Antología Biología Ia+Español... · II. Lee el siguiente texto llamado “Robot cirujano al...

Antología Biología I 2011

José Manuel Téllez Carmona Página 1

I. Contesta lo que a continuación se te indica.

1. ¿Qué teorías y principios biológicos conoces?

2. ¿Por qué se considera a la Biología como una disciplina científica?

3. ¿Cuál es el campo de estudio de la Biología?

4. Menciona, al menos, 5 ejemplos de aplicaciones de la Biología en tu vida diaria.

5. ¿Qué tipos de microscopio existen y cuáles son sus alcances?

6. ¿Qué tipos de microscopio y equipo especializado del laboratorio de Biología has usado?

II. Lee el siguiente texto llamado “Robot cirujano al compás del corazon” y contesta las preguntas que se

presentan al final del mismo

Un equipo de científicos británicos diseño un programa para ayudar a los robots cirujanos a trabajar

sincronizados con los latidos del corazón de los pacientes. Normalmente, en las operaciones de bypass

coronario se detienen los latidos del corazón y se envía la sangre al resto del cuerpo mediante una bomba

artificial.

Pero el nuevo sistema, que hasta ahora sólo se ha probado con corazones artificiales de silicona, permitiría

realizar la operación sin necesidad de abrir el pecho ni de recurrir al método de circulación extracorpórea. El

programa fue diseñado para un robot llamado Da Vinci, que utiliza un endoscopio con dos cámaras para

obtener imágenes del corazón.

Estas imágenes se traducen en un modelo tridimensional que, a la vista de los cirujanos humanos, es

estacionario. Al mismo tiempo, el programa calcula los intervalos entre los latidos del corazón e instruye a

los instrumentos robóticos a avanzar y retroceder a su ritmo. El programa fue creado por el investigador

George Mylonas y el cirujano Rajesh Aggarwal, del Colegio Imperial de Ciencia, Tecnología y Medicina de

Londres, Reino Unido.

1. ¿Cuáles son las áreas del conocimiento humano que se aplicaron en el desarrollo del robot cirujano que trabaja

al compás del corazón?



2. ¿Consideras que todas ellas emplearon el método científico? ¿Por qué?

3. ¿Cómo consideras que la inversión en ciencia y tecnología influye en el desarrollo científico de los países?

Los seres vivos no pueden definirse como la suma de sus partes. La cualidad de la vida surge como resultado de las

increíblemente complejas interacciones ordenadas de estas partes. Dado que está basado en esas propiedades

emergentes, la vida es una cualidad fundamentalmente intangible, imposible definir de manera simple. Sin embargo, las

características de los seres vivos, son:

1. Los seres vivos tienen una estructura compleja, organizada, que consta en buena parte de moléculas orgánicas (niveles de organización, células)

2. Los seres vivos responden a los estímulos de su ambiente (Órganos sensoriales y sistemas musculares)

3. Los seres vivos mantienen activamente su compleja estructura y su ambiente interno; este proceso se denomina homeostasis

4. Los seres vivos obtienen y usan materiales y energía de su ambiente y los convierten en diferentes formas (nutrimentos-metabolismo-energía-fotosíntesis-quimiosíntesis)

5. Los seres vivos crecen (implica la conversión de materiales obtenidos del ambiente para formar las moléculas específicas del cuerpo del organismo)

6. Los seres vivos se reproducen, utilizando un patrón molecular llamado ADN (El ADN de un organismo es su copia genética o su manual de instrucción molecular, una guía para la construcción, y en parte, para el funcionamiento de su cuerpo)

7. Los seres vivos, en general y como un todo, poseen la capacidad de evolucionar (los organismos modernos descendieron, con modificaciones, de formas de vida preexistentes, y que en última instancia, todas las formas de vida del planeta tienen un antepasado común)

ALGUNAS CARACTERISTICAS EMPLEADAS PARA CLASIFICAR ORGANISMOS

DOMINIO REINO TIPO DE CÉLULAS NÚMERO DE CÉLULAS

PRINCIPAL MODO DE NUTRICIÓN

Bacteria (No definidos aun) Procarionte Unicelular Absorción, fotosíntesis

Archaea (no definidos aun) Procarionte Unicelular Absorción

Eukarya Protista Eucarionte Unicelular/ Multicelular

Absorción, ingestión o fotosíntesis

Fungi Eucarionte Multicelular Absorción

Plantae Eucarionte Multicelular Fotosíntesis

Animalia Eucarionte Multicelular Ingestión



De acuerdo al criterio de diversidad taxonómica, se agrupa en:

Zoología. Estudia a los animales.

Subramas Estudia Mastozoologia Mamíferos

Ornitología Aves

Biología: ejemplos

características morfofisiológicas de los distintos grupos de los seres vivos

aplicación de conocimientos

biológicos a nivel personal Parentesco

evolutivo entre los distintos grupos de

organismos

Origen de la vida en la Tierra

Posibilidades de vida en el Universo

(exobiologia)

Estudio y conservación de

rios y lagos

Estudio y conservación de

mares

Acuarios, bosques y selvas

Museos de Historia Natural

Zoologicos

Apicultura Avicultura

Piscicultura

Investigación veterinaria

Investigación ganadera

Investigación agrícola

Investigaciones medicas

Biotecnología

Ingeniería genética

Genética y reproducción de

los seres vivos

Desarrollo y crecimiento de los seres vivos



Herpetología Anfibios y reptiles

Ictiología Peces

Entomología Insectos

Carcinología Crustáceos

Malacología Moluscos

Helmintología Gusanos planos y cilíndricos

Botánica. Estudia las plantas

Micología. Estudia a los hongos

Protozoología. Estudia a los protozoarios.

Bacteriología. Estudia las bacterias.

La continuidad se refiere a la capacidad de los seres vivos de continuar su especie mediante la reproducción. Las

principales ramas que integran a la Biología son:

Rama Campo de estudio

Genética La herencia biológica y sus variaciones.

Evolución El origen y los cambios de los organismos

Fisiología Las funciones de los seres vivos

Anatomia La descripción de órganos, aparatos y sistemas

Histología Los tejidos

Citología Las células

Embriología El desarrollo de embriones a partir del huevo

Paleontología Los organismos y las huellas fósiles

Ecología La interrelación entre seres vivos y de éstos con el ambiente

Taxonomía La clasificación de los seres vivos

Etología El carácter y el comportamiento

La Biología se dedica al estudio de los seres vivos y todo lo que con ellos se relaciona.

CONSTRUCCIÓN DEL CONOCIMIENTO (a partir de la reactivación de los conocimientos previos)

Elementos que lo integran Características

Sujeto cognoscitivo Es la persona que capta ideas o juicios referentes a algún aspecto de la realidad mediante su capacidad cognoscitiva

Objeto del conocimiento Es la cosa o ente conocido. Existe cierta correlación entre el sujeto del conocimiento y el objeto que puede llegar a modificar los pensamientos del sujeto

Operación cognoscitiva Proceso psicofisiológico que pone en contacto mediante pensamientos al sujeto con el objeto.

Pensamientos Expresiones mentales de los objetos conocidos. Cada objeto que se conoce, deja huellas en la memoria del



sujeto

CARACTERÍSTICAS DE LA CIENCIA

Característica Porque

Objetiva Trata de alcanzar la verdad y describir los hechos, incluso produciendo nuevos hechos para reforzar las explicaciones

Racional Porque investiga para adquirir conocimientos y aplica la lógica para establecer las relaciones que existen entre diferentes hechos.

Verificable Como los conocimientos científicos son objetivos, pueden ser verificados en cualquier momento y en cualquier parte del mundo porque la ciencia es universal.

TODA INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA SE APOYA EN PRINCIPIOS CIENTÍFICOS

1. La causalidad natural es el principio de que todos los sucesos tienen causas naturales. Por ejemplo, en otros tiempos se pensó que la epilepsia era consecuencia de una disposición divina. Hoy se sabe que es una enfermedad del cerebro en la que grupos de células nerviosas se activan de manera incontrolable. No hace mucho había quien argumentaba que los fósiles no son prueba de la evolución, sino que Dios los colocó en la Tierra para poner a prueba nuestra fe. Si no podemos confiar en las pruebas que nos proporciona la Naturaleza, la ciencia se convierte en un empeño futil…

2. Las leyes naturales que rigen los sucesos son válidas en todo lugar y en todo momento. Las leyes de la gravedad, el comportamiento de la luz y las interacciones de los átomos, son las mismas ahora que hace mil millones de años y se cumplen tanto en Moscu como en Nueva York, o incluso Marte. La uniformidad en el espacio y el tiempo resulta especialmente indispensable en Biología, porque muchos hechos ocurrieron antes de que hubiera seres humanos para observarlos. Hay quienes creen que cada uno de los diferentes tipos de organismos fue creado individualmente en algún momento del pasado por intervención directa de Dios, filosofía que se conoce como Creacionismo. No se puede demostrar que tal idea es falsa, no obstante, el creacionismo se opone tanto a la causalidad natural como a la uniformidad en el tiempo.

3. La investigación científica se basa en el supuesto de que las personas perciben los sucesos naturales de forma similar. Todos los seres humanos perciben los sucesos naturales básicamente de la misma manera y que esas percepciones nos proporcionan información confiable acerca del mundo que nos rodea. No se puede decir lo mismo de los sistemas de valores, ya que son subjetivos, no objetivos, y por tanto, la ciencia no puede resolver ciertos tipos de problemas filosóficos o morales, como la moralidad del aborto.



Principales ramas

biológicas y su campo de

estudio

Micología (hongos)

Anatomía (organos, aparatos, sistemas)

Embriología (formación y

desarrollo de los embriones)

Zoología (animales)

Bacteriología (bacterias)

Ecología (interrelaciones

seres vivos-ambiente)

Patología (enfermedades)

Ingeniería genética

(organismos y productos

transgénicos) Evolución (origen y cambios en las

especies) Histología (tejidos)

Paleontología (fósiles)

Ficología (algas)

Genética (variaciones y

herencia)

Protozoología (protozoarios)

Taxonomía (clasificación de los seres vivos)

Fisiología (funciones)

Botánica (plantas)

Etología (caracter y

comportamiento)



La evolución es la teoría unificadora de la Biología, es la teoría que los organismos modernos descendieron, con

modificaciones, de formas de vida preexistentes. La evolución es consecuencia de:

1. La variación genética entre los miembros de una población, causada por mutaciones

2. Herencia de esas variaciones por parte de la progenie

3. Selección natural de las variaciones que mejor adaptan a un organismo a su ambiente.

Luego entonces, las teorías científicas básicas en la Biología, son las siguientes:

Nombre de la Teoría Explicación

Célular y Biogénesis Todos los organismos están compuestos de células

Biogénesis Todo ser vivo proviene solo de otro ser vivo

Principales ciencias que interactuan

con la Biología

Ciencias de la salud (previene y trata problemas

de salud humana

Ética (principios y valores de conducta)

Matemáticas (estadística,

probabilidades, porcentajes, etc.)

Sociología (leyes y fenómenos

sociales)

Historia (aporta datos que

contribuyen al estudio de la

Biología)

Física (relación entre materia y

energía)

Química (cambios y

reacciones de la materia viva)

Geografía (origen,

estructura y evoluón de la

Tierra)

Lógica (proporciona bases para el razonamiento

científico)

Antropología (al ser humano)

Etnología (las razas humanas)

Ciencias de la Tierra (origen y evolución de la

Tierra)



Genética Los organismos contienen información codificada que dictamina su forma, función y comportamiento.

Evolución Todos los seres vivos tienen un ancestro común, aunque cada uno está adaptado a una forma de vida particular

Homeostasis Todos los seres vivos deben mantener ciertos parámetros que se denominan de función, tales como la temperatura, la presión, el pH, etc. dentro de ciertos rangos, que les permitan mantener un equilibrio interno, y también externo.

Según Tamayoi, el método (conjunto de procedimientos sistemáticos para lograr el desarrollo de una ciencia o parte de

ella) científico es una manera sistemática de adquirir conocimientos con exactitud, y el procedimiento para descubrir las

condiciones en que se producen los fenómenos, sin tratar de hacer nada que llegue a interferir los resultados de sus

observaciones.

La ciencia y la epistemología nos ponen de manifiesto el método científico, hasta no poder hablar de investigación sin

tener que hablar de método científico. Podemos decir que entre la investigación científica y el conocimiento científico

encontramos el método científico, que es el que nos asegura el primero y el segundo.

El método científico es un procedimiento para descubrir las condiciones en que se presentan sucesos específicos,

caracterizado generalmente por ser tentativo, verificable, de razonamiento riguroso y observación empírica.

Por tanto, el método científico es un conjunto de procedimientos por los cuales se plantean los problemas científicos y

se ponen a prueba las hipótesis y los instrumentos de trabajo investigativo.

El punto de partida del método científico está en la realidad de su interpretación objetiva, lo que nos permite formular

los problemas de investigación, los cuales no pueden formularse de manera general sino que es necesario delimitarlos y

especificarlos.

Los elementos del método científico son:

1. Conceptos. Cualquier ciencia tiene su sistema conceptual. Los conceptos son construcciones lógicas creadas a

partir de de percepciones y experiencias. Solo tienen significado dentro de un marco de referencia. Tienen que

ser comunicables (de modo que se conozcan todas sus características).

2. Hechos. Es una construcción lógica de conceptos.

3. Definición operacional. Un concepto es un conjunto de instrucciones, y una definición operacional puede definir

un fenómeno de un modo más preciso. Actualmente se plantea que es más necesario, si precisión o

importancia.



4. Hipótesis. Nos indica que es lo que estamos buscando, es una proposición que puede ser puesta a prueba para

determinar su validez. Las hipótesis deben de:

A. Tener referentes empíricos

B. Tienen que ser específicas

C. Deben estar relacionadas con técnicas disponibles

A partir de la observación surge el planteamiento del problema que se va a estudiar, lo que lleva a emitir alguna

hipótesis o suposición provisional de la que se intenta extraer una consecuencia. Existen ciertas pautas que han

demostrado ser de utilidad en el establecimiento de las hipótesis y de los resultados que se basan en ellas; estas pautas

son: probar primero las hipótesis más simples, no considerar una hipótesis como totalmente cierta y realizar pruebas

experimentales independientes antes de aceptar un único resultado experimental importante.

La experimentación consiste en el estudio de un fenómeno, reproducido generalmente en un laboratorio, en las

condiciones particulares de estudio que interesan, eliminando o introduciendo aquellas variables que puedan influir en

él. Se entiende por variable todo aquello que pueda causar cambios en los resultados de un experimento y se distingue

entre variable independiente, dependiente y controlada.

Variable independiente es aquélla que el experimentador modifica a voluntad para averiguar si sus modificaciones

provocan o no cambios en las otras variables. Variable dependiente es la que toma valores diferentes en función de las

modificaciones que sufre la variable independiente. Variable controlada es la que se mantiene constante durante todo

el experimento.

Todo experimento debe ser reproducible, es decir, debe estar planteado y descrito de forma que pueda repetirlo

cualquier experimentador que disponga del material adecuado.

Una hipótesis confirmada se puede transformar en una ley científica que establezca una relación entre dos o más

variables, y al estudiar un conjunto de leyes se pueden hallar algunas regularidades entre ellas que den lugar a unos

principios generales con los cuales se constituya una teoría.

La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde la célula a los ecosistemas. Este concepto implica

que en el universo existen diversos niveles de complejidad.

Por lo tanto es posible estudiar biología a muchos niveles, desde un conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.

En orden decreciente mencionaremos los principales niveles de organización:



Biosfera: La suma de todos los seres vivos tomados en conjunto con su medio ambiente. En esencia, el lugar donde ocurre la vida, desde las alturas de nuestra atmósfera hasta el fondo de los océanos o hasta los primeros metros de la superficie del suelo (o digamos mejor kilómetros sí consideramos a las bacterias que se pueden encontrar hasta una profundidad de cerca de 4 Km. de la superficie). Dividimos a la Tierra en atmósfera (aire), litósfera (tierra firme), hidrósfera (agua), y biosfera (vida). Ecosistema: La relación entre un grupo de organismos entre sí y su medio ambiente. Los científicos a menudo hablan de la interrelación entre los organismos vivos. Dado, que de acuerdo a la teoría de Darwin los organismos se adaptan a su medio ambiente, también deben adaptarse a los otros organismos de ese ambiente. Comunidad: Es la relación entre grupos de diferentes especies. Por ejemplo, las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras, ratones, aves y plantas como los cactus. La estructura de una comunidad puede ser alterada por cosas tales como el fuego, la actividad humana y la sobrepoblación. Especie: Grupo de individuos similares que tienden a aparearse entre sí dando origen a una cría fértil. Muchas veces encontramos especies descriptas, no por su reproducción (especies biológicas) sino por su forma (especies anatómicas). Poblaciones: Grupos de individuos similares que tienden a aparearse entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con flores separado de otro campo por una colina sin flores. Individuo: Una o más células caracterizadas por un único tipo de información codificada en su ADN. Puede ser unicelular o multicelular. Los individuos multicelulares muestran tipos celulares especializados y división de funciones en tejidos, órganos y sistemas. Sistema: (en organismos multicelulares). Grupo de células, tejidos y órganos que están organizados para realizar una determinada función, p.ej. el sistema circulatorio. Órganos: (en organismos multicelulares). Grupo de células o tejidos que realizan una determinada función. Por ejemplo el corazón, es un órgano que bombea la sangre en el sistema circulatorio. Tejido: (en organismos multicelulares). Un grupo de células que realizan una determinada función. Por ejemplo el tejido muscular cardíaco. Célula: la más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente. Cada célula tiene un soporte químico para la herencia (ADN), un sistema químico para adquirir energía etc. Organela: una subunidad de la célula. Una organela se encuentra relacionada con una determinada función celular p.ej. la mitocondria (el sitio principal de generación de ATP en eucariotas). Moléculas, átomos, y partículas subatómicas: los niveles funcionales fundamentales de la Bioquímica.



Representación de los niveles de organización. Imagen modificada de http://www.whfreeman.com/life/update/.

Estudio de caso.

Cuando 35 millones de norteamericanos regalaron cajas de chocolates a sus seres queridos el pasado día de San

Valentín, sabían que les estaban dando un bonito presente, pero… ¿es éste un alimento sano? El chocolate, descrito por

algunos como “pecaminosamente delicioso”, ha sido muchas veces causa de remordimientos para quienes lo ingieren (a

veces en demasía). Las golosinas hechas con chocolate son, sin duda, una fuente abundante de calorías de grasa y

azúcar, pero investigaciones recientes sugieren que el chocolate en sí –el amargo y oscuro polvo que se obtiene de las

semillas contenidas en las mazorcas de cacao-, podría ser también una fuente importante de moléculas protectoras. Los

estudiosos de la medicina han sabido desde hace tiempo que muchas disfunciones de nuestro organismo se pueden

achacar a moléculas perjudiciales llamadas radicales libres. Muchos radicales libres contienen oxígeno en una forma que

reacciona fuertemente con diversas moléculas biológicas y sus estructuras celulares, dañándolas.

Este proceso se denomina tensión oxidante. La tensión oxidante rompe membranas celulares, desintegra el ADN y

destruye enzimas, lo que resulta en muchos aspectos de envejecimiento, cáncer, enfermedades cardiacas y trastornos del

sistema nervioso. Lamentablemente, la tensión oxidante es inevitable, porque nuestras células utilizan energía y, al

hacerlo, producen de forma natural radicales libres. ¿Qué podemos hacer entonces? Tal vez, ¡comer chocolate!

El polvo de cacao contiene altas concentraciones de flavonoides, que son potentes antioxidantes.

Las actividades normales de las células producen diversas moléculas que contienen un átomo de oxígeno cuya capa de

electrones externa no está llena. Tales moléculas reaccionan fuertemente con otras, lo que las daña.

Si ha visto hierro convertirse en herrumbe (óxido de hierro), ha presenciado la potencia oxidante del oxígeno. La tensión

oxidante se refiere a una especie de corrosión biológica en la que radicales libres que contienen oxígeno dañan las



células. Las sustancias que reaccionan con estos radicales libres oxigenados y los vuelven inocuos se denominan

antioxidantes. Aunque las células contienen sus propios antioxidantes, nuestros hábitos alimentarios también son

imporntaes. Las frutas y verduras, sobre todo las de color amarillo, rojo o anaranjado, son buenas fuentes de compuestos

antioxidantes; las vitaminas C y E también son antioxidantes.

El oxígeno es importante para extraer el máximo de energía de moléculas como el azúcar. “Mantener controlado el

oxígeno al mismo tiempo que usarlos para producir energía ha sido uno de los grandes acuerdos a los que se ha llegado

durante la evolución de la vida en la Tierra.” ¿Qué quiere decir esta frase?

Los átomos interactúan según dos principios básicos:

1. Un átomo no reacciona con otros átomos si su capa de electrones más externa está totalmente llena o vacía.

Decimos que tal átomo es inerte.

2. Un átomo reacciona con otros átomos si su capa de electrones más externa está parcialmente llena. Decimos

que tal átomo es reactivo.

Tabla 1. Particulas elementales (arriba), y partículas subatómicas (abajo) (compuestas por fermiones)



Partículas subatómicas compuestas

Enlaces químicos

Tipo de enlace El enlace se forma:

Enlaces débiles: permiten interacciones entre átomos o moléculas individuales

Enlaces iónicos Entre iones positivos y negativos

Puentes de hidrógeno Entre un átomo de hidrógeno que participa en un enlace covalente polar y otro átomo que participa en otro enlace covalente polar

Interacciones hidrofóbicas Porque las interacciones entre las moléculas de agua excluyen a las moléculas hidrofóbicas

Enlaces fuertes: mantienen a los átomos unidos dentro de moléculas

Enlaces covalentes Al compartirse pares de electrones; si se comparten por partes iguales, el enlace es no polar; si se comparten de forma desigual, el enlace covalente es polar



1. El agua interactúa con muchas otras moléculas

a. Disolvente

b. Moléculas hidrofilicas

c. Moléculas hidrofóbicas

d. Interacciones hidrofóbicas (la tendencia de las moléculas de aceite a agruparse)

2. Las moléculas de agua tienden a mantenerse juntas

a. Cohesión (las moléculas de agua tienden a mantenerse juntas)

b. Tensión superficial causada por la cohesión (la resistencia que opone la superficie a ser rota): puede

sostener hojas caídas, arañas e insectos acuáticos, e incluso lagartijas…

c. Adhesión (tendencia a pegarse a superficies polares provistas de espacios pequeños, como los delgados

tubos de las plantas que llevan agua de la raíz a las hojas.

3. El agua puede formar iones H+ y OH-

a. Aproximadamente, dos de cada mil millones de moléculas de agua están ionizadas, es decir, divididas en

iones hidrógeno (H+) y en iones hidróxido (OH-)

b. Acido: sustancia que libera iones hidrógeno cuando se disuelve en agua

c. Base: sustancia que se combina con iones hidrógeno, con lo que se reduce su número.

d. Escala de pH. Es como se expresa el grado de acidez.

i. Neutralidad: se asigna el valor de 7. Cantidades iguales de H+ y OH-

ii. Ácidos: tienen un pH menor que 7; las Bases mayor que 7.

iii. Cada unidad de la escala pH representa un cambio de diez veces en la concentración de H+.



iv. Una bebida de cola (pH=3) tiene una concentración de H+ 10 mil veces mayor que la del agua

(pH=7); ¡¡por eso es mala para los dientes!!

v. HCl (1 molar)=0, jugo gástrico=1, jugo de limón agrio=2, lluvia ácida=2.5-5.5; vinagre, bebidas de

cola, jugo de naranja, jitomates=3; cerveza=4; café negro, te=5; lluvia normal (5.6), orina (5.7);

agua pura (7), saliva-sangre-sudor=7.4; agua de mar (7.8-8.3); bicarbonato de sodio (9); leche de

magnesia-detergentes de fosfato-blanqueador de cloro=10; amoniaco casero (11); sosa para

lavar (12); limpiador de hornos (13); hidróxido de sodio (NaOH 1 molar)=14

e. Amortiguador (buffer): ayudan a mantener las soluciones en un pH relativamente constante captando o

liberando H+ en respuesta a cambios pequeños en la concentración de H+.

i. Ejemplos de buffers biológicos:

1. Bicarbonato (HCO3-)

2. Fosfato (H2PO4- y HPO4

2-)

4. El agua modera los efectos de los cambios de temperatura

a. La temperatura refleja la velocidad de las moléculas; cuanto más alta, mayor es su velocidad media. Si

ingresa energía en forma de calor a un sistema; las moléculas de este sistema se mueven más

rápidamente y la temperatura del sistema no sube.

b. Las moléculas de agua están enlazadas mediante puentes de hidrógeno, y cuando entra calor en un

sistema acuoso como un lago o una célula viva, gran parte de esa energía se invierte en romper puentes

de hidrógeno

c. 1 caloría de energía eleva 1ºC la temperatura de 1 gramo de agua, mientras que solo se requieren 0.6

cal/g de alcohol para elevar su temperatura 1ºC

d. La energía necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de 1 gramo de una sustancia es su calor

específico

5. El agua forma un sólido singular: el hielo

a. Cuando un estanque o lago comienza a congelarse en invierno, el hielo permanece arriba y forma una

capa aislante que retrasa el congelamiento del resto del agua…

Clase de molécula Principales subtipos

(subunidades en paréntesis)

Ejemplo Función

Carbohidrato:

normalmente contiene carbono, oxígeno e hidrógeno y tiene la formula aproximada (CH2O)n

Monosacárido: azúcar simple Disacárido: dos monosacáridos enlazados Polisacárido: muchos monosacáridos (normalmente glucosa) enlazados

Glucosa Sacarosa Almidón Glucógeno Celulosa

Importante fuente de energía para las células; subunidad con la que se hacen casi todos los polisacáridos Principal azúcar transportado dentro del cuerpo de las plantas terrestres Almacén de energía en plantas Almacén de energía en animales Material estructural de plantas



Lípido:

Contiene una proporción elevada de carbono e hidrógeno; suele ser no polar e insoluble en agua

Tliglicerido: tres ácidos grasos unidos a glicerol. Son los mas abundantes. Cera: número variable de ácidos grasos unidos a un alcohol de cadena larga Fosfolípido: grupo fosfato polar y dos ácidos grasos unidos a glicerol Esteroides y terpenos: 4 anillos fusionados de átomos de carbono, con grupos funcionales unidos. Son lípidos no saponificables, derivados de bloques constitutivos comunes de cinco átomos de carbono. Esfingolípidos: Están formados por una molécula de ácido graso (esfingosina) y una cabeza polar variable.

Aceite, grasa Ceras en la cutícula de las plantas Fosfatidilcolina Colesterol Esfingomielinas, cerebrósidos y gangliósidos

Almacén de energía en animales y algunas plantas. Forman un abrigo protector que aisla a los animales del frio y el calor excesivos. Intervienen como componentes funcionales importantes, como eh las hormonas (cortisona, hormonas sexuales, etc.) en los ácidos biliares, el colesterol, etc. Cubierta impermeable de las hojas y tallos de plantas terrestres Componente común de las membranas de las células Componente común de las membranas de las células eucarióticas; precursor de otros esteroides como testosterona, sales biliares Son componentes estructurales abundantes en el tejido nervioso (principalmente en el cerebro), también se hallan en membranas de células animales y vegetales

Se les llama grasas a los lípidos que son sólidos a temperatura ambiente; constituyen las reservas energéticas de los animales, en general son grasas saturadas. Son apolares e hidrofóbicas. Las grasas no saturadas tienen puntos de fusión más bajos que las saturadas y casi todas son líquidas a temperatura ambiente; en general se llaman aceites y son comunes en células vegetales Las grasas saponifican: consiste en el rompimiento de los enlaces entre los ácidos grasos y el glicerol mediante la adición en caliente de un álcali fuerte, como sosa (NaOH) o potasa (KOH), con lo que se forma una sal sódica o potásica con propiedades detergentes.



Proteína: Cadenas de aminoácidos; contiene carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre Tienen 4 estructuras, que se describen en relación con la organización de su molécula, de lo que resultan los niveles.

(aminoácidos) Queratina Seda Hemoglobina

Proteína helicoidal, principal componente del pelo Proteína producida por polillas y arañas Proteína globular formada por 4 subunidades peptídicas; transporta oxígeno en la sangre de los vertebrados

Los aminoácidos son los monómeros de las proteínas, en otras palabras, son estructuras que unidas entre sí, por enlace peptídico, forman péptidos (menos de 100 aminoácidos) o proteínas (más de 100 aminoacidos) que tienen un gran peso molecular y función biológica en la célula. Dependiendo de la secuencia de aminoácidos que se unan dará origen a una u otra proteína. La estructura de los aminoácidos comprende un carbono en el centro al cual se le llama carbono alfa, el que está unido a un hidrógeno, a un grupo funcional amina, un grupo funcional ácido carboxílico y un radical el cual varía según la naturaleza del aminoácido que sea.

Función de las proteínas

Se clasifican en:

Estructurales

Reguladoras

Transportadoras

Contráctiles

Inmunitarias

Protectoras

Catalíticas

Las proteínas tienen función protectora como sucede con el colágeno y la elastina de algunos tejidos, o como la queratina de las garras, uñas y pelo

Tienen papel regulador al formar parte de las hormonas que se sintetizan en diversas glándulas. La insulina, que regula el metabolismo de los carbohidratos en el organismo, es un ejemplo.

Son transportadoras, como en el caso de la hemoglobina, que se combina con los gases de la respiración. También participan en procesos de coagulación sanguínea.

Son contráctiles porque participan en la contracción muscular, como la miosina y la actina

Son inmunitarias porque intervienen en la formación de anticuerpos. Los anticuerpos son estructuras que actúan contra agentes que causan daño al organismo, como en el caso de las bacterias que producen enfermedades.

Son catalíticas, porque participan en las reacciones de los procesos vitales como las enzimas

Son informativas, porque sus diferencias estructurales son más marcadas cuanto más alejados se encuentren los individuos en términos evolutivos; en cambio, se parecen más en especies cercanas en la evolución. P. ej., los estudios de la cadena B de hemoglobina revelan que la hemoglobina del gorila es diferente de la humana sólo en un aminoácido.

Existen diferencias entre individuos de una misma especie tan marcadas que se presentan

http://3.bp.blogspot.com/_rBDTaDNt7Vo/SAiUOhNeTVI/AAAAAAAAAAY/v04XqErsObk/s320/aminoacido.png



rechazo de las proteínas de un individuo a otro, lo que representa el mayor problema para los injertos, trasplantes y transfusiones sanguíneas.

Alimentos que contienen proteínas completas:

Carnes

Huevos

Leche

Pescado y derivados

Proteínas vegetales como la soya, el garbanzo y el frijol

Ácido nucleico: Formado por subunidades llamadas nucleótidos; puede ser uno solo o una cadena larga de nucleótidos.

Ácidos nucleicos de cadena larga Nucleótidos individuales

Acido desoxirribonucleico (ADN) Acido Ribonucleico (ARN) Trifosfato de adenosina (ATP) Monofosfato de adenosina cíclico (AMP cíclico)

Material genético de todas las células vivas Material genético de algunos virus; en las células vivas es indispensable para transferir la información genética del ADN a las proteínas Principal molécula portadora de energía a corto plazo en las células Mensajero intracelular

Vitaminas: La palabra vitamina significa amina esencial para la vida, aunque no todas ellas sean aminas (compuestos químicos derivados del amoniaco)

Estos compuestos deben ser ingeridos por los animales junto a sus alimentos. Tienen una función reguladora en el organismo.



Tipo de grasa Fuentes Fuentes

Saturada Mantequilla, queso, carne, productos cárnicos (salchichas, hamburguesas), leche y yogur enteros, tartas y masas, manteca, sebo de vaca, margarinas duras y grasas para pastelería, aceite de coco y aceite de palma.

Monoinsaturada Olivas, colza, frutos secos (pistachos, almendras, avellanas, nueces de macadamia, anacardos, nueces de pecán), cacahuetes, aguacates y sus aceites.

Poliinsaturada Grasas poliinsaturadas omega-3: Salmón, caballa, arenque, trucha (especialmente ricos en ácidos grasos omega-3 de cadena larga, EPA o ácido eicosapentanoico y DHA o ácido docosahexanoico). Nueces, semillas de colza, semillas de soja, semillas de lino y sus aceites (espacialmente ricos en ácido alfalinolénico). Grasas poliinsaturadas omega-6: Semillas de girasol, germen de trigo, sésamo, nueces, soja, maíz y sus aceites. Algunas margarinas (consultar etiquetas).

Ácidos grasos trans Algunas grasas para fritura y pastelería (p. ej. aceites vegetales hidrogenados) utilizadas en galletas, productos de pastelería, productos lácteos, carne grasa de ternera y oveja.



DOGMA CENTRAL DE BIOLOGÍA

Actividad 2. Ejercicio. Escribe los datos que faltan de los siguientes

carbohidratos:

Nombre del carbohidrato Es monosacárido, disacárido o polisacárido

Principales funciones

Desoxirribosa Forma parte de los ácidos nucleicos

Glucosa Principal fuente de energía de la



célula

Ribosa Monosacárido

Disacárido (glucosa y fructosa) Utilizado para endulzar los alimentos.

Almidón y glucógeno Reservas energéticas

Celulosa Polisacárido

Disacárido Alimento también conocido como “azúcar de la leche”

Fructosa

Mucopolisacáridos Polisacárido

Polisacárido Paredes celulares de hongos y exoesqueleto de artrópodos.

Las muchas funciones de las proteínas

Función Ejemplo

Estructura Colágeno en la piel, queratina en pelo, uñas y cuernos

Movimiento Actina y miosina en los músculos

Defensa Anticuerpos en el torrente sanguíneo

Almacenamiento Zeatina en los granos de maíz

Señales Hormona del crecimiento en el torrente sanguíneo

Catálisis Enzimas: catalizan casi todas las reacciones químicas en las células; DNA polimerasa (produce ADN); pepsina (digiere proteínas); amilasa (digiere carbohidratos); ATP sintetasa (produce ATP)

Actividad 3. Cuestionario. Contesta los siguientes términos, para entregar en

Word arial 11 espacio 1.5. Puedes ocupar hojas de reciclado. No olvides anotar

la pregunta, y citar las páginas y/o libros que ocupaste para contestar. (esto

ultimo requisito indispensable, sino no se tomará en cuenta)

Formato APA para referencias.

1. ¿Qué es la vida?

2. ¿cómo puedes diferenciar a un ser vivo de algo inerte?

3. ¿Cuáles son las principales características distintivas de un ser vivo?

4. ¿Cuál es la diferencia entre anabolismo y catabolismo?

5. ¿Qué es la irritabilidad?

6. ¿Qué es un mecanismo homeostático? Puedes basarte en la definición de homeostasis aplicada a alguna

hormona en particular, tal como la insulina (buscar que es retroalimentación negativa y positiva)

7. ¿Cuáles son los parámetros de función o mecanismos de la homeostasis?

8. ¿En qué parte de los organismos pluricelulares se analiza y procesa la información?



9. ¿Cuál es la diferencia entre receptores y efectores?

10. En los organismos pluricelulares, ¿Qué estructura se encarga del balance hídrico y la osmorregulación?

11. ¿Qué es procarionte y que es eucarionte?

12. ¿Cuáles son los 6 reinos de la vida en la Tierra y cuáles son sus características principales?

13. ¿Cuáles son las 5 teorías clave de la Biología, e investiga quienes fueron los personajes que los postularon?

14. Ejemplifica avances tecnológicos en el campo de 10 ciencias relacionadas con la Biología, y menciona como han

ayudado al avance de la humanidad.

15. ¿Cuáles son las principales propiedades del agua? Ejemplifica al menos 5.

16. ¿Por qué son importantes los carbohidratos? ¿Cómo cumplen sus propiedades de energía, de estructura, de

reserva y de conformación de ácidos nucleicos?

17. ¿Por qué son importantes los lípidos? ¿Por qué es importante no consumir ácidos grasos saturados o con

configuración trans?

18. Contesta si es bueno o malo el colesterol, contrastando el colesterol de alta densidad con el colesterol de baja

densidad, y cuál es la relación que tienen con los infartos

19. ¿Qué es la saponificación? Busca un método para fabricar jabones.

20. ¿Cuál es el fosfoglicérido más importante?

21. ¿Qué es un polímero? ¿Qué es un monómero? ¿Qué significa polimerizar?

22. ¿Qué es una síntesis por deshidratación? ¿Qué es un rompimiento por hidrólisis?

23. ¿Cuáles son las principales funciones de las proteínas?

24. ¿Qué es una enzima? ¿Qué es el complejo enzima-sustrato?

25. ¿Por qué se dice que las proteínas y los ácidos nucleicos son verdaderos edificios moleculares?

26. ¿Por qué se dice que el ADN es el código de la vida? ¿Qué es lo que guarda dentro de si mismo?

27. ¿Qué es el Dogma Central de Biología?

28. ¿Qué es una base nitrogenada y cuáles son sus constituyentes?

29. ¿En qué difiere la estructura del ADN con respecto a la del ARN?

30. ¿Qué es el Proyecto Genoma Humano?

Postulados de la teoría celular

Los postulados de la teoría celular de nuestra época incluyen las ideas expuestas por los mencionados

investigadores:

1. Todos los seres vivos están compuestos de células y productos celulares. 2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes. (Biogénesis*) 3. Todas las células actuales son descendientes de células ancestrales.

Concepto actual de célula



La célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para

el mantenimiento de la vida. Tiene todos los componentes físicos y químicos necesarios para su propio

mantenimiento, crecimiento y reproducción.

Tal como lo expresa la TEORÍA CELULAR (uno de los conceptos unificadores de la biología) la unidad estructural de todos los organismos es la CÉLULA. La célula en sí tiene una organización específica, todas tienen tamaño y formas características por las cuales pueden ser reconocidas.

Algunos organismos estás formados por una sola célula -> unicelulares, en contraste los organismos complejos son multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción coordenada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas en tejidos, órganos, etc. Los seres vivos muestran un alto grado de organización y complejidad.

La vida se estructura en niveles de organización donde cada uno se basa en el nivel previo y constituye el fundamento del siguiente nivel, por ejemplo: los organismos multicelulares están subdivididos en tejidos, los tejidos están subdivididos en células, las células en organelos etc.

Células vegetales hojas

Reproducción y herencia.

Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual (con recombinación de material genético). La variación, que Darwin y Wallace reconocieran como fuente de la evolución y adaptación, se incrementa en este tipo de reproducción. La mayor parte de los seres vivos usan un producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el soporte físico de la información que contienen. Algunos organismos, como los retrovirus (entre los cuales se cuenta el HIV), usan ARN (ácido ribonucleico) como soporte.

Si existe alguna característica que pueda mencionarse como la ESENCIA misma de la VIDA, es la capacidad de

un organismo para reproducirse



Fisión binaria en bacterias cromosomas humanos

En realidad una definición abarcativa de lo que es un ser vivo podría ser: "todo aquello que sea capaz de reproducirse por algún mecanismo y responda a la presión evolutiva".

Aunque la característica genética de un solo organismo es la misma durante toda su vida, la composición genética de una especie, comprendida como un todo, cambia a lo largo de muchos períodos de vida. Con el tiempo, las mutaciones y la variabilidad en los descendientes proporcionan la diversidad en el material genético de una especie.

En otras palabras, las especies EVOLUCIONAN. La fuerza más importante de la evolución es la selección natural, proceso por el cuales los organismos que presentan rasgos adaptativos (que le permiten adaptarse mejor al medio) sobreviven y se reproducen de manera mas satisfactoria que los demás sin dichos rasgos.

En base a la definición dada antes, el mundo de lo vivo comprendería por lo menos dos grandes grupos:

1. Los organismos celulares Eucariontes y Procariontes, términos acuñados por E. Chatton) 2. Los organismos no celulares (virus)

y, si realmente esta definición fuere abarcativa 3. Los ¿no organismos? (Priones* y ...)

La Célula es la Unidad estructural, fisiológica y de origen de todo ser vivo. Sus características fundamentales son:

• Delimitadas por una membrana plasmática, que media las interacciones entre la célula y su ambiente. • Utilizan en DNA como patrón de herencia. • Contienen citoplasma. • Obtienen energía y nutrientes de su medio. • Su función está delimitada por su tamaño.



Características de la célula procariotica (Bacteriana, o sin nucleo)

Superficie Celular

o Cápsula o Capa Mucilaginosa: recubrimiento de polisacáridos o proteínas, que permiten a la célula fijarse a sus huéspedes.

o Pared Celular: protege y da soporte a la célula o Membrana Plasmática: aísla a la célula del ambiente, regula el movimiento de materiales;

comunica con otras células. o Flagelo: permite el desplazamiento de la célula. o Pilus o Fimbrias: proyecciones proteicas permten unir a ciertos tipos de bacterias e intercambiar

material genético.

Estructuras Citoplasmáticas

o Ribosomas: compuestos de proteínas y RNAr, participa en la síntesis de proteínas. o Gránulos de Alimento: almacenan materiales energéticos como glucógeno.

Organización del Material Genético

o DNA: almacena toda la información necesaria para la regular la actividad celular. o Cromosomas: presentan uno solo en forma circular y carece de proteínas asociadas. o Nucleoide: región formada por DNA unida a la membrana plasmática. o Plásmido: segmento de DNA, localizado fuera del nucleoide, permite el intercambio genético y

confiere resistencia a anticuerpos.



Organelo: es una subunidad de la célula. Un organelo se encuentra relacionado con una determinada

función celular. Un organelo está formado de macromoléculas biológicas o polímeros.

Características comunes a todas las células Componentes moleculares Proteínas, aminoácidos, lípidos, carbohidratos, azúcares,

nucleótidos, ADN, ARN

Componentes estructurales Membrana plasmática, citoplasma, ribosomas

Metabolismo Extrae energía y nutrimentos del ambiente; usa energía y nutrimentos para construir, reparar y reemplazar componentes celulares.

Estructuras celulares, sus funciones y distribución en las células vivas Estructura Función Procariotas Plantas Animales

Superficie celular

Pared celular Protege y da soporte a la célula

Presente Presente Ausente

Membrana plasmática

Aisla el contenido de la célula del ambiente; regula el movimiento de materiales hacia dentro y fuera de la celula; comunica con otras células

Presente Presente Presente

Organización del material genético

Material genético Codifica información necesaria para construir la célula y controlar la actividad celular

ADN ADN ADN

Cromosomas Contienen y controlan el uso de ADN

Únicos, circulares, sin proteínas

Muchos, lineales, con proteínas

Muchos, lineales, con proteínas

Núcleo Contiene cromosomas, delimitado por membrana

Ausente Presente Presente

Envoltura nuclear Encierra al núcleo, regula el movimiento de materiales hacia dentro y fuera del núcleo


Nucléolo Sintetiza ribosomas Ausente Presente Presente

Estructuras citoplasmáticas

Mitocondrias Producen energía por Ausente Presente Presente



metabolismo aeróbico

Cloroplastos Realizan fotosíntesis Ausente Presente Ausente

Ribosomas Sitio para la síntesis de proteínas

Presente Presente Presente

Retículo endoplásmico

Sintetiza componentes de membrana y lípidos


Aparato de golgi Modifica y empaca proteínas y lípidos; sintetiza carbohidratos


Lisosomas Contienen enzimas digestivas intracelulares


Plástidos Almacenan alimento, pigmentos


Vacuola central Contiene agua y desechos, proporciona presión de turgencia como soporte de la célula


Otras vesículas y vaucolas

Contienen alimentos obtenidos mediante fagocitosis; contienen productos de secreción

Ausente Presentes (algunos) Presente

Citoesqueleto Da forma y soporte a la célula; coloca y mueve partes de la célula


Centriolos Sintetizan microtubulos de cilios y flagelos; pueden producir huso en células animales

Asuente Ausente (en casi todos)

Presente

Cilios y flagelos Mueven la célula mediante fluidos o hacen pasar fluido por la superficie celular

Presente Ausente (en casi todos)

Presente



Dominios Celulares, propuesto por Woese en 1990.

BACTERIA ARCHEA EUKARIA

Células procarionte procarionte eucarionte

Núcleo con evoltura NO NO SI

Membranas

lipídicas

enlazados por

ester,

no ramificados

enlaces eter, ramificado enlazados por éster,

no ramificados

Organelos NO NO SI

Ribosomas 70S 70S 80S



i i Tamayo-Tamayo, M. El proceso de la investigación científica, 3ª Edición.

Editorial Limusa, 1998

Antología Biología Ia+Español... · II. Lee el siguiente texto llamado “Robot cirujano al...

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