biología modulo 4 medio

8/12/2019 biologa modulo 4 medio

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CIENCIAS (BIOLOGA, FSICA, QUMICA)MDULO 4Eje temtico: Bioo!"#: B#cte$i#% & 'i$% Si%tem#% *e *e+e%#

Bioo!"# -m## & %#* Geom#, !ee% e i!eie$"#!e.tic# Ite$#ccioe% et$e o$!#i%mo%/

I/ Geom#, !ee% e i!eie$"# !e.tic#

El conocimiento de que la expresin de un gen determina la formacin deprotenas que se relaciona con la manifestacin de un fenotipoenparticular,hizo que en el mundo cientfico surgiera la interroganteacercadecules lanaturaleza de los genes. La respuesta a esta interrogante se relaciona conuna serie de investigaciones experimentales. Una de las primeras que

entreg antecedentes fue realizada por F. riffith !"#$%& en neumococos,'acteria que provoca la neumona. La cepa (capsulada) produce laenfermedad * la cepa (no capsulada) no la provoca. Este tra'a+oexperimental aport la idea de un factor transformante que converta las'acterias no capsuladas en capsuladas. La secuencia de tra'a+oexperimental de riffith se resume en la siguiente imagen !fig. "&.

Fig. 1: Experimentos de Griffith

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Com0o%ici1 2("mic# *e DNA

El - !cido desoxirri'onucleico& es un polmero de alto peso molecular

formado por la com'inacin de cuatro monmeros !nucletido&. /adanucletido est conformado por mol0culas ms peque1as2 una 'asenitrogenada !purina o pirimidina&, un az3car !desoxirri'osa& * un grupofosfato !Fig. $&. Los cuatro tipos denucletidosdifierensolamenteenel tipode 'ase nitrogenada, la cual puede ser una de las purinas !adenina oguanina& o una de las pirimidinas !citosina o timina&.

rupo fosfato 4asenitrogenada

5entosa

Fig. 2: Esquema de un nucletido

Elconocimientode los componentes del - * otros antecedentes permiti alos cientficos 6atson * /ric7 construir un modelo tridimensional de lamol0cula. Este modelo propone la presencia de dos cadenas de nucletidosentrelazadas en forma de do'le h0lice. /ada una de estas he'ras se uneporlas 'ases nitrogenadas mediante puentes dehidrgeno, siguiendounpatrnfi+o2 la adenina se une a la timina * la guanina a la citosina !Fig. 8&.

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Fig. 3: a. Modelo de la doble hlice del !"#$ b. !isposicin de

los nucletidos en el !"#

El modelo descrito permite explicar cmo se pueden sintetizar nuevasmol0culasde -2 la ruptura de los puentes de hidrgeno permite que unade las cadenas sirva de molde para formar una cadena complementaria. Eneste proceso participa una serie de enzimas, una de ellas es la -polimerasa, que controla el enlazamiento de los nucletidos en las cadenascomplementarias.

El - es capaz de determinar el fenotipo de un organismo a trav0s deunproceso denominado e30$e%i1 !.ic#. 9ediante dicho proceso lainformacin contenida en el - es utilizadaparaespecificar la constitucinde las protenas de la c0lula. Las protenas que se sintetizan influ*en en elfenotipo, desde rasgos visi'les hasta otros solo o'serva'les'ioqumicamente.

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El proceso que permite sintetizar protenas a partir del - no es directo:se requiere la participacin del ;- !cido ri'onucleico&, el cual sediferenciadel- en que el nucletido posee un uracilo en vez de timina *que el az3car es una ri'osa !similar a la desoxirri'osa pero con un grupohidroxilo extra&.

5araquesesinteticeuna protena se requieren los siguientes eventos !Fig.


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". 4$#%c$i0ci1: la informacin contenida en el - se copia en el ;-mensa+ero !m ;-&. e esta manera es el m ;- el quesaledeln3cleo*posi'ilita que se sinteticen las protenas en el citoplasma !Fig. =&.

Fig. ': Esquema de la transcripcin$. 4$#*(cci1: la informacin transcrita en el m ;- se utiliza paradeterminar la secuencia de aminocidos de una protena. Una secuencia detres 'ases consecutivas del m ;-, llamada codn, especfica para unaminocido, se denomina cdigo de tripletes. Los ri'osomas se unen al m;- * lo recorren, lo cual permite que el t ;- !;- de transferencia& seuna en secuencia * coloque de manera adecuada los aminocidos !Fig. >&.

Protena

Aminocido

t RNA

m RNA

Ribosoma

Fig. (: Esquema de la traduccin

=


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Eje$cicio%

". ?@u0 mol0culas forman un nucletidoA

$. ?@u0 tipos de enlaces qumicos estn presentes en el -A8. Bi una cadena de - est conformadaporlassiguientessecuenciasde'ases nitrogenadas2 C/, ?cul es la cadena complementariaA


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Los individuos sometidos a estas prcticas presenta'an los sntomasiniciales * se recupera'an, en cam'io, otros moran. /on estas prcticas seda inicio a los conocimientos * estudios so're la im(oo!"#. La pala'rainmune) en el contexto 'iolgico, significa estar exento de enfermedad: losseres vivos animales contamos con un sistema inmune que nos protege delos agentes patgenos que provocan enfermedades.

Losprincipales componentes del sistema inmunitario son la m0dula sea * eltimo, rgano donde se inicia la proliferacinde los linfocitosB*4!tipos degl'ulos 'lancos&, que son c0lulas que participan en la respuestainmunitaria. Los otros integrantes de este sistema son los vasos * ganglioslinfticos, a'undantes en el 'azo * en las amgdalas !Fig. D&.

M.*# 1%e#2 sitio demaduracin de c0lulas 4

Fig. *: +rganos del sistema inmune

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Las defensas del organismo contra la infeccin inclu*en 'arreras naturalescomo la piel, mecanismos inespecficos como ciertas clases de gl'ulos'lancos * fie're, * mecanismos especficos, como los anticuerpos !Fig. %&.

I-9U-I,.,

I--.C. .,.5C.CI.

4.;;E;.B-.CU;.LEB

F.K/ICKB/K95LE9E-CK

/ELUL.; MU9K;.L

Fig. ,: -omponentes del sistema inmunitario

Im(i*#* i#t# & %(% com0oete%

Este tipo de inmunidad te protege del ingreso o permanencia demicroorganismos u otras partculas extra1as en tu organismo. Losprincipales componentes de esta inmunidad son las 'arreras fsicas,mecnicas o qumicas, * c0lulas fagocitarias!neutrfilos,macrfagos&!Fig.#&. Estos componentes se caracterizan por estar presentes desde elnacimiento del individuo, ser inespecficos * no de+ar memoria despu0s desu accin.

.arreras naturales

La piel evita la invasin de muchos microorganismos si no existe algunalesin, picadura de insecto o quemadura. El organismo tam'i0n cuenta conlas mem'ranas mucosas, que revisten las vas respiratorias e intestino.Estasmem'ranas producen secreciones que com'aten los microorganismos *evitan infecciones. dems de las mucosas, las vas respiratoriasconstan decilios que expulsan las partculas * microorganismos hacia el exterior.Cam'i0n act3an como 'arreras el cido estomacal, el refle+o de la tos *enzimas en las lgrimas * grasas de la piel.

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Fagocitos & complemento

/uando las 'arreras naturales no controlan el ingreso de patgenos,

se activan otros mecanismos de defensa inespecficos. Este tipo derespuesta es mediada por2

F#!ocito%2 que inclu*en neutrfilos * macrfagos * se caracterizanpor activarse de forma inmediata cuando cualquier sustancia extra1apenetra en el organismo !por e+emplo, despu0s de una herida&. Laactivacin consiste en la movilizacin de estas c0lulas hacia el focode la lesin, luego reconocen * toman contacto con la sustanciaextra1a * la destru*en mediante el proceso de fagocitosis * posteriorlisis intracelular.

Com0emeto2 (complementa) la accin de otros mecanismos de

defensa. /onsiste en protenas presentes en el plasma que seactivan ante cualquier antgeno. Bus acciones pueden incluir lisis dela pared celular, recu'rimiento de patgenos para facilitar la accinde fagocitos * atraccin de linfocitos al sitio de la infeccin.

Fig. /: -omponentes de la respuesta inespec0fica

Los mecanismos de defensa inespecficos aportan un 'uen sistema deproteccin. Bin em'argo, en muchas ocasiones no es suficiente paradefender eficazmente al organismo. 5or fortuna 0ste dispone de otrosmecanismos de defensa, como es larespuesta inmune adaptati1a.

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Im(i*#* #*#0t#ti'#

?Mas notado que algunas enfermedades infecciosas que padeciste en tu

infancia no se han repetidoA La causa de esto se relaciona con laim(i*#* #*#0t#ti'#, que tiene la capacidad de reconocer una enormevariedad de sustancias extra1as !antgenos& de manera especfica *

(recordarlas) !memoria&, permitiendo una respuesta ms rpida a nuevasexposiciones de un mismo agente patgeno.

En la activacin de la inmunidad adaptativa se requiere que act3en lasc0lulas presentadoras de antgenos !/5&, las cualesexhi'en fragmentosdepatgenos en la superficie, para que sean reconocidos por linfocitos 4 * C.Las /5 pueden ser macrfagos, c0lulas dendrticas * linfocitos 4.

Existen dos tipos principales de inmunidad adaptativa2

5(mo$#: est a cargo de los i+ocito% B * se caracteriza por laproduccin de #tic(e$0o%, un grupo comple+o de protenas denominadasinmunoglo'ulinas !Ig&. nte la presencia del antgeno los linfocitos 4 seactivan produci0ndose dos tipos de c0lulas2 plasmticas * de memoria. Lasc0lulas plasmticas producen los anticuerpos con los que se com'ate lainfeccin, mientras las c0lulas de memoria solo act3an despu0s de lasegunda infeccin.

Ce(#$: participan los i+ocito% 4, los cuales se originan en la m0dulasea, pero adquieren la capacidad de ser inmunocompetentes en el timo.

Los linfocitos C, gracias a la produccin de protenas, se encargan dedestruir c0lulas infectadas por virus o aquellas que han sido modificadas!como las cancerosas&. Los linfocitos C act3an cuando virus o 'acteriasso'reviven en c0lulas infectadas. Los antgenos quedan expuestos en lasc0lulas afectadas como verdaderos marcadores permitiendo que las c0lulas Ccitotxicas !C%& reconozcan especficamente la estructura de la c0lula queexpone estos antgenos * de esta manera se activen los linfocitos. Laactivacin produce la proliferacin de c0lulas C * la diferenciacin de lasc0lulas hi+as en clones de c0lulas de memoria: estas c0lulas son inactivasdurante la infeccin inicial, pero se activan en una segunda exposicin alantgeno extra1o.

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6#c(#%

En ms de una oportunidad te han vacunado. /omo sa'es, las vacunasprevienen el contagio de enfermedades infecciosas. La vacunacin serelaciona con la inmunidad activa, *a que el organismo genera unainmunorrespuesta contra los antgenos contenidos en la vacuna, formandoc0lulas de memoria que act3an ante la presencia del patgeno. ichasc0lulas pueden ser2

#cti1a2 preparadas con micro'ios atenuados !de'ilitados& o muertos.

2asi1a2 preparados con los anticuerpos ela'orados por otro organismo que*a ha padecido la enfermedad !Fig. "N&.

Mic$o7io%#te#*o%

Acti'#

8#%i'# Atice$0o%

Fig. 1: 4ipos de acunacin

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Ati7i1tico%

En "#$% lexander Fleming descu'ri el primer anti'itico, la penicilina,

cuando por accidente o'serv en una placa de cultivo que una 'acteria nopudoso'revivirenpresenciade un hongo contaminante. -o fue sino hasta"#8N que la penicilina pudo ser extrada * purificada de este hongo.

Los anti'iticos son sustancias qumicas producidas por hongos oartificialmente, que pueden tener diversos efectos so're las 'acterias. Losanti'iticos pueden ser2

.acteriost5ticos2 detienen el crecimiento de las 'acterias. 5or e+emplo2cloranfenicol * tetraciclina.

.actericidas2 destru*en las 'acterias. 5or e+emplo, las penicilinas.

Los anti'iticos pueden generar resistencia en las 'acterias, lo que quieredecir que los g0rmenes se hacen insensi'les a determinados anti'iticos *,por lo tanto, su uso de+a de servir para atacar una infeccin.

Eje$cicio%

". Indica cundo la piel de+a de ser una 'arrera defensiva.$. Explica la accin de las mem'ranas mucosas * de los cilios.8. Explica la accin fagocitaria de los macrfagos.


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G6728 #.2 los gl'ulos ro+os tienen los dos tipos de antgenos2 * 4: pero elplasma no tiene ning3n anticuerpo.

G6728 82 en este grupo sanguneo los gl'ulos no tienen antgenos, pero elplasma tiene los anticuerpos ntiG * ntiG4.

9ec-#o im(e

En los medios de comunicacin a menudo se solicita sangre condeterminadas caractersticas o se comenta la importancia de la donacin derganos de personas fallecidas. Los transplantes de rganos *Oo te+idos, *las transfusionessanguneas,pueden generar una reaccin de rechazo por elsistema inmune del receptor. La siguiente ta'la muestra las relacionescompati'les entre donante * receptor de acuerdo al gruposanguneo!Fig.""&.

Fig. 11: -ompatibilidad entre donantes & receptores de acuerdo algrupo sangu0neo.

l finaldelem'arazo*especialmente durante el parto, la sangre del reci0nnacido puede pasar a la circulacin sangunea de la madre. Bi ha*diferencias en los antgenos de grupo sanguneo entre la madre*elhi+o, loshemates del hi+o sern reconocidos como extra1os por la madre,estimulndose la produccin de anticuerpos con la intencin de destruir lasc0lulas extra1as.

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Esto da lugar a la Enfermedad 9emol0tica del 6ecin "acido !EM;-&, quepuede estar originada por diferentes tipos de reacciones: lamsgravees laproducida por la incompati'ilidad ;h !el ;h es otra protena que puede onoestar presente en la superficie de los gl'ulos ro+os&. Esta reaccin sepresenta con ma*or frecuencia cuando una madre con sangre factor ;hnegativoconci'eun'e'0conunpadre ;h positivo. /uando el factor ;h del'e'0es positivo, al igual que el del padre, pueden presentarse pro'lemas silos gl'ulos ro+os del 'e'0 llegan a la madre, que es factor ;h negativo.

I6/ O$!#i%mo & Am7iete: ite$#ccioe% et$e o$!#i%mo%

En la interaccin del hom're con el am'iente muchas veces se producenpro'lemas am'ientales, los cuales pueden ser de dos tipos2

Lo% o$i!i#*o% 0o$ ( i#*ec(#*o m#ejo *e o% $ec($%o% #t($#e%2La po'lacin mundial ha ido en constante aumento, produci0ndose,adems, un incremento en sus necesidades. 5ara cu'rirlas, el hom're de'eocupar los recursosnaturales. Bin em'argo, si el consumo de estos no esten equili'rio con su capacidad de recuperacin, se produce unaso'reexplotacin, en la cual desaparecen tantos individuos que la po'lacinno puede mantenerse por s sola. Entre las consecuencias de laso'reexplotacin podemos mencionar2

la deforestacin. la desertificacin.

la p0rdida de 'iodiversidad. la escasez de agua pota'le.

Lo% o$i!i#*o% 0o$ # cot#mi#ci12

La contaminacin es la presencia de sustancias nocivas * molestas en elaire, el agua * los suelos. Estas sustancias son depositadas por la actividadhumana en tal cantidad, que pueden interferir la salud * el 'ienestar delhom're * de los ecosistemas. Existen diversos tipos de contaminacin2

.iolgica2 se presenta cuando encontramos en el ecosistema seres

vivos !generalmente microorganismos& a+enos a 0l o enconcentraciones superiores a las normales * que puedan llegar acausar alg3n da1o al ecosistema o a la salud humana.

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:u0mica2 se presenta cuando en el ecosistema existen sustanciasqumicas a+enas a 0l o que se encuentran en concentracionessuperiores a las normales * pueden llegar a causaralg3nda1oenelecosistema o en la salud humana.

F0sica2 se presenta cuando en un ecosistema ha* presencia de unaenerga !generalmente calor * ruido& a+ena a 0l o en concentracionessuperiores que puedan llegar a ocasionar cam'iosenelecosistemaoda1os a la salud humana.

8o7#cioe% & com(i*#*e%

En una comunidad 'iolgica encontramos una gran cantidad de po'lacionesdistintas, como por e+emplo po'lacin de aves, insectos * arcnidos, entreotros. Las po'laciones son un con+unto de organismos de una misma

especie !por lo tanto, pueden reproducirse entre s&, que ocupan un mismoespacio en un tiempo determinado. Una de las caractersticas de laspo'laciones es su *e%i*#*, la cual puede aumentar o disminuir porparmetros o varia'les como natalidad, mortalidad, inmigracin oemigracin. Bin em'argo, el tama1o de las po'laciones de seres vivos semantiene en equili'rio, oscilando ampliamente en torno a un valor medio.

El crecimiento de una po'lacin 'a+o condiciones ideales del am'iente, esdecir, sin factores limitantes !por e+emplo, cuando una especie coloniza unnuevo espacio * no ha* restricciones en los recursos, espacio, nicompetenciapor ellos&, corresponde a un crecimiento exponencial !curva en

P&, el cual comienza inicialmente en forma lenta, haci0ndose luego ms *ms rpido !fig. "$&. Este tipo de crecimiento lo presentan organismosreconocidos como estrategas ;$


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En la naturalezael tipo de crecimiento exponencial no es el ms frecuente,pues las po'laciones no crecen indefinidamente de'ido a que la resistenciaam'iental se opone a la expresin del potencial 'iolgico deunapo'lacin

!capacidad de una po'lacin para aumentar su densidad&. El ritmo decrecimiento en estas po'laciones decrece a medida que aumenta ladensidad de po'lacin * se aproxima a un valor mximo denominado

(capacidad de carga) !Q&, para el cual el crecimiento se hace N.

En estas condiciones las po'laciones presentan un crecimiento logstico!curva en B&2 primero la po'lacin crece en forma lenta, luego elcrecimiento es acelerado * finalmente se desacelera !Fig. "8&. Este tipo decrecimiento lo presentan organismos reconocidos como estrategas (Q), quese caracterizan por ser de tama1o grande, ciclo de vida largo, reproduccintarda * cuidado de sus cras.

,ensidadQ !capacidad de carga&

Ciempo

Fig. 13: -recimiento poblacional que incorpora resistencia ambiental.

Eje$cicio

". ;epresenta la curva de crecimiento exponencial.

$. 9enciona organismos de estrategia r.8. ;epresenta la curva de crecimiento logstica.


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Eje$cicio%

". ?/ules son las posi'les causas del crecimiento exponencial de lapo'lacin humanaA

$. ?@u0 tipo de diagrama representa la estructura de edades de lapo'lacin chilenaA

S(ce%i1 eco1!ic# como e30$e%i1 *e # *imic# *e # com(i*#*Las comunidades 'iolgicas presentanestructuras caractersticas !'iomas&en cualquier parte del mundo !desierto, sa'ana, selva, etc.&. Unacomunidad no surge de forma repentina, sino gradualmente. Este procesose conoce como %(ce%i1 eco1!ic#, que es el reemplazo de algunoselementos del ecosistema por otros en el transcurso del tiempo. s, unadeterminada rea es colonizada por especies vegetales cada vez mscomple+as. Bi el medio lo permite, la aparicin de musgos * lquenes essucedida por pastos, luego por ar'ustos * finalmente por r'oles.

5odemos distinguir dos tipos de sucesin ecolgica2

2rimaria2 se inicia con organismos que colonizan lugares en los que antesde su llegada no exista suelo vegetal. Este tipo de proceso puede durarmiles de a1os.

;ecundaria2 ocurre por la destruccin de una comunidad por el efecto deincendios o so'repastoreo, por e+emplo. En este caso el am'iente contiene

nutrientes * residuos orgnicos que facilitan el crecimiento de los vegetales.

Bucesin ecolgica

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Una vezque se ha alcanzado un estado de equili'rio, las modificaciones sedan entre los integrantes de una misma especie2 por e+emplo, los r'olesnuevos reemplazan a los vie+os.

e'emos tener presente que la velocidad de recuperacin esextremadamente lenta, so're todo si se ha afectado la 'iodiversidad de talmanera que implique la extincin de especies * el agotamiento de losrecursos naturales.

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l'erts * cola'oradores. Bioo!"# moec(#$ *e # c.(#. EditorialKmega, Cercera edicin, "##>.

/urtis * 4arnes.Bioo!"#. Editorial 5anamericana, Bexta edicin, $NNN.

In0s 5epper.At#% *e Im(oo!"#. Editorial 9editerrneo, "##

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