprendizaje 04: Ecología, comprende el desarrollo de los siguientes temas:

TEMA 01: ECOSISTEMA: BIOTOPO, BIOCENOSIS, SUCESIÓN ECOLÓGICA. BIOMAS TEMA 02: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS TEMA 03: CONTAMINACIÓN AMBIENTAL TEMA 04: PRINCIPALES PROBLEMAS ECOLÓGICOS

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TEMA 1 Ecosistema: Biotopo, Biocenosis, Sucesión Ecológica, Biomas

“ Explicar los elementos de un ecosistema y conoce su interrelación ”.

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Desarrollo de los Temas ECOSISTEMA una interacción de una comunidad de seres vivos con el medio ambiente. La comunidad de seres vivos se denomina biocenosis e incluye una diversidad de poblaciones de animales, plantas, hongos, bacterias, etc. en interacción. A las poblaciones también se les puede llamar factores bióticos. El medio ambiente se denomina biotopo e incluye una diversidad de factores abióticos (agua, temperatura, luz, presión, salinidad, suelo, etc.) en interacción.

El ecosistema activado generalmente por la energía solar, es una unidad funcional porque experimenta un flujo constante de materia y energía a través de sus diversos componentes.

Los ecosistemas evolucionan manteniendo un equilibrio dinámico, cuando no existen factores extrínsecos bruscos que modifiquen su composición y organización. Los ecosistemas tienen tamaño y complejidad variable, pueden ser terrestres o acuáticos.

BIOTOPO

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(Topo=lugar) término que en sentido literal significa ambiente de vida y se aplica al espacio físico, natural y limitado, en el cual vive una biocenosis. La biocenosis y el biotopo forman un ecosistema. La noción de biotopo puede aplicarse a todos los niveles del ecosistema: en un extremo se puede considerar el biotopo general, como el mar, formado por las comunidades vegetales, animales y de microorganismos que le corresponden, y en el otro extremo se puede considerar el biotopo local, como puede ser un arrecife coralino, con su fauna y vegetación característica asociada. Por lo tanto, el biotopo puede ser homogéneo desde el punto de vista ecológico, o puede comprender un conjunto de residencias ecológicas distintas, como es el caso de un río y su tramo alto, medio y bajo, donde viven, en cada uno de ellos, comunidades

animales

y

vegetales

diferentes.

BIOCENOSIS (De Bio=vida y de cenosis=comunidad) comprende el conjunto de seres vivos, todas las poblaciones, que ocupan un ambiente común y al mismo tiempo engloba el conjunto de las comunidades vegetales (fitocenosis), animales (zoocenosis) y de microorganismos (microbiocenosis), que se desarrollan en un biotopo determinado. Algunos ejemplos de biocenosis serían: el de los arrecifes de coral y su fauna acompañante característica, o el de las posidonias (plantas monocotiledóneas marinas) y las especies de briozoos y crustáceos que viven con ellas.

106


Las especies que constituyen una biocenosis manifiestan diversas formas de interacción, como la competencia (la lucha por el espacio y el alimento), el parasitismo (la explotación alimentaria de un organismo por otro) o la predación (el consumo de una especie por otra). Estas relaciones son complejas, cada organismo desempeña un papel determinado en la cadena trófica (productores, consumidores, desintegradores), y la alteración de dichas relaciones puede provocar una perturbación en su equilibrio. Un ejemplo de esto sería la introduc ción de especies exóticas, como el caso de la introducción del conejo en Australia y el desastre ocasionado por ello, ya que al no encontr ar predadores que controlaran su reproducción, se convirtió en una plaga que arrasó la vegetación de las zonas que iba colonizando y, por tanto, se produjo un desequilibrio Ecológico.

SUCESIÓN ECOLÓGICA El proceso de desarrollo de las comunidades que ocupan un ambiente y los cambios que ocurren en el biotopo se denomina sucesión. Las comunidades de especies no aparecen de repente, sino que se desarrollan en forma gradual a través de una serie de etapas hasta que alcanzan un estado de madurez.

Todos los ecosistemas tienen un inicio y una sucesión de comunidades llamadas etapas serales hasta alcanzar un estado de estabilidad denominado clímax. Un ejemplo de esto es el que ocurre cuando se producen las inundaciones; la comunidad inicial está constituida por microorganismos, plantas y animales pequeños, es una laguna o estanque, posteriormente se incorporan plantas arbustivas en las orillas, atrayendo a gusanos, insectos, anfibios, algunas aves; luego es habitado por plantas y animales mayores, El ecosistema se transforma secuencialmente en un pantano, humedal, bosque arbustivo y bosque arbóreo; cuando la humedad disminuye hasta límites críticos, la vegetación es sustituida por plantas xerófitas y una nueva fauna.

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BIOMAS Los biomas son regiones geográficas terrestres amplias, caracterizadas por un clima típico. Las comunidades se mantienen a sí mismas y al bioma entero mediante complejas relaciones entre los organismos y el ambiente; la vida animal y vegetal interactúa una con otra y con el clima, la topografía, y con los desastres naturales, como inundaciones e incendios. Estas interacciones hacen a un bioma una unidad la cual contiene comunidades tanto estables como inestables.

Los biomas terrestres por su ubicación son muy conocidos y han podido ser descritos; pero actualmente, se ha aprendido mucho acerca de los acuáticos, Este trabajo tiene la finalidad de conocer un poco mas de los dos tipos de manera un tanto general, pretendiendo esbozarlos a grandes rasgos. Primero se describirá lo que es una comunidad biótica, ya que es el mecanismo fundamental.

A nivel mundial, algunos ejemplos de biomas son los siguientes:

TUNDRA: Se encuentra cerca de los polos geográficos terrestres (Alaska) BOSQUE DE CONIFERAS: Vegetación principal árboles como pinos, abetos. BOSQUE TEMPLADO: es uno de los biomas más alterado de nuestro planeta. BOSQUE TROPICAL: Son los biomas de mayor biodiversidad en flora y fauna. SABANAS Y PRADERAS: Geografía poco accidentada, con vegetación estacional.

DESIERTO: Zona de alta temperatura, precipitación mínima y vegetación xerófita.

CHAPARRAL: Zona de precipitación escasa y vegetación temporal. ESTEPAS PASTIZAL: es un bioma que comprende un territorio llano y extenso, –

de vegetación herbácea, propio de climas extremos y escasas precipitaciones.

108


TEMA 2 Ciclos Biogeoquímicos

“ Comprender la importancia de los ciclos biogeoquímicos en el equilibrio ecológico ”.

109


E

denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de

carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia no es ilimitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.

Ciclo del Carbono: El carbono es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, porque proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos y otras moléculas esenciales para la vida lo contienen. Se encuentra como dióxido de carbono en la atmósfera, en los océanos y en los combustibles

fósiles

almacenados

bajo

la

superficie

de

la

Tierra.

El movimiento global del carbono entre el ambiente abiótico y los organismos se denomina ciclo del carbono.

El ciclo básico comienza cuando las plantas, a través de la fotosíntesis, hacen uso del dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera o disuelto en el agua. El carbono (del CO2) pasa a formar parte de los tejidos vegetales en forma de hidratos de carbono, grasas y proteínas, y el oxígeno es devuelto a la atmósfera o al agua mediante la respiración. Así, el carbono pasa a los herbívoros que comen las plantas y de ese modo utilizan, reorganizan y degradan los compuestos de carbono. Gran parte de éste carbono es liberado:

110

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP En

última

instancia,

todos

los

En forma de CO2 por la

compuestos del carbono se degradan

respiración,

por descomposición, y el carbono que

Como producto secundario del

es liberado en forma de CO2, es

metabolismo.

utilizado de nuevo por las plantas.

Ciclo del Nitrógeno La atmósfera es el principal reservorio de nitrógeno, donde constituye hasta un 78 % de los gases. Sin embargo, como la mayoría de los seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico para elaborar aminoácidos y otros compuestos nitrogenados, dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo. Por lo tanto, a pesar de la gran cantidad de nitrógeno en la atmósfera, la escasez de nitrógeno en el suelo constituye un factor limitante para el crecimiento de los vegetales. El proceso a través del cual circula nitrógeno a través del mundo orgánico y el mundo físico se denomina ciclo del nitrógeno.

111


Este ciclo consta de:

Fijación del nitrógeno: consiste en la conversión del nitrógeno gaseoso (N2) en amoníaco (NH3), forma utilizable para los organismos. En esta etapa intervienen bacterias (que actúan en ausencia de oxígeno), presentes en el suelo y en ambientes acuáticos, que emplean la enzima nitrogenasa para romper el nitrógeno molecular y combinarlo con hidrógeno, entre estas bacterias tenemos: Rhizobium y Azotobacter. Nitrificación: proceso de oxidación del amoníaco o ion amonio, realizado por dos tipos de bacterias: Nitrosomonas y Nitrobacter (comunes del suelo). Este proceso genera energía que es liberada y utilizada por estas bacterias.

windows2universe.org

112


Asimilación: raíces de las plantas absorben el amoníaco (NH3) o el nitrato (NO3), e incorporan el nitrógeno en proteínas, ácidos nucleicos y clorofila. Cuando los animales se alimentan de vegetales consumen compuestos nitrogenados vegetales y los transforman en compuestos nitrogenados animales.

Amonificación: consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco, se inicia cuando los organismos producen desechos como urea (orina) y ácido úrico (excreta de las aves), sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico. El amoníaco queda disponible para los procesos de nitrificación y asimilación. El nitrógeno presente en el suelo es el resultado de la descomposición de materiales orgánicos y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos, que son degradados a compuestos simples por microorganismos bacterias y hongos - que se encuentran en el suelo.

Desnitrificación: es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3 -) liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera a fin de utilizar el oxígeno para su propia respiración. Ocurre en suelos mal drenados. A pesar de las pérdidas de nitrógeno, el ciclo se mantiene gracias a la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno, capaces de incorporar el nitrógeno gaseoso del aire a compuestos orgánicos nitrogenados.

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Ciclo del Agua El ciclo del agua (o ciclo hidrológico) es la circulación del agua de la tierra: el agua fresca de los lagos y ríos, los mares y océanos salados y la atmósfera.

Comprende el proceso que recoge, purifica y distribuye el suministro fijo del agua en la superficie terrestre, abarcando algunos pasos importantes:

1. A través de la evaporación, el agua que está sobre la tierra y en los océanos se convierte en vapor de agua.

2. A través de la condensación, el vapor de agua se convierte en gotas del líquido, las cuales forman las nubes o la niebla.

3. En el proceso de precipitación, el agua regresa a la Tierra bajo la forma de rocío, de lluvia, granizo o nieve.

4. A través de la transpiración, el agua es absorbida por las raíces de las plantas, pasa a través de los tallos y de otras estructuras y es liberada a través de sus hojas como vapor de agua.

5. El agua se mueve desde la tierra hacia el mar , o bien desde la tierra hacia el suelo donde es almacenada y de donde regresa eventualmente a la superficie o a lagos, arroyos y océanos.

6. Con la condensación del agua, la gravedad provoca la caída al suelo. 7. La gravedad continúa operando empujando al agua a través del suelo (infiltración) y sobre el mismo en el sentido de las pendientes del terreno (escurrimiento). La gravedad provoca que el agua alcance nuevamente los océanos y depresiones. El agua congelada atrapada en regiones heladas de la tierra ya sea como nieve o hielo, constituye reservorios que pueden permanecer largos períodos de tiempo. Lagos, lagunas, esteros y pantanos son reservorios temporales. Los océanos tienen agua salada por la presencia de minerales, los cuales no pueden llevarse con el vapor de agua. Así, la lluvia y la nieve contienen agua relativamente limpia, con la excepción de los contaminantes que el agua arrastra de la atmósfera.

114


En el ciclo del agua la energía es provista por el sol, el cual produce la evaporación y, además, provee la energía para los sistemas climáticos que permiten el movimiento del vapor de agua (nubes) de un lugar a otro (de otro modo siempre llovería solo sobre los océanos).

Los organismos juegan un rol muy importante en el ciclo del agua, la mayoría contienen importantes cantidades de agua (hasta un 90% en peso). Animales y plantas pierden agua de sus cuerpos por evaporación. En las plantas el agua tomada por las raíces se mueve hacia las hojas donde se pierde por transpiración. Tanto en plantas como en animales, la ruptura de los carbohidratos (azúcares) para producir energía (respiración) produce CO2 y agua como productos de desecho. La fotosíntesis invierte esta reacción, el agua y el CO2 se combinan para formar carbohidratos.

115


TEMA 3 Contaminación Ambiental

“ Exponer los diversos niveles de contaminación ambiental e identificar los mecanismos de su producción ”. 116


denomina contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien, que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal, o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de recreación y goce de los mismos. La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas, liquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que alteren desfavorablemente las condiciones naturales del mismo, o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del público.

A medida que aumenta el poder del hombre sobre la naturaleza y aparecen nuevas necesidades como consecuencia de la vida en sociedad, el medio ambiente que lo rodea se deteriora cada vez más. El comportamiento social del hombre, que lo condujo a comunicarse por medio del lenguaje, que posteriormente formó la cultura humana, le permitió diferenciarse de los demás seres vivos. Pero mientras ellos se adaptan al medio ambiente para sobrevivir, el hombre adapta y modifica ese mismo medio.

El progreso tecnológico, por una parte y el acelerado crecimiento demográfico, por la otra, producen la alteración del medio, llegando en algunos casos a atentar contra el equilibrio biológico de la Tierra. No es que exista una incompatibilidad absoluta entre el desarrollo tecnológico, el avance de la civilización y el mantenimiento del equilibrio ecológico, pero es importante que el hombre sepa armonizarlos. Para ello es necesario que proteja los recursos renovables y no renovables y que tome conciencia de que el saneamiento del ambiente es fundamental para la vida sobre el planeta.

117


La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio, como resultado de la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad tal, que cause efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza.

La contaminación puede surgir a partir de ciertas manifestaciones de la naturaleza (fuentes naturales) o bien debido a los diferentes procesos productivos del hombre (fuentes antropogénicas) que conforman las

actividades

de

la

vida

diaria.

Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénica más importantes son: industriales (frigoríficos, mataderos y curtiembres, actividad minera y petrolera), comerciales (envolturas y empaques), agrícolas (agroquímicos), domiciliarias (envases, pañales, restos de jardinería) y fuentes móviles (gases de combustión de vehículos). Como fuente de emisión se entiende el origen físico o geográfico donde se produce una liberación contaminante al ambiente, ya sea al aire, al agua o al suelo. Tradicionalmente el medio ambiente se ha dividido, para su estudio y su interpretación, en esos tres componentes que son: aire, agua y suelo; sin embargo, esta división es meramente teórica, ya que la mayoría de los contaminantes interactúan con más de uno de los elementos del ambiente.

Tipos de Contaminación Contaminación

del

agua:

es

la

incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales, y de otros tipos o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos.

118


Contaminación del suelo: es la incorporación al suelo de materias extrañas, como basura, desechos tóxicos, productos químicos, y desechos industriales. La contaminación del suelo produce un desequilibrio físico, químico y biológico que afecta negativamente a las plantas, animales y humanos.

Contaminación del aire: es la adición dañina a la atmósfera de gases tóxicos, CO, u otros que afectan el normal desarrollo de plantas, animales y que afectan negativamente la salud de los humanos.

Causas de la Contaminación Desechos sólidos domésticos Desechos sólidos industriales Exceso de fertilizante y productos químicos Tala Quema Basura El monóxido de carbono de los vehículos Desagües de aguas negras o contaminadas al mar o ríos

Prevención de la Contaminación Ambiental No quemar ni talar plantas Controlar el uso de fertilizantes y pesticidas No botar basura en lugares inapropiados Regular el servicio de aseo urbano Crear conciencia ciudadana Crear vías de desagües para las industrias que no lleguen a los mares ni ríos utilizados para el servicio o consumo del hombre ni animales Controlar

los

derramamientos

accidentales de petróleo Controlar los relaves mineros

119


TEMA 4 Principales Problemas Ecológicos

“ Enumerar los principales problemas ecológicos en la actualidad y explica el efecto negativo en los organismos vivos”. 120


EL EFECTO INVERNADERO La tierra se calienta gracias a la energía del Sol. Cuando esta energía llega a la atmósfera, una parte es reflejada de nuevo al espacio, otra pequeña parte es absorbida, y la restante llega a la tierra y calienta su superficie. Pero cuando la tierra refleja a su vez la energía hacia la atmósfera, ocurre algo diferente. En lugar de atravesarla y llegar al espacio, los gases de la atmósfera entre los que destaca el dióxido de carbono (CO2) absorben una gran parte de esta energía. Esto contribuye a mantener caliente el planeta.

De esta manera, la atmósfera deja que la radiación solar la atraviese para calentar la Tierra, pero no deja salir la radiación que la Tierra irradia hacia el espacio. En un invernadero ocurre lo mismo, salvo que en el invernadero se utiliza cristal, en vez de gases, para retener el calor. Por eso llamamos a este fenómeno efecto invernadero. Los gases invernadero de la atmósfera cumplen la función de mantener la temperatura media adecuada para la Tierra, a pesar de que las temperaturas varíen mucho de un lugar a otro. Si estos gases aumentaran (hoy en día la actividad humana tiende a aumentar la concentración de dióxido de carbono CO2-), retendrían demasiado calor. Esto provocaría el recalentamiento del planeta.

121


LA LLUVIA ÁCIDA La lluvia ácida es un fenómeno que se produce por la combinación de los óxidos de nitrógeno y azufre provenientes de las actividades humanas, con el vapor de agua presente en la atmósfera, los cuales se precipitan posteriormente a tierra acidificando los suelos, pero que pueden ser arrastrados a grandes distancias de su lugar de origen antes de depositarse en forma de lluvia.

La lluvia ácida no es un fenómeno reciente, tiene sus antecedentes en la Revolución Industrial, y desde entonces ha ido en aumento. El término lluvia ácida tiene su origen en unos estudios atmosféricos realizados en Inglaterra en el siglo XIX, pero actualmente cabría denominarla deposición ácida, ya que puede presentarse en forma líquida (agua), sólida (nieve), o incluso como niebla, ésta última tan efectiva en su capacidad de destrucción como lo es la deposición líquida.

122


Estos gases son producidos, principalmente, por la combustión de carburantes fósiles en las actividades industriales, tales como centrales térmicas dedicadas a la obtención de energía eléctrica. Muchas plantas y peces han desaparecido por efecto de la acidez a la que se ha sometido el entorno en que vivían, los cuales se encontraban adaptados a ciertos límites que se vieron superados. En el norte de Europa, por ejemplo, la lluvia ácida ha dañado extensas áreas de bosques y cosechas y diezmado la vida de los lagos de agua dulce; es sintomático ver un lago totalmente transparente.

Además de a los seres vivos, la lluvia ácida afecta también a las construcciones y materiales. Es común observar monumentos, edificios o construcciones de piedra, alterados por los ácidos que contienen estos contaminantes, los cuales reaccionan con sus componentes graníticos o calcáreos, demoliéndolos o debilitándolos, convirtiendo este fenómeno en una verdadera amenaza para las edificaciones.

123


LA DESTRUCCIÓN DE LA CAPA DE OZONO El ozono (O3) es un gas que en contacto con la materia orgánica se comporta como un potente oxidante, sin embargo, en la atmósfera al entrar en contacto con las radiaciones solares reacciona absorbiendo las radiaciones ultravioleta. De este modo actúa como un filtro contra el exceso exceso de radiación radiación ultravioleta; sin embargo en este siglo la capa de ozono se ha debilitado paulatinamente por la emisión de sustancias que la destruyen, entre estas sustancias se encuentran los compuestos clorofluorocarbonados (freones) que al descomponerse en cloro atómico (Cl) reacciona con el ozono y lo destruye.

La destrucción de la capa de ozono es uno de los problemas ambientales más graves que debemos enfrentar hoy día. Podría ser responsable de millones de casos de cáncer de la piel a nivel mundial y perjudicar la producción agrícola. Sin embargo podemos cobrar ánimos, ya que ha motivado a la comunidad internacional a acordar medidas prácticas para protegerse de una amenaza común, tales como erradicar el uso de sustancias clorofluoradas e incentivar la reforestación ante la tala indiscriminada de árboles.

En 1987, los gobiernos g obiernos de todos los países del mundo acordaron tomar las medidas necesarias para solucionar este grave problema firmando el Protocolo de Montreal relativo a las Sustancias que agotan la Capa de Ozono. Fue un acuerdo notable que sentó un precedente para una mayor cooperación internacional en encarar los problemas globales del medio ambiente. Bajo los auspicios del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), los científicos, industrialistas y gobiernos se reunieron para iniciar iniciar una acción preventiva global. El resultado fue un acuerdo mediante el cual se comprometieron los países desarrollados a una acción inmediata, y aquellos en proceso de desarrollo a cumplir el mismo compromiso en un plazo de diez años.

124


Desde entonces, se han presentado nuevas pruebas científicas de que la destrucción del ozono está ocurriendo más rápidamente que lo previsto. Pero los líderes mundiales han actuado muy bien en este asunto. En 1990 se hicieron enmiendas importantes al Protocolo de Montreal, en Londres, y en 1992 en Copenhague, para

acelerar

la

eliminación

de

las

sustancias

destructoras del ozono. Muchos países han reaccionado ante esta amenaza creciente optando por eliminar la producción y consumo de las sustancias destructoras del ozono más rápidamente que lo estipulado por el tratado. Se facilitó un mecanismo financiero para estimular la acción de las naciones en desarrollo. El resultado demuestra que las partes del Protocolo han anticipado la ejecución de las disposiciones del tratado.

Así, la historia de cómo se desarrollaron desarrollaron y se siguen desarrollando el Convenio de Viena y el Protocolo de Montreal, sirve de ejemplo de cómo el PNUMA colabora con la comunidad internacional para asegurar un desarrollo viable. Compartiendo la información y facilitando las transmisiones de tecnología y asistencia financiera a los países más pobres, se puede hacer mucho para proteger y mejorar el medio ambiente mundial. Este es el cometido del PNUMA, y en muchos otros campos como la biodiversidad, desertificación y cambios climáticos, la organización seguirá catalizando y coordinando las actividades para promover un medio ambiente seguro para las futuras generaciones en el mundo entero.

Es esencial que los recursos mundiales, humanos y financieros, se canalicen en actividades constructivas para que los países desarrollados y en desarrollo puedan luchar en condiciones de igualdad, por una mejor vida para todos.

125



 TELARAÑA EN EL AGUJERO DE OZONO

http://www.vanguardia.co.cu/index.php?tpl=design/secciones/lectura/portada.tpl .html&newsid_obj_id=12189  EN NOMBRE DE LA ECOLOGÍA

http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=1741

Actividades y Ejercicios

1. Establezca 3 diferencias entre biotopo y biocenosis. Detalla estas diferencias utilizando la opción “Biotopo y Biocenosis” . 2. Indique y explique las causas de los 2 problemas ecológicos más importantes del último año. Realiza tu actividad y envíala a través de “Problemas ecológicos” .

126

Autoevaluación


1) El proceso de desarrollo de las comunidades que ocupan un ambiente y los cambios que ocurren en el biotopo corresponde a: a. b. c. d. e.

Sucesión ecológica Cadena alimenticia Red alimentícia Trama alimentícia Termoclima

2) Es causante de la contaminación: a. b. c. d. e.

Control de relaves mineros La quema de bosques y basura El biodiesel Fertilización orgánica Control de derrames de petróleo

3) En el ciclo del nitrógeno intervienen bacterias nitrificantes y bacterias fijadoras de nitrógeno, que son: a. b. c. d. e.

Nitrosomonas – Rhizobium Nitrosomonas – Nitrobacter Rhizobium – Azotobacter Nitrobacter – Nitrosomonas Azotobacter – Rhizobium

4) Las emanaciones industriales de óxidos de azufre y nitrógeno al medio ambiente reaccionan con el vapor de agua causando: a. b. c. d. e.

Efecto invernadero Eutroficación Destrucción de la capa de ozono Lluvia ácida Calentamiento global

5) Son gases que están destruyendo la capa de ozono a. b. c. d. e.

Óxidos de carbono Ácidos azufrados Hidrocarburos Sales de nitrógeno Freones

127


6) Son factores abióticos del medio ambiente, excepto: a. b. c. d. e.

Agua Temperatura Flora Luz Presión

7) No es una fuente antropogénica: a. b. c. d. e.

Encendido de un motor de auto a petróleo Fertilización inorgánica de un cultivo Extracción de minerales Uso de insecticidas en spray Erupción de un volcán

8) Una biocenosis está constituida por diversos conjuntos de individuos de determinadas especies conocidos como: a. b. c. d. e.

Poblaciones Ecotipos Biomas Holotipos Arquetipos

9) Es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno: a. b. c. d. e.

Fijación del nitrógeno Nitrificación Asimilación Amonificación Desnitrificación

10) Medida práctica que contribuye a la formación del ozono: a. b. c. d. e.

La lluvia ácida La deforestación El cambio climático La reforestación La eutroficación

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Resumen


El estudio de la ecología permite comprender como el hombre durante su evolución social ha influido en las condiciones de la tierra y sus ambientes, modificando las condiciones naturales al obtener recursos para su propia subsistencia, conocer los ecosistemas como una interacción de seres vivos con el medio ambiente y los conceptos de biotopo, biocenosis, sucesión ecológica y biomas permitirá que se pueda tomar conciencia de lo importante que es la relación organismo vivo y medio ambiente para la continuidad de la vida con normalidad.

Los ciclos biogeoquímicos consisten en la transferencia de los elementos químicos del suelo, agua o aire hacia los seres vivos y viceversa; los elementos químicos se mueven del ambiente a los seres vivos y luego regresan al ambiente de forma constante. Implican procesos de oxidación y reducción de los elementos, son procesos lentos y continuos que se han desarrollado a través de millones de años, entre estos ciclos tenemos a los del carbono, nitrógeno, agua, entre otros.

La contaminación ambiental es todo cambio indeseable en las características físicas, químicas o biológicas del ambiente (tierra, aire, agua) que afecta perjudicialmente a la vida humana y a otras especies. Es el resultado de los avances tecnológicos y la industrialización no planificada del hombre que afecta principalmente a las poblaciones

de

menos

recursos

como

consecuencia

se

incrementan

las

enfermedades por efecto de la contaminación, la extinción de especies y se agotan ciertos recursos.

El efecto invernadero, la lluvia ácida y la destrucción de la capa de ozono se han convertido en los principales problemas ecológicos de la actualidad que alteran el desarrollo normal de vida de las diversas especies en la tierra, dichos problemas surgen como respuesta a la falta de conciencia de las grandes industrias y al consumismo galopante de los últimos decenios, tiene que ver fundamentalmente con acumulación de ciertos gases que emanan de la actividad industrial humana.

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Glosario


 ABIÓTICO: Contrario a la vida.  ABSORCIÓN: El proceso de acumulación, como la absorción por las raíces.  ÁCIDO: Un donador de protones (H+), una substancia que libera protones y por lo     

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tanto causa que el pH de una solución sea menor de 7,0. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN): Un ácido nucleico de doble cadena, compuesto de adenina, guanina, citosina, timina, desoxiribosa y fosfato. ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN): Un ácido nucleico de una sola cadena, compuesto de adenina, guanina, citosina, uracilo, ribosa y fosfato. ÁCIDO RIBONUCLEICO MENSAJERO (ARNM): Un ácido ribonucleico que se transcribe a partir de la matriz de ADN. ÁCIDO RIBONUCLEICO RIBOSOMAL (ARNR): Un ácido rinucleico que participa en la formación de los ribosomas. ÁCIDO RIBONUCLEICO DE TRANSFERENCIA (ARNT): Una molécula pequeña de ácido ribonucleico, que participa en la transferencia de aminoácidos específicos para la síntesis de una proteína. ADENOSIN TRIFOSFATO. (ATP): Compuesto orgánico que contiene: adenina, ribosa y tres grupos fosfatos. La mayor fuente de energía química para las reacciones metabólicas. AERÓBICO: Organismo que metaboliza en presencia de oxígeno molecular. ALCALINA: Substancia que libera iones hidroxilos en solución. Aumenta el pH por encima de 7,0. ALGA VERDE AZUL: Organismo procariote, con pigmentos de ficobilina para realizar la fotosíntesis. ALMIDÓN: Un polisacárido compuesto por moléculas de glucosa, es el principal producto de reserva de las plantas. AMINOÁCIDO: Un ácido orgánico con un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos se unen entre sí para formar las moléculas de proteínas. AMILASA: Una enzima que hidroliza el almidón convirtiéndolo en azúcares. ANAERÓBICO: Organismo que funciona en ausencia de oxígeno molecular. AUTOTRÓFICO: Un organismo que produce sus propios alimentos a través de la fotosíntesis, por ejemplo las plantas verdes. BUFFER: Cualquier substancia que absorbe o libera protones para mantener el pH de la solución estable, inclusive sí se añade un ácido o una base. CARBOHIDRATO: Un compuesto orgánico que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno en el patrón básico CH2 O; como los azúcares, almidón y celulosa. CATALIZADOR: Cualquier substancia que acelera la velocidad de una reacción sin participar en ella. En las reacciones bioquímicas las enzimas, son proteínas que actúan como catalizadores, disminuyendo la energía de activación. CELULASA: Una enzima que hidroliza la celulosa, convirtiéndola en glucosa.

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 CELULOSA: El principal carbohidrato estructural de las células vegetales. Es un   

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polímero de la glucosa (está compuesta de muchas unidades de glucosa). CLOROFILA: La molécula responsable de captar la energía luminosa en los primeros eventos de la fotosíntesis. Es un pigmento de color verde. CROMATINA: Es el material nuclear que se tiñe de oscuro, presente durante la interfase. Está compuesta de ADN y proteínas. CROMOSOMA: Filamentos microscópicos dentro del núcleo de células eucarióticas, que tienen el ADN responsable de la herencia. Contienen las unidades hereditarias o genes. CRESTA: Pliegues presentes en la membrana interna de las mitocondrias. CIANOBACTERIA: (Gr. kyanos, azul oscuro). Algunas veces llamadas algas verde azules, bacterias fotosintéticas; productores importantes de oxígeno para la evolución de la vida sobre la tierra. CITOSOL: Es la savia celular, es el medio acuoso, en el que están suspendidos los organelos y las partículas insolubles de la célula. DESOXIRRIBOSA: Un azúcar de cinco carbonos que forma parte del ADN. DIFUSIÓN: El movimiento de moléculas al azar, de una región de alta concentración a otra de baja concentración. DIÓXIDO DE CARBONO: Una molécula gaseosa compuesta de un átomo de carbono y dos de oxígeno, que participa en la fotosíntesis y es liberada en la respiración. DOBLE HÉLICE: Una hélice compuesta de dos cadenas moleculares que se enrollan entre sí, como en el ADN. ENVOLTURA NUCLEAR: La membrana que rodea el núcleo en células eucarióticas. ENZIMA: Es un biocatalizador de naturaleza proteica. EUCARIOTE: Organismo cuyas células poseen núcleo delimitado por membrana. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: Producción de ATP por las mitocondrias, acoplada al consumo de oxígeno. FOTOSÍNTESIS: Es la producción de carbohidratos por la combinación de CO2 y H2 O, en los cloroplastos, catalizada por la luz, con la liberación de O2. GEN: La unidad de la herencia. Un grupo de nucleótidos en la molécula de ADN responsable por la herencia de un carácter particular. Codifica una proteína. GLUCÓLISIS: Una serie de reacciones que preceden la respiración aeróbica o anaeróbica, en la que la glucosa es oxidada a ácido pirúvico. HIDRÓLISIS: El rompimiento de una molécula grande en moléculas pequeñas, mediante la adición de agua. HIDROFÍLICO: La propiedad que tiene una substancia de atraer agua. HIDROFÓBICO: La propiedad que tiene una substancia de repeler el agua. IMPERMEABLE: Que tiene la propiedad de restringir el pasaje de substancias. INTERFASE: La condición nuclear entre una mitosis y la próxima. Los cromosomas no son visibles, aunque ocurre una intensa actividad metabólica.

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 ION: Un átomo o molécula que ha ganado o perdido un electrón, haciendo que la     

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partícula se cargue eléctricamente. MACROMOLÉCULA: Una molécula muy grande. Término generalmente aplicado a polisacáridos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. METABOLISMO: La suma de todas las reacciones químicas que ocurren en una célula, incluyen tanto las de síntesis, como las de degradación. MICROTÚBULOS: Estructuras delgadas cilíndricas, formados por la proteína tubulina, que son importantes en la síntesis de algunas membranas. MITOSIS: La división nuclear de las células somáticas, que da como resultado dos núcleos hijos idénticos. NUCLEÓLO: Estructura nuclear especializada, con regiones densas de ADN asociadas a ciertos cromosomas, lugar de síntesis de los precursores de los ribosomas. ORGANELO: Partícula subcelular que realiza una función determinada en la célula. ÓSMOSIS: Un caso especial de difusión de agua, a través de una membrana selectivamente permeable. PARED CELULAR: La capa rígida más externa encontrada en las células de las plantas, muchos protistas y algunas bacterias. En las plantas formada principalmente de celulosa. PEROXISOMA: Un microcuerpo celular que contiene las enzimas de la foto respiración. PH. Es el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrógeno. Una escala numérica utilizada para medir la acidez y basicidad de una substancia. POLÍMERO: Una macromolécula formada por la unión de pequeñas moléculas (monómeros) idénticas, por ejemplo: celulosa, almidón. PROCARIOTES: Organismos cuyas células no contienen núcleo, incluyen a las bacterias y cianobacterias. PROTEÍNAS INTEGRALES: Proteínas que penetran en la bicapa lípidica de las membranas celulares o que la atraviesan por completo. PROTEÍNAS PERIFÉRICAS: Proteínas asociadas con la superficie de las membranas biológicas. PROTOPLASTO: La porción viva de la célula. Se excluye la pared celular. RESPIRACIÓN: Es el proceso mediante el cual se convierte la energía de la glucosa en ATP, ocurre en las células de todos los organismos vivos y libera CO2 como un subproducto. La respiración aeróbica requiere la presencia de O2; aunque algunos organismos pueden respirar anaeróbicamente. RIBOSA: Un azúcar de cinco carbonos importante en el ARN y otros compuestos. SISTEMA TRANSPORTADOR DE ELECTRONES: El transporte de electrones excitados a través de una serie de moléculas o transportadores, resultando en la síntesis de ATP.

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 TEJIDO: Un grupo de células similares en origen y estructura, que realizan una 

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función particular. TRADUCCIÓN: Conversión de la información contenida en el ARNm en una secuencia específica de aminoácidos, durante la síntesis de una proteína en la superficie de un ribosoma. TRANSPORTE ACTIVO: El movimiento de iones o moléculas hacia el interior de una célula, en contra de un gradiente de concentración, usando energía metabólica. TUBULINA: Proteína que compone los microtúbulos. XILEMA: En las plantas vasculares es el tejido conductor de agua y sales minerales. En varias plantas el xilema está compuesto por vasos, traqueidas, fibras y parénquima.

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Fuentes de In ormación UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP

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Biología General

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