guia bl 29 introducción a la biología

8/13/2019 guia bl 29 introduccin a la biologa

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Ciencias Plan Comn

Biologa Introduccin a la BiologaGUICANCBBLA04029V2


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Cpech Preuniversitarios

Habilidades de la clase

Uno de los principales cambios que se producen con la PSU es el desarrollo de habilidades, ms

que el mero conocimiento. Con la cantidad de informacin que podemos acceder actualmentees necesario que el alumno sea capaz de construir su propio conocimiento y por ello nuestralabor se centra en entregar las herramientas para que sea capaz autnomamente de generarestas habilidades, las cuales se ordenan jerrquicamente:

Reconocimiento: Se reere a recordar informacin especca, datos, deniciones,

fechas, nombres, etc.

Comprensin: Se reere a la habilidad de relacionar informacin, explicar con tus

propias palabras, identicar situaciones en otro contexto.

Aplicacin: Es la habilidad de usar la informacin, ideas o conceptos en situaciones

nuevas para resolver un problema o situacin.

Anlisis: Es una habilidad superior que consiste en dividir un todo para descubrir larelacin que se establece entre sus partes lo que determina la coherencia entre ellas.

Ideas fuerza

La cienciano es el modo en que hacemos las cosas, sino la forma en que deducimosque se deben hacer. Los cientcos establecen que esta aproximacin a la realidad es elmtodo cientco.

Dentro de las unidades de medida, son los submltiplos del metro, los que nosinteresan, dado por los elementos con que trabajan las ciencias biolgicas experimentales;como son las clulas, molculas, entre otras.

Las distintas propiedades de las molculas biolgicas se basan, en las caractersticasqumicas, de cada una de ellas.


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Desarrollo de contenidos

MTODO CIENTFICO:

Al buscar la denicin de mtodo cientco, nos arroja una serie de deniciones y/o

comentarios asociados. Como lo leamos en la primera idea fuerza, que corresponde a unaaproximacin de la realidad, o que es un proceso de experimentacin que se utiliza para explorarlas observaciones y responder preguntas, siendo usado por los cientcos en la bsqueda derelaciones de causa y efecto en la naturaleza, entre otros . Para ello iremos describiendo cadauna de sus etapas ms relevantes.

Observacin: que corresponde en jarse en el mundo que nos rodea, no se trata nicamente

de captar con los ojos, tambin observamos con nuestros odos, la nariz, las manos y otras partesdel cuerpo. Tambin debemos considerar las observaciones realizadas por otras personas, ascomo el uso de de instrumentos que la faciliten, como microscopios, relojes, reglas, balanzas,medidores elctricos, termmetros, entre otros.

Hiptesis: dentro de la observacin hay algo que nos llama la atencin, y nos formulamospreguntas para determinar cuales son sus posibles causas, siendo un punto bsico del pensamiento

cientco, que se conoce como plantear una hiptesis. Cuando planteamos una hiptesis, loque hacemos es proponer las razones por las que suponemos que se ha producido un fenmeno

concreto. La palabra hiptesis procede del griego y signica la idea de debajo, o sea, elprincipio subyacente. Hyposignica debajo y tesissignica idea. Siendo entonces ella la ideade base de todo, la cual puede ser acertada o errnea.

La forma ms fcil de llegar a una hiptesis es empleando el razonamiento inductivo,el cual se trata de buscar una respuesta basndose en los conocimientos que ya se disponen,se mueve de lo particular a lo general. As tambin est el razonamiento deductivo

que consiste en descartar todo aquello que no pueda ser cierto, se mueve de lo general a lo

particular tomando una premisa que puede no ser cierta totalmente.

Experimentacin: corresponde a la realizacin de una prueba que conrme, o descarte,la hiptesis; se realiza el experimento y luego se comprueba si sucede o no lo que se habapronosticado. Si el resultado es positivo, se intentar predecir lo que sucedera en situacionessimilares. Siendo importante destacar las caractersticas de un buen experimento, vale decir,que sea una prueba que proporcione resultados claros, que pueda desarrollarse en condiciones


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Desarrollo del mtodo cientfco

Genera una pregunta a

partir de la observacin

Busca informacin

Elabora una hiptesis

Realiza un experimento

Presenta los resultados

Trata de nuevo

Analiza los resultados,genera una conclusin

La hiptesis es verdadera La hiptesis es falsa


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Actividad

Completa los siguientes cuadros:

Situacin 1:Observa a tu alrededor, lo ideal es que lo hagas en el interior de la sala de clases,y aplica las etapas del mtodo cientco.

1. Observacin

2. Reconocimiento del problema.

3. Formulacin de la hiptesis.

4. Experimentacin.

5. Recoleccin y anlisis de resultados.

6. Juicios y/o conclusiones.

Situacin 2:Se introduce una clula vegetal, en una solucin hipertnica, generando unavariacin del volumen celular, adems de la disminucin del volumen de la solucin.

1. Observacin

2. Reconocimiento del problema.

3. Formulacin de la hiptesis.

4. Experimentacin.

5. Recoleccin y anlisis de resultados.

6. Juicios y/o conclusiones.


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UNIDADES DE MEDIDA

Es necesario conocer el signicado de las unidades de medicin para entender la importanciade los resultados de los experimentos y expresarlos adems correctamente, as como tambin

utilizarlas en la medicin de molculas o estructuras biolgicas; que te permitirn comprendermejor el mundo molecular y celular.

Todos los sistemas de medidas se interrelacionan mediante una red de acuerdos internacionalesconocida como International System of Units, este sistema internacional se denominaSI, porque usa las dos primeras iniciales del nombre francs Systme International dUnits, estetratado fundamental se rm en Paris, Francia, el 20 de mayo de 1875. Han adherido al mismo48 naciones incluidas las naciones ms industrializadas.Luego de esta introduccin al tema, denamos algunos conceptos importantes.

La dimensinque es una cualidad abstracta de medida sin escala (por ejemplo la longitud),existiendo cuatro fundamentales: longitud, tiempo ,masa, carga elctrica.

La unidades un nmero que especica una escala acordada previa (por ejemplo: metros).

El metro corresponde a una unidad, ampliamente conocida y utilizada, la cual presenta mltiplos(kilmetro, decmetro) y sbmultiplos (decmetro, milmetro, entre otros). Son con los

submltiplos que trabajaremos, y a continuacin te presentamos un cuadro con los ms utilizadosen las ciencias biolgicas experimentales.

Nombre Conversin en metros

decmetro (dm) 10-1metros. 0,1 m

centmetro(cm) 10-2metros. 0,01m

milmetro (mm) 10-3metros. 0,001 m

micrmetro (m) 10-6metros. 0,000001 m

nanmetro (nm) 10-9metros. 0,000000001 m

Armstrong () 10-10metros. 0,0000000001 m

De todos los submltiplos del metro, los ms usados son: el milmetro (10 -3metros), elmicrmetro (10-6metros), el nanmetro (10-9metros) y el rmstrong (10-10metros).


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En todos los casos nos estamos reriendo a entidades microscpicaso submicroscpicas.Es decir que no son observables a simple vista. Por ejemplo las clulas de los animales superiores

tienen dimetros en el orden de decenas de micrones, en el caso de las plantas hay clulas cuyotamao es de 100 m o ms. Los tamaos de las clulas del organismo son variados, as por

ejemplo, los glbulos rojos o hemates miden 7 m, los hepatocitos 20 m, los espermatozoides53 m y los vulos 150 m.

En las clulas vegetales los granos de polen pueden llegar a medir de 200 a 300 m y algunoshuevos de aves pueden alcanzar entre 1 (codorniz) y 7 centmetros (avestruz) de dimetro. Noolvidemos que los huevos son tambin unicelulares. Entre las clulas del hombre hay excepciones,las clulas nerviosas pueden tener lamentos de hasta 1 m de longitud. Las bacterias que puedentener formas de esferas o bastones miden entre 1 a 2 m.

El nanmetroes la unidad de longitud que equivale a una milmillonsima parte de un metro,se introdujo en 1951 y reemplaz al milimicrn. Es utilizada comnmente para medir la longitudde onda de la radiacin ultravioleta, radiacin infrarroja y la luz. En el campo de la biologa losvirus tienen tamaos variados entre 24 nm como el virus de la ebre aftosa hasta 300 nm comoel virus de la viruela. Los ribosomas que son estructuras supramoleculares miden 32 nm.

El rmstronges una medida muy pequea (0,0000000001 m) que permite expresar las distanciasque hay entre las distintas partes de una molcula compleja cuando se muestra su estructuratridimensional. El alcance del microscopio electrnico va de 0,1 a 100 mm.

Sabemos que 10 es 1 nm, por eso no es raro encontrar en un libro que los tamaos de algunosvirus aparecen en por ejemplo un virus cuya cpside (o cuerpo) mida 50 nm puede aparecercomo que mide 500 .

A nivel de los cidos nucleicos, existe una unidad de informacin gentica kilobase(kb), quees igual a la informacin provista por 1000 pares de bases en la doble hlice del ADN. El tamaode los genomas (molculas de cido nucleico) se expresa en nmero de pares de bases. As elkilobase se usa tambin como unidad de distancia relativa igual al largo de una cadena de ADN

conteniendo 1000 pares de bases.molcula virus bacteria clula

animalclulavegetal

1A 1nm 10 nm 100 nm 1m 10 m 100 m 1 mm 1 cm


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Actividad

1. Ordena las unidades, vistas en el prrafo anterior, de la ms pequea a la ms grande.________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Menciona que unidades utilizaras para medir las siguientes estructuras biolgicas.

Huevo de gallina: . ADN: .

Neurona: .. Virus de la inuenza: .

3. Si tengo un ribosoma de una clula que mide 32 nm, Cuntos micrones, decmetros,

milmetros y rmstrong medir?________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

4. Que diferencias hay entre las siguientes unidades de medida:

Kilmetro y centmetro:________________________________________________________________

________________________________________________________________

Metro y nanmetro:________________________________________________________________

________________________________________________________________

Kilobase y micrmetro:________________________________________________________________

________________________________________________________________


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QUMICA EN LA BIOLOGA

A continuacin explicaremos aquellos conceptos bsicos de qumica asociados a la biologa, paraque los puedas ir conociendo y entendiendo.

Reacciones en los seres vivos

La suma total de procesos qumicos en un organismo se denomina metabolismo. Este procesogeneral est constituido por reacciones que producen energa (catabolismo) y reacciones querequieren energa (anabolismo).

Aunque en determinada clula de un cierto organismo se pueden efectuar miles o decenas demiles de reacciones, todas ellas se clasican en unos cuantos tipos fundamentales. El conocimiento

de estos tipos de reacciones es la base de la comprensin de la bioqumica.Oxidacin y reduccin

En general, las reacciones que liberan energa son oxidaciones, y los procesos de sntesis, comola formacin del material de las plantas mediante la fotosntesis, son reducciones. Sin embargo, es

conveniente considerar las reacciones de oxidacin y reduccin a nivel fundamental del ujo deelectrones. En la oxidacin una sustancia pierde electrones y en la reduccin otra sustancia losgana. La prdida de electrones es un proceso que libera energa y en consecuencia las oxidacionesproducen energa.

El ujo de electrones entre distintas sustancias es un proceso biolgicamente til. Por ejemplo seha desarrollado para capturar energa a partir de combustibles como los carbohidratos y grasasen la respiracin celular. As tambin, en la captacin de energa biolgicamente til durante lafotosntesis.

Sustancia A

Sustancia B

Sustancia C

oxidacin

oxidacinreduccin

reduccin

e

e

De esta manera el salto del electrn de una sustancia a otra signica liberacin de energa, laque se utiliza para formar ATP, por ejemplo.


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Condensacin e hidrlisis

La unin de monmeros para generar macromolculas casi siempre se efecta por el procesoque se denomina condensacin. Las dos molculas que se condensan pierden los elementos

que forman una molcula de agua y quedan unidas por un tomo de oxgeno.

OH + OH

O

condensacin

H2O

Hidrlisis

H2O

Esto ocurre cuando los aminocidos se enlazan para formar una protena, cuando los monosacridos

se unen para formar polisacridos y cuando los nucletidos se combinan para formar cidosnucleicos. Para formar estas macromolculas se requiere de energa.

El proceso inverso, la adicin de agua para liberar a los monmeros de un polmero, se llamahidrlisis. Por ejemplo, esto es lo que ocurre en el hgado cuando se echa mano de las reservasde glucosa que estn bajo la forma del polmero glucgeno.

condensacin

H2O

hidrlisis

H2O

OH

OH

OH

OCH2OH

OH OH

OH

OH

OCH2OH

OH

OOH

OH

OH

O

CH2OH

OH OH

OH

OH

O

CH2OH

OH


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Fosforilacin

Existen muchas otras reacciones en los seres vivos y tienen dos objetivos principales. Uno deellos es reconstruir molculas segn las necesidades del organismo para generar sus propias

macromolculas. El otro es transformar las molculas parcialmente rotas en una forma tal quelibere energa (alguna forma que pueda ceder electrones).

En la dcada de los 30 se encontr que todos los sistemas vivos contenan pequeas cantidadesde pirofosfatos. El ms importante, presente en todos los organismos, era el adenosn

trifosfato (ATP). Posteriormente se encontr que esta molcula se emplea de manera casiuniversal en las clulas.

ATP (adenosn trifosfato)

O

O - O - O-

O O

O P O P O P O CH2

OH H

OH

O

OH

N

N

NH2

N

N

Las reacciones en que participa ATP involucran la fosforilaciny la desfosforilacin. Laprimera corresponde a incorporacin de un fosfato a una molcula receptora, por ejemplo ADP(adenosndifosfato) y la segunda corresponde al evento contrario.

ADP + P ATP + H2O


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POLMEROS Y MACROMOLCULAS

Los polmerosse forman al enlazarse cientos o miles de unidades moleculares (monmeros)para formar una molcula de gran tamao. Los polmeros pueden ser cadenas relativamente

sencillas de unidades monomricas idnticas, o pueden ser en extremo complejos.

H

OHH

H

H OH

O

CH2OH

H H

O

OHH

H

H OH

O

CH2OH

OHH

H

H OH

O

CH2OH

OHH

H

H OH

O

CH2OH

O O O

HH H H H

Almidn

Las cadenas pueden ser ramicadas o sin ramicaciones. Cuando las unidades son idnticas setiene un homopolmero, si las unidades son diferentes, se trata de un heteropolmero.

Los compuestos en los organismos no dieren fundamentalmente de los que se emplean enqumica orgnica. Los organismos tambin manipulan sus molculas de distintas formas para

almacenar o liberar energa, para actuar como catalizadores, para guardar informacin, para

construir los elementos mecnicos que requieren, y para otros nes. La mayora de las biomolculasque utilizan los organismos en su funcionamiento son polmeros. Los polmeros biolgicoso macromolculas, tambin estn constituidos por monmeros que son pequeos bloques de

construccin moleculares. Algunos son homopolmerosdel azcar glucosa, que es unmonosacrido. Otros, como las protenas, son heteropolmerosque se forman al enlazarseuna determinada secuencia de aminocidos diferentes.

Los polmeroso macromolculasde los organismos pertenecen a una de slo tres clasesde compuestos. Los que estn formados por aminocidos son protenas; los formados por

azcares son polisacridos; y el tercer tipo constituido por nucletidos que se unen entre s, sedenominan cidos nucleicos. Recordemos que las grasas o lpidos siendo compuestos orgnicos,no forman polmeros.


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Actividad

Lee atentamente las siguientes situaciones y determina que concepto est expresado.

Situacin Concepto qumicoEl Fe que se encuentra en el interior de la

hemoglobina, formando el grupo Hem cambiasu estado de oxidacin para poder transportarel oxgeno.

Se tienen dos monmeros de glucosa y se

unen para forman un disacrido, denominadomaltosa, con la respectiva liberacin de una

molcula de agua.Fenmeno que permite transformar la energaluminosa a qumica; utilizando la luz solar, aguay cloroplastos, para dar origen a una molculaorgnica.

La enzima amilasa pancretica es capaz de

romper los enlaces glucosdicos presentes enlos carbohidratos.

La molcula de glucosa, que ingresa a la vade respiracin celular aerbica, es capaz de

producir 36 a 38 ATP.

La celulosa es una molcula orgnica que estpresente en la pared celular de las clulas

vegetales, y que est formada por glucosas .

Para la formacin del ATP, existe unareaccin que se realiza en las crestasmitocondriales.


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Sntesis de la clase

La Biologa

Mtodo cientfco

2. Reconocimiento delproblema (cm)

Anabolismo yCatabolismo

3. milmetro(mm)

4. Experimentacin(m)

Condensacin e

Hidrlisis

5. nanmetro(nm)

6.

1. decmetro(dm)

Unidades de medida Conceptos qumicos

es un rea de las ciencias que usa

con sus etapas submltiplos del metroimportantes para fenmenos

biolgicos


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Preguntas propuestas

1. Corresponde a una de las etapas del mtodo cientco, en la cual se utilizan todos los

sentidos, esta corresponde a

A) hiptesis. B) observacin. C) discusin de resultados. D) experimentacin.

E) reconocimiento del problema.

2. En una situacin experimental, se introduce un trozo de papa en un tubo de ensayo, conuna solucin de saliva concentrada, a una temperatura de 37C y un ph neutro; y se dejaesperar un tiempo. Posteriormente se recolecta el fondo del tubo y se analiza. Cualesseran los probables resultados

I. disacridos en baja concentracin. II. almidn en alta concentracin. III. disacridos en alta concentracin.

A) Slo I. B) Slo II. C) Slo III. D) Slo I y II. E) Slo II y III.

3. Existen ciertos elementos qumicos que tienen la capacidad de captar y ceder electronesen determinadas situaciones. Para el caso del calcio, cuando se ioniza adquiere carga +2.

Este fenmeno se denomina

A) fosforilacin. B) condensacin. C) hidrlisis. D) oxidacin. E) reduccin.


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4. Un polmero tiene como caracterstica

I. estar formado por numerosas unidades. II. estructurarse por las mismas clases de unidades.

III. estructurarse por distintas clases de unidades

A) Slo I B) Slo II C) Slo III D) Slo I y II E) I, II y III

5. Qu clase de reaccin qumica libera energa biolgicamente til?

A) Oxidacin. B) Reduccin. C) Hidrlisis. D) Condensacin. E) Fosforilacin.

6. Las reacciones de condensacin tienen como caracterstica

I. liberacin de una molcula de agua. II. adicin de una molcula de agua. III. la unin de dos monmeros.

A) Slo I B) Slo II C) Slo III

D) Slo I y II E) Slo I y III


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7. Si un micrmetro (m) es 10-6metros, cunos metros son 0,1 micrmetros?

A) 10-5metros. B) 10+7metros.

C) 10-7

metros. D) 10-8metros. E) 10-9metros.

8. En condiciones de laboratorio tengo los siguientes aminocidos: valina, glicina y cistena,que corresponden a monmeros de protenas. Cul fenmeno permitir generar el

tripptido?

A) Oxidacin. B) Reduccin. C) Fosforilacin. D) Condensacin. E) Hidrlisis.

9. Cuales de los siguientes grcos interpreta mejor el proceso de desfosforilacin.

A)

ATP

tiempo B)

ATP

tiempo C)

ATP

tiempo

D)

ATP

tiempo E)

ATP

tiempo


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10. Un alumno estuvo trabajando toda la tarde en el laboratorio, realizando disecciones deratas para observar el sistema digestivo de stas, pues es el tema que haba escogido

anteriormente en la clase terica Cuales son las etapas que debe realizar el estudiante,en forma ordenada, para continuar con su trabajo?

A) Experimentacin, recoleccin y anlisis de resultados, juicios y/o conclusiones. B) Experimentacin, juicios y/o conclusiones, recoleccin y anlisis de resultados. C) Hiptesis, recoleccin y anlisis de resultados, juicios y/o conclusiones. D) Reconocimiento del problema, hiptesis, recoleccin y anlisis de resultados. E) Hiptesis, experimentacin, recoleccin y anlisis de resultados.

11. A partir de la siguiente imagen se puede inferir que

Monmero+

+

Formacin del polmero

I. los monmeros son las unidades para la formacin de polmeros. II. los polmeros se forman por el fenmeno de condensacin. III. la formacin de polmeros genera la liberacin de molculas.

Es(son) correcta(s)

A) slo I. B) slo II. C) slo I y II. D) slo II y III. E) I, II, III.


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12. Los submltiplos del metro, utilizados generalmente para la medicin de estructuras

biolgicas que no se pueden visualizar a simple vista o a ojo descubierto, corresponden a

A) decmetro, centmetro, milmetro.

B) centmetro, milmetro, micrmetro. C) kilmetro, centmetro, milmetro. D) micrmetro, milmetro, nanmetro. E) decmetro, milmetro, nanmetro. F) kilmetro, nanmetro, micrmetro.

13. La siguiente imagen corresponde a:

A) condensacin.R

C

N

H

H C

O

O H

R

C

N

H

H C

O

O H

N

H

H

R

C

C

O

N

R

C

C

O

H O H +O H

H

B) hidrlisis. C) oxidacin. D) reduccin. E) fosforilacin.

14. Cuntos metros hay en un nanmetro?

A) 10-10

B) 10-8

C) 10-9

D) 10+9

E) 10-7

15. El metabolismo corresponde a un conjunto de reacciones qumicas que ocurren en elinterior de las clulas, existiendo algunas que producen energa y otras que la requieren.

El nombre que reciben dichas reacciones, respectivamente corresponde a

A) condensacin y anabolismo. B) anabolismo y condensacin. C) hidrlisis y anabolismo. D) anabolismo y catabolismo. E) catabolismo y anabolismo.


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Anota tu respuesta en la tabla que encontrars a continuacin.Para responder las preguntas debes recordar las explicacionesdesarrolladas por el profesor. Observa atentamente las respuestasy habilidades que involucra cada pregunta.

Tabla de correccin

Pregunta Alternativa Habilidad

1 Reconocimiento

2 Comprensin

3 Comprensin

4 Reconocimiento

5 Reconocimiento

6 Reconocimiento

7 Aplicacin

8 Reconocimiento

9 Aplicacin

10 Comprensin

11 Aplicacin

12 Comprensin

13 Reconocimiento

14 Reconocimiento

15 Comprensin


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La prxima clase estudiars los siguientes temas:

Niveles de organizacin biolgica.

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