PLANTEL 2 CIEN METROS ELISA ACUÑA ROSSETTI

ACADEMIA DE QUÍMICA - BIOLOGÍA

GUÍA DE ESTUDIO PARA

BIOLOGÍA I LA VIDA EN LA TIERRA I

REQUISITOS PARA ENTREGAR LA GUÍA DE ESTUDIO: ✓ El portafolio de evidencias deberá ser escrito a mano. ✓ Debe llevar carátula con los siguientes datos: Grupo de examen, matrícula, nombre completo

(empezando por apellido paterno), nombre del colegio, plantel y asignatura. ✓ Entregar copia de tu comprobante de inscripción al examen.

INTRODUCCION

Una guía como instrumento para obtener mejores resultados en el aprendizaje se estructura a partir de un conjunto temas contenidos sobre una asignatura que se intenta aprender. Tal es el caso de la biología.

Las guías de estudio permiten organizar el contenido y autoevaluar el grado de comprensión alcanzado al estudiar,

Tomando en cuenta que el desarrollo de estas habilidades se fomenta durante el mismo curso de Biología, así como en las asignaturas consecuentes a ésta como parte de la formación en competencias, a nivel bachillerato y pertenece al componente de formación básica. Esta asignatura se ubica en el campo de las ciencias experimentales, y guarda una relación directa con la Química y la Física, que son ciencias que estudian la materia y la energía, y que nos permiten comprender muchos de los procesos biológicos que suceden en el nivel celular. Concretamente, la relación con la química se establece en el tema de la composición de la materia viva y las reacciones que forman parte del metabolismo, y con la física por los aspectos energéticos que marcan las leyes de la termodinámica, así como los fenómenos de difusión o de ósmosis, entre otros que suceden en las células. También se relaciona con la Geografía, la cual señala la ubicación de los seres vivos y de los ecosistemas que conforman la biosfera, y con la Ecología, la cual integrará posteriormente los aprendizajes de Biología y Geografía al estudiar las interrelaciones de los seres vivos con su medio ambiente.

Y como lo marca el plan de estudios, el propósito de la asignatura es que el estudiante relacione los niveles de organización de la materia: químicos, físicos y biológicos, de manera que comprenda los procesos de la vida desde los niveles microscópicos hasta los macroscópicos que involucran a grandes grupos de seres vivos organizados para conformar la biosfera. Siendo transcendente que analice la importancia de las nuevas tecnologías de la biología en la sociedad, sus logros y limitaciones y que asuma criterios claros para señalar los aspectos que merecen ser reglamentados por su impacto social y ambiental, considerando los aspectos bioéticos involucrados. Asimismo el estudiante que pueda explicar los fenómenos naturales desde una perspectiva científica, adquiriendo actitudes que lo conduzcan al cuidado de la salud y a la conservación de su entorno.

Todos los días, como cualquier otra persona que practica una profesión u oficio, los científicos trabajan observando, estudiando, experimentando y reuniendo información sobre algo que resulta intrigante del mundo que nos rodea.

Por ejemplo, el quehacer cotidiano de la ciencia en él y el laboratorio, el microscopio electrónico, el telescopio, un escritorio, un buque oceanográfico o mediante un acelerador de partículas es un trabajo paciente, metódico, escrupuloso y organizado que requiere perseverancia, tenacidad y precisión.

En esos espacios los temas estudiados y los aparatos utilizados son tan diversos como la curiosidad de quien los estudia y los usa. Sin importar el país o el idioma, el estudio de los fenómenos que son objeto de análisis se desarrolla bajo un esquema internacional de actuación: observar, formular hipótesis y ponerlas a prueba, predecir resultados, experimentar, obtener resultados, analizarlos, formular conclusiones, aprender y generar nuevo conocimiento para compartirlo publicando sus resultados en artículos de revistas especializadas, los cuales llegan a nosotros sigilosos, se incorporan calladamente a nuestra vida diaria casi de manera imperceptible. Por ejemplo: las mejoras en las gasolinas, los televisores de pantalla plana, los focos con bajo consumo de energía, teléfonos celulares, hornos de microondas, dispositivos para el almacenamiento de datos y miles de innovaciones más encuentran su lugar, con discreción, en nuestra cotidianidad.

Al comienzo, esas innovaciones nos provocan sorpresa y asombro, y lo hacen pronto; gracias a las ventajas que representan, logramos adaptarnos a ellas e incluirlas en nuestras vidas.

Otros descubrimientos transforman de modo más profundo el quehacer humano. Basta con imaginar qué sería de nuestro tipo de vida sin los motores de combustión interna, cuyo funcionamiento impulsa los medios de transporte. ¿Cuáles serían nuestra calidad y expectativa de vida sin antibióticos como la penicilina y muchos otros descubiertos posteriormente? ¿Cómo viviríamos sin la energía generada por las plantas eléctricas, sin el petróleo y sus derivados, como la gasolina? ¿Cómo sería nuestra vida sin teléfonos y sin computadoras, sin internet?

Las respuestas a tales preguntas, implican la aplicación y discernimiento científico, sucesos que permitieron el desarrollo de avances tecnológicos, transformando de manera muy significativa nuestro modo de vida.

Es así que en Biología se establecen las bases de estudio de los organismos o seres vivos, mediante el desarrollo de las habilidades del estudiante: expresándose, relacionando conocimientos, aplicando metodologías, desarrollando actividades experimentales, participando en equipo en la resolución de un problema o la elaboración de un trabajo, etc.

OBJETIVO A través de esta guía se pretende proveer la información relacionada con el examen de biología 1, en la cual se encuentra una breve descripción de los temas que se deben investigar y desarrollar, y así lograr la mejor preparación, identificando las capacidades y habilidades de conocimiento que se adquieren durante el curso y evaluar los conocimientos que se requiere para aprobar la asignatura.

Instrucciones Esta guía se complementa de tres partes:

1) En la primera parte se encuentra la información temática del curso de biología 1, la cual se

debe de revisar y estudiar..

2) En la segunda parte se va encontrar un cuestionario que se tiene que resolver por el alumno, a

fin de que repase los temas estudiados y conceptualice las principales definiciones que se

evaluaran en el examen de recuperación.

3) En la tercera parte se encuentra un examen de opción múltiple, así como un examen de

comprensión de lectura, que ayuda al alumno, como ensayo para reflexionar y razonar sobre

los temas vistos en el curso y enlazarlos a temas reales, con finalidad de aplicar sus

conocimientos para dar una respuesta correcta y evaluar el aprendizaje que se requiere para

aprobar el examen de recuperación, en base a la enseñanza de aprendizaje aplicado a

problemas.

Recomendación. Una vez terminada la guía se recomienda acudir con el asesor, para evaluar el examen

de ensayo.

CONTENIDO

Índice

I. Parte 1

1.

Ciencia

2. Método científico

3. Historia de la biología

4. Biología y sus ramas

5. Ciencias que interactúan con la biología

6. Características de los seres vivos

7. Niveles de organización de la materia

8. Elementos químicos

9. Biomoléculas

a. Carbohidratos

b. Proteínas

c. Lípidos

d. Minerales

e. Vitaminas

10. Células

11. Tipos de célula

12. Organelos

13. Fotosíntesis

14. Respiración

15. Origen de la vida teorías

16. Clasificación de los seres vivos

17. Los cinco reinos

18. Organismos vertebrados e invertebrados

II. Parte 2

Cuestionario

III. Parte 3

Examen de ensayo

Parte 1

Biología es el estudio de la vida, por ello es increíblemente extensa.

Se ocupa de temas como:

A. clasificar y organizar las distintas formas de vida (antes en dimensión anatómica de los organismos, hoy a nivel genético);

B. entender la existencia de especies, desde su aparición y durante su evolución; C. saber cómo los organismos vivos funcionan e interactúan entre sí, y cómo se relacionan

con otras especies y con su medio ambiente. Por esta razón la biología se clasifica como ciencia, y la ciencia esta descrita como: un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales.

Las características que tiene la ciencia son:

• Sistemática. Ordenada por principios comunes

• Acumulativa. No existe el conocimiento único, depende de

conocimientos previos.

• Metódica. Porque sigue un procedimiento para llegar al conocimiento

de algo.

• Provisional. No es absoluta o definitiva, es perfectible y temporal,

susceptible de cambio.

• Comprobable. Está sujeto a revisión y verificación.

• Especializada. El conociendo es ilimitado y universal y está

compuesto por conocimientos particulares o específicos.

• Abierta. Es susceptible al cambio, no es dogmática.

• Producto de una investigación científica, a través de la

observación, planteamiento de hipótesis, experimentación y teorización.

• Es comunicable y universal, mediante el lenguaje científico, que es

preciso, comprensible para cualquier sujeto capacitado, quien podrá obtener los elementos necesarios para comprobar la validez de las teorías en sus aspectos lógicos y verificables

Así la adquisición del conocimiento no es espontánea ni trivial, requiere organización y disciplina. Para ello se ha desarrollado un método que auxilia a todas las ciencias en el arte de estructurar su saber. El método esta orientado a facilitar la adquisición de nuevos conocimientos en forma consistente, cuidadosa, lógica, disciplinada, organizada, verificable y reproducible; guía en la búsqueda de respuestas, descubrimientos y mejores evidencias de uno o de todos los aspectos de interés científico “el método científico”.

El objetivo de toda ciencia radica en brindar explicaciones para los fenómenos observados y establecer principios generales que permitan predecir las relaciones entre estos y otros fenómenos. Lo

que caracteriza a toda ciencia es que todas utilizan un procedimiento común para adquirir conocimiento llamado “Método Científico”. Básicamente, este método consiste en los siguientes pasos:

• Problematización o Problema: Interrogante a resolver.

• Investigación o Introducción y antecedentes: Se acumula la mayor cantidad

posible de información y bases teóricas para conocer del tema.

• Hipótesis: Se supone una respuesta que será afirmada o no por experimentación.

• Diseño experimental o Experimentación: Se traza el procedimiento experimental

en base a la teoría.

• Resultados: Después de seguir el diseño experimental, se obtienen resultados los

cuales se anotan en gráficas y tablas para su fácil análisis y comprensión.

• Análisis de resultados: Se analizan los datos para dar una explicación del

comportamiento de los fenómenos que se observan, además de confrontarse la hipótesis con dicho comportamiento y así concluirse si la hipótesis es satisfactoria o se requiere formular una nueva.

• Conclusiones: Se concluye finalmente, aprobando la hipótesis formulada y dando

un resumen final de lo obtenido

Historia de la Biología. La historia de biología remonta el estudio de los seres vivos desde la Antigüedad hasta la época actual. Aunque el concepto de biología como ciencia en si misma nace en el siglo XIX, las ciencias biológicas surgieron de tradiciones médicas e historia natural que se remontan al Āyurveda, la medicina en el Antiguo Egipto y los trabajos de Aristóteles y Galeno en el antiguo mundo grecorromano. Estos trabajos de la Antigüedad siguieron desarrollándose en la Edad Media por médicos y eruditos musulmanes como Avicena. Durante el Renacimiento europeo y a principios de la Edad Moderna el pensamiento biológico experimentó una revolución en Europa, con un renovado interés hacia el empirismo y por el descubrimiento de gran cantidad de nuevos organismos. Figuras prominentes de este movimiento fueron Vesalio y Harvey, que utilizaron la experimentación y la observación cuidadosa en la fisiología, y naturalistas como Linneo y Buffon que iniciaron la clasificación de la diversidad de la vida y el registro fósil, así como el desarrollo y el comportamiento de los organismos. La microscopía reveló el mundo, antes desconocido, de los microorganismos, sentando las bases de la teoría celular. La importancia creciente de la teología natural, en parte una respuesta al alza de la filosofía mecánica, y la pérdida de fuerza del argumento teleológico impulsó el crecimiento de la historia natural.

Durante los siglos XVIII y XIX, las ciencias biológicas, como la botánica y la zoología se convirtieron en disciplinas científicas cada vez más profesionales. Lavoisier y otros científicos físicos comenzaron a unir los mundos animados e inanimados a través de la física y química. Los exploradores-naturalistas, como Alexander von Humboldt investigaron la interacción entre organismos y su entorno, y los modos en que esta relación depende de la situación geográfica, iniciando así la biogeografía, la ecología y la etología. Los naturalistas comenzaron a rechazar el esencialismo y a considerar la importancia de la extinción y la mutabilidad de las especies. La teoría celular proporcionó una nueva perspectiva sobre los fundamentos de la vida. Estas investigaciones, así como los resultados obtenidos en los campos de la embriología y la paleontología, fueron sintetizados en la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin. El final del siglo

XIX vio la caída de la teoría de la generación espontánea y el nacimiento de la teoría microbiana

de la enfermedad, aunque el mecanismo de la herencia genética fuera todavía un misterio.

A principios del siglo XX, el redescubrimiento del trabajo de Mendel condujo al rápido desarrollo de la genética por parte de Thomas Hunt Morgan y sus discípulos y la combinación de la genética de poblaciones y la selección natural en la síntesis evolutiva moderna durante los años 1930. Nuevas disciplinas se desarrollaron con rapidez, sobre todo después de que Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN. Tras el establecimiento del dogma central de la biología molecular y el descifrado del código genético, la biología se dividió fundamentalmente entre la biología orgánica —los campos que trabajan con organismos completos y grupos de organismos— y los campos relacionados con la biología molecular y celular. A finales del siglo XX nuevos campos como la genómica y la proteómica invertían esta tendencia, con biólogos orgánicos que usan técnicas moleculares, y biólogos moleculares y celulares que investigan la interacción entre genes y el entorno, así como la genética de poblaciones naturales de organismos.

Biología y sus ramas. De esta manera se define a la biología como la ciencia que estudia a los seres vivos. Su nombre proviene de dos palabras griegas "BIOS = VIDA" y "LOGOS = ESTUDIO, TRATADO".

La primera forma de estudiar los seres vivos como ciencia es dividir la biología en disciplinas basada en el tipo de organismos estudiados. Así, las disciplinas más antiguas por ejemplo: engloban la botánica (que se ocupa del estudio de la vida de las plantas), la zoología (estudiosa de la vida de los animales), la microbiología (concentrada en el estudio de la vida de los microorganismos) y la medicina (que atiende lo relativo al funcionamiento y a la salud del cuerpo humano).

De esta manera las principales ramas de la biología, con sus respectivas definiciones se resumen en el cuadro siguiente

• Anatomía = estudia la estructura de los seres

• Biocriminalística = Estudia las evidencias de origen y naturaleza biológica relacionada con hechos criminales.

• Biofísica = Estudia fenómenos físicos y leyes de la energía y su aplicación en los fenómenos vitales.

• Biología Forense = Estudia la aplicación de la biología al Derecho en general

• Biología marina = estudia los mares • Biología molecular = estudia las bases moleculares de la vida. • Botánica = estudia las plantas

• Citología = estudia las células • Ecología = estudia los organismos y su relación con el medio • Edafología = estudia los suelos

• Embriología = estudia los embriones • Etología = estudia el comportamiento • Fisiología = estudia las funciones de los organismos

• Genética = estudia la herencia • Limnología = estudia las aguas continentales • Microbiología = estudia los microorganismos • Paleontología = estudia los fósiles

• Parasitología = estudia a los parásitos • Patología = estudia las enfermedades • Taxonomía = estudia la clasificaciones

• Zoología = estudia los animales

Y en subramas que clasifican los organismos por sus características anatómicas.

Es así que cada una de esas disciplinas cubre muchos aspectos concernientes a la vida de los organismos que estudia; abarcan su estructura, crecimiento, reproducción, metabolismo, desarrollo, poblaciones y comunidades, clasificación, enfermedades, fisiología, distribución geográfica, bioquímica y propiedades químicas, fósiles y las relaciones evolutivas entre los distintos grupos de organismos. Y basta entenderlas para saber su clasificación.

Y al ser una ciencia se relacionada con otras ciencias o disciplinas, para logar el estudio de los seres vivos, la relación que tiene con otras ciencias se describe en el siguiente cuadro:

Y la biología al estudiar los seres vivos, tiene la obligación de definir el termino ser vivo, y a pesar de que no existe una definición exacta de ser vivo, teniendo en cuenta las características propias a todo organismo vivo, no es difícil distinguir, entre un ser animado y uno inanimado.

Aunque algunos objetos no vivos tengan una o más de estas características, por ejemplo algunos cristales de roca pueden crecer, únicamente los seres vivos tienen la totalidad de ellas además de muchas otras características exclusivas de su especie.

Los seres vivos también reciben el nombre de organismos, tienen una forma particular y bien definida propia de su especie, son capaces de responder a los estímulos del medio, capacidad llamada irritabilidad, utilizan la materia y energía del medio para crecer y reproducirse tienen un ciclo de vida, es decir, pasan por diferentes etapas antes de alcanzar la madurez, llegar a la reproducción y finalmente morir, poseen la capacidad de adaptarse al medio en el que viven, y están formados por células.

Todo lo anterior hace pensar a muchos científicos que todos los seres vivos tienen un mismo antepasado, una especie que fue evolucionando de manera distinta para dar lugar a la enorme cantidad de especies que han existido y existen, desde los seres formados por una sola célula, conocidos como unicelulares, hasta los formados por varios millones, también llamados pluricelulares.

Por lo tanto un ser vivo debe de cumplir las siguientes características, para considerarse como tal.

Características de los seres vivos

A. Poseen una estructura y organización específica, cada organismo se identifica por su aspecto y forma característicos. La unidad funcional y estructural de los organismos vivos (animales y vegetales), es la célula, es decir están formados por células.

• Las células son las partes vivas más pequeñas.

• Todos los seres vivos están formados por una o más células.

• Las células sólo se producen a partir de la división de otras células.

Los cuerpos de los organismos vegetales y animales superiores, están organizados en formaciones de complejidad creciente, las células se disponen en tejidos, los tejidos en órganos y los órganos en sistemas.

B. Desarrollan (nacen, crecen y mueren) y el crecimiento, entendido como el aumento de la masa celular, que puede darse por aumento del tamaño celular (incremento de la cantidad de sustancia viva, cantidad de proteína por ejemplo) o el número o cantidad de células.

C. Metabolismo.- Necesitan nutrientes y usan esos nutrientes para mantener su organismo, aun las plantas que fabrican su alimento, son un conjunto de mecanismos de intercambio de materiales y energía entre los organismos y con el medio. Todas estas actividades metabólicas, no son más que la suma de una serie de actividades químicas, que cumplen las células para poder crecer, conservar y reparar su estructura. Es decir reacciones químicas diferentes, muchas de las cuales se producen simultáneamente. La suma de todas estas reacciones se conoce como metabolismo (del griego metabole, que significa "cambio"), todas las reacciones químicas que tienen lugar en una célula involucran enzimas La presencia de las enzimas es fundamental para que las reacciones químicas puedan ocurrir dentro de una célula viva. Los fenómenos metabólicos se dividen en:

• Catabolismo.- Degradación de sustancias complejas en formas más simples, con liberación de energía y desgaste de material celular. (Ejemplo: la respiración)

• Anabolismo.-Reacciones químicas que permiten construir sustancias

complejas a partir de sustancias sencillas, lo que implica gastos y almacenamiento de energía y producción de nuevos materiales celulares (crecimiento). (Ejemplo: la fotosíntesis)

D. Reproducción es la característica considerada “sine qua non”, de la vida, por ejemplo los virus no se reproducen por mecanismos propios, sino que requieren de una célula viva para tal fin. Los seres vivos, se reproducen, por vía sexual y asexual. Estos mecanismos reproductivos, no son más que medios que permiten asegurar la transmisión del material genético a su descendencia (herencia genética), perpetuando sus características propias a cada especie.

E. Adaptación.- Los organismos biológicos se adaptan a su medio, modifican su estructura o fisiología a largo plazo por fenómenos de selección y mutación, es decir evolucionan.

F Irritabilidad.- Los seres vivos son irritables, por lo que responden a estímulos y cambios físicos o químicos de su medio inmediato.

G. Respiración.- Se entiende al proceso fisiológico indispensable para la vida de organismos aeróbicos. Por la respiración se obtiene energía y se lleva a cabo nuestra alimentación y nuestra vida diaria. Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de intercambio de gases: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar.

H. Nutrición.- es la ciencia encargada del estudio y mantenimiento del equilibrio homeostático del organismo a nivel molecular y macrosistémico, garantizando que todos los eventos fisiológicos se efectúen de manera correcta, logrando una salud adecuada y previniendo enfermedades. Los procesos macrosistémicos están relacionados a la absorción, digestión, metabolismo y eliminación. Y los procesos moleculares o microsistémicos están relacionados al equilibrio de elementos como enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, glucosa, transportadores químicos, mediadores bioquímicos, hormonas etc.

Los organismos deben alimentarse; sólo de esa manera se realiza la nutrición, soporte de vida. Para lograrlo, cada grupo de organismos ha desarrollado una estrategia específica, que puede corresponder a dos tipos de nutrición. La autótrofa sucede cuando el organismo produce sus propios alimentos a partir de sustancias inorgánicas, ya sea por medio de la fotosíntesis (plantas) o bien a partir de la quimiosíntesis (bacterias). La nutrición heretótrofa ocurre cuando un organismo necesita consumir a otros para obtener de ellos los elementos que le permiten funcionar.

La biología tiene preceptos o principios sobre los que se fundamenta su estudio aunque interaccione con otras disciplinas, y estos principios están relacionados con las características de los seres vivos es decir la biología moderna se basa en:

• La teoría celular. En el entendido de que ya no es una teoría sino un hecho confirmado con plenitud, establece que:

a) La célula es la unidad básica de la vida y en torno a ella funcionan todos los organismos. b) Todos los organismos vivos se componen de al menos una célula. c) La composición química de todas las células de un organismo es muy similar y fue generada a partir de una misma célula madre, producto de la fertilización de un óvulo. d) Las células no surgen espontáneamente, por el contrario, se generan a partir de células preexistentes.

• Evolución. Es el conjunto de cambios, favorables y desfavorables, incorporados a un grupo de organismos mediante la herencia de genes que son transferidos de padres a hijos. La evolución actúa a expensas de la selección natural. En el lenguaje popular, la selección natural se entiende como la supervivencia del más fuerte, pero

en realidad la fuerza pocas veces ayuda a un organismo a sobrevivir; una manera más sintética de citarla es “la supervivencia del más apto”, siendo apto aquel organismo que posee varias características propicias para sobrevivir, atributo no sólo basado en la fuerza. En términos formales, la selección natural denota la factibilidad que tienen los organismos de un grupo para heredar a sus descendientes genes con características favorecedoras de supervivencia. Entre esas características puede haber distintas posibilidades, por ejemplo, digerir cierto tipo de alimentos, mimetizarse, o disponer de mayor resistencia a temperaturas altas o bajas, entre otras. Desde luego, los padres pueden heredar a los hijos características que no favorezcan la supervivencia. De ser así, los organismos nuevos correrían el riesgo de una extinción natural.

• La teoría del gen. Los rasgos y cualidades de un organismo están codificados en su ADN, componente decisivo de los genes. Un gen es una secuencia de ADN que constituye la unidad funcional para la transmisión de los caracteres hereditarios. Por ello, es posible transmitir los rasgos de una generación a la siguiente.

Un principio central de la biología es que los seres vivos comparten ciertas características sustanciales, aunque posean una impresionante variedad de formas y comportamientos, y de que coexistan en medios muy disímiles. Una característica sustancial de los seres vivos es que todos se reproducen, y para hacerlo emplean el mismo instrumento: los genes codificados en el ADN.

• Homeostasis. Es una propiedad de los organismos para estabilizar de modo constante sus condiciones funcionales internas, por medio de procesos fisiológicos complejos, compensando así las variaciones ambientales ocurridas en su entorno. Todos los seres vivos, desde las amibas hasta las ballenas, poseen la capacidad de regular sus condiciones internas para mantener un ambiente estable mediante el ajuste dinámico de múltiples variables que los mantienen en equilibrio. Esto permite que, sin absorber más agua de la necesaria, las plantas no se hinchen cuando llueve, y que puedan regular la pérdida de líquido o que no se deshidraten rápidamente cuando hace calor.

Niveles de organización de la materia

El inicio de la vida está determinado en la química, en el arreglo y organización de átomos, moléculas, elementos y compuestos. Un afortunado día, algunos de esos entes se organizaron debido a las fuerzas físicas y químicas que actuaron sobre ellos. Tal organización desencadenó los primeros asomos de vida.

A lo largo de millones de años, en un proceso de cambio constante, los seres vivos evolucionaron. Desde los organismos más simples ensayaron innumerables tipos de organización, aumentando de tamaño, reproduciéndose y adoptando las formas más diversas. Se adaptaron y aprovecharon su medio ambiente.

Al ser un producto evolutivo, los organismos vivos tienen la organización por niveles; basan su existencia en la célula, unidad anatómica y funcional capaz de realizar por sí misma todas las funciones esenciales para la vida.

Durante millones de años los niveles de organización incrementaron su complejidad orgánica, las células se organizaron en tejidos, los tejidos en órganos, los órganos en sistemas y la suma de sistemas en un organismo complejo.

En el cuadro siguiente se resumen los niveles de organización de la materia y sus definiciones correspondientes. Que son utilizadas para el estudio de los seres vivos.

Otra característica que comparten los seres vivos es que cada uno está formado por elementos químicos, son veinte los que se consideran esenciales para la vida, también llamados elementos de la vida. De éstos, los más importantes son cuatro: hidrógeno, carbono, nitrógeno y oxígeno; es así porque a partir de ellos se conforman las moléculas de la vida o biomoléculas: grasas, azúcares, proteínas y ácidos nucleícos (ADN y ARN). A los cuatro elementos habrá que añadirles uno más, el fósforo; es agregado a los otros porque en él se basa el almacenamiento de la energía celular y porque se trata de un elemento imprescindible para la constitución de los nucleótidos que configuran los ácidos nucleícos.

Según su importancia y abundancia se clasifican en:

• Elementos primarios: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Representan

algo más del 96% del peso de cualquier organismo. Son elementos imprescindibles para la creación de moléculas orgánicas.

• Elementos secundarios: fósforo, azufre, sodio, potasio, calcio, magnesio y cloro.

Constituyen el 3% en peso aproximadamente.

• Oligoelementos: Representan menos del 1%. No todos forman parte de los

seres vivos. Cabe citar por ejemplo el hierro, cinc, bromo, yodo y silicio. Función de los bioelementos primarios y secundarios

• El carbono, hidrógeno y oxigeno (respiración aerobia incorpora electrones)

constituyen la estructura básica de las moléculas orgánicas.

• El nitrógeno participa en la construcción de proteínas y ácidos nucleícos.

• El fósforo forma parte de los ácidos nucleícos y sus enlaces son utilizados en la

obtención de energía • (ATP).

• El azufre constituye parte de la mayoría de las proteínas.

Ejemplo: • La composición química aproximada del cuerpo humano es: 63% oxígeno,

20% carbono, 9.9% hidrógeno, 2.5% nitrógeno, 1.14% calcio y cerca del 1% en lo que respecta al fósforo y a los otros elementos.

• La composición química de una calabaza, es: 85% oxígeno, 3% carbono,

10% hidrógeno, 0.15% nitrógeno y 0.02 calcio.

Por supuesto, los seres vivos poseemos una base química similar, como hemos insistido, pero hay importantes variaciones en su concentración, derivadas del tipo de organismo, de su hábitat y de su régimen alimenticio, entre otros factores.

Las biomoléculas

• Orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleícos y enzimas), solo en

seres vivos. • Inorgánicas (agua, sales minerales y gases), en la naturaleza y seres vivos.

Las moléculas de la vida, las que solamente las células de los organismos vivos pueden producir, se clasifican en cuatro grandes grupos de acuerdo a su estructura química, cada uno con una función bien definida.

a) Carbohidratos (azúcares) – Estructura y energía b) Lípidos (grasas) – Reserva o almacenamiento de energía c) Proteínas – Funcionamiento celular d) Ácidos Nucleícos – Reproducción y codificación de proteínas

En el siguiente cuadro se resumen las moléculas esenciales y sus funciones determinadas al metabolismo de los seres vivos.

·

También existen elementos inorgánicos esenciales en los seres vivos, El agua constituye el 75 % en peso de la materia, y depende de la especie, edad y tejido. Localización: extracelular 45% (liquido intersticial, cavidades especificas y conductos), intracelular 55%.

Las funciones biológicas del agua son:

• Vehículo de transporte de sustancias: debido a su poder disolvente transporta sustancias de un punto a otro del organismo.

• Medio de reacción: gracias al poder disolvente, la mayoría de las biomoléculas están disueltas en agua y de ese modo reaccionan entre sí.

• Reactivo químico: participa en las reacciones por su capacidad de disociarse en iones H+ y OH−.

• Agente regulador de la temperatura: su alto calor específico hace que sea un buen amortiguador de

temperatura.

Las sales minerales en los seres vivos

Constituyen el residuo sólido, las cenizas, de la materia tras su completa calcinación. Aparecen precipitados (sólidos), disueltas (ionizadas), ligadas a moléculas orgánicas.

Estas son las propiedades de las sales minerales:

• Precipitadas: estructural (esqueletos) Calcio y silicio

• Cofactores: parte no proteica + proteínas = enzima. • Transmisión del impulso nervioso: bomba sodio−potasio. • Contracción muscular: calcio como segundo mensajero

(acumula en el REL de las células musculares). • Coagulación sanguínea: calcio necesario para pasar de

protrombina (proenzima) a trombina (enzima), para conseguir fibrina a partir de fibrinógeno.

• Imprescindibles en moléculas muy importantes: Fosforo (ácidos nucleícos).

• Regulación de los fenómenos osmóticas: Si dos sustancias se ponen de diferentes concentraciones se separan por una membrana impermeable (solo deja pasar el disolvente), únicamente pasará el disolvente de la más diluida, o hipotónica, a la más concentrada, o hipertónica. Este proceso se denomina ósmosis. En la ósmosis se produce el fenómeno de plasmólisis, en el que la célula que desprende agua para igualar la concentración se arruga y al contrario, turgencia, en el que la célula se dilata tanto que puede llegar a reventar. Sodio y cloro.

• Regulación del pH: Efecto amortiguadores o tampón que

evitan el cambio de Ph.

Ejemplo de Biomoléculas en células:

REPARTICIÓN DE LOS COM PONENTES M OLECULARES DE LA CÉLULA

(en % sobre masa t ot al)

Principios inmediat os PROCARIOTAS EUCARIOTAS

Glúcidos

Lípidos

Prót idos Ácidos

Nucleicos ARN

ADN

Precursores

Agua

Sales minerales

3

2

15

6

2

1

70

1

3

4 ,5

18

1 ,2 5

0 ,2 5

2

70

1

Resumen de las principales funciones de los minerales en los organismos

Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A

Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleícos. Forman parte deFósforo coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas

celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo.

Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial

Hierro

Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.

Manganeso Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas.

Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo

Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos.

Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina .

Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales

Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.

Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo.

Litio Actúa sobre neurotransmisor y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede prevenir estados de depresiones.

Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas.

Así mismo las vitaminas y minerales son indispensables para los organismos.

Célula La célula es la unidad básica de todos los seres vivos, partir de la cual los individuos pueden

cumplir todas sus funciones vitales. Las células de los organismos inferiores (unicelulares) son capaces de realizar todas las funciones que realiza el ser vivo más evolucionado. En los organismos multicelulares, generalmente las células se especializan.

Cuando algunas células no funcionan adecuadamente, se pierde el equilibrio en el organismo y se producen desordenes que conocemos como enfermedad.

• Unidad vital.- La célula es el organismo elemental, el ser vivo más

pequeño y sencillo portador de todos los elementos necesarios para permanecer con vida.

• Unidad morfológica.- Todas las células son similares y todos los seres

vivos están constituidos por una o más unidades vivientes o células.

• Unidad fisiológica.- Las células poseen todos los mecanismos

bioquímicos necesarios para permanecer con vida.

o Son capaces de producir y transformar la energía necesaria para su metabolismo, crecimiento y reproducción.

o Sintetiza moléculas complejas a partir de sustancias más

sencillas, con la cual forman su materia viva en base a sustancias inertes que toman de su medio ambiente.

• Unidad genética.- Toda la célula surge a partir de otra célula

preexistente de la que hereda todos los mecanismos y procesos necesarios para mantener, extender y duplicar al sistema viviente, en el seno de un ambiente siempre cambiante. La reproducción se efectúa usando su propio sistema metabólico y energético.

Tipos de células

Según su estructura:

• Células procariontes.- Son células mas simples que existen en la naturaleza,

porque no tienen un núcleo definido.

• Células eucariontes.- Son mas complejas que las procariontes y son la mayoría que forman a los seres vivos

Según su origen:

• Vegetal.- es una célula que se puede encontrar en las plantas y que se

distingue generalmente de la célula animal por la presencia de pared celular.

• Animales.- Se puede encontrar en los animales y se distingue de la célula vegetal por la ausencia de pared celular, de plastos y de grandes vacúolos.

Según su forma: ▪ Cilíndricas (Tejido Epitelial) ▪ Estrelladas (Neuronas) ▪ Alargadas (Músculos) ▪ Ovoides (Huevos de peces) ▪ Ciliadas (paramecio) ▪ Bicóncava (Glóbulos rojos) ▪ Ciliadas vibrátiles (Pulmones) ▪ Aracniformes (Neuroglia)

Según su tamaño:

Todas las células son básicamente muy semejantes. Todas tienen DNA como material genético, desempeñan los mismos tipos de reacciones químicas y están rodeadas por una membrana celular externa que se ajusta al mismo plan general, tanto en las células procarióticas como en las eucarióticas. La membrana celular -o plasmática- es esencial en la vida celular. No solamente define los límites de la célula, sino que además permite que la célula exista como una entidad diferente de su entorno. Esta membrana regula el tránsito de sustancias hacia fuera y hacia adentro de la célula. En las células eucarióticas, además, define los compartimientos y organelos, lo que permite mantener las diferencias entre su contenido y el citosol.

En el cuadro siguiente se describen los principales organelos celulares y su función.

Los sistemas vivos convierten la energía de una forma en otra a medida que cumplen funciones esenciales de mantenimiento, crecimiento y reproducción. En estas conversiones energéticas, como en todas las demás, parte de la energía útil se pierde en el ambiente en cada paso.

Fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas y otros organismos, capturan la luz y emplean su energía, para convertir la materia inorgánica en materia orgánica, y emplearla en su desarrollo y crecimiento. Los organismos que pueden realizar este proceso se llaman autótrofos.

La fotosíntesis se divide en dos fases:

A) (Fase fotoquímica o reacción de Hill). Llamada fase luminosa, transcurre en los tilacoides, donde se capta la energía de la luz y es almacenada en dos moléculas orgánicas sencillas ATP y NADPH.

Es decir, la energía de la luz captada por los pigmentos fotosintéticos unidos a proteínas y organizados en los fotosistemas, producen la descomposición del agua, liberando electrones que circulan a través de moléculas transportadoras hasta llegar a un aceptor final (NADP+). Este proceso luminoso se conjuga con la formación de moléculas intercambiadoras de energía en las células (ATP).

B) (Fase de fijación del dióxido de carbono o ciclo de Calvin). Llamada fase oscura, ocurre en el estroma, y las dos moléculas producidas en la fase anterior (NADP y ATP) son empleadas en la pata asimilar el CO2 atmosférico, produciendo carbohidratos (Glucidos), e indirectamente, el resto de las moléculas orgánicas que componen a los seres vivos (aminoácidos, nucleótidos, lípidos, etc),

Formula de la fotosíntesis:

CO2 + H2O + energía lumínica => (C6H12O6) + O2

Respiración La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos son degradados completamente, por oxidación, hasta su conversión en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía aprovechable por la célula.

La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en el citoplasma).

Los dos tipos de respiración tienen como primer paso la oxidación de la glucosa, la cual es convertida a acido pirúvico. Este producto entra a los dos tipos de respiración.

Fórmula representativa de la respiración:

Glucosa + Oxígeno => Dióxido de Carbono + Agua + Energía C6H12O6 + 6O2 => 6CO2 + 6H2O + ATP

Glucólisis

Características y significado biológico de la glucólisis

• Se realiza tanto en procariotas como en eucariotas. • En los eucariotas se realiza en el citoplasma.

• Se trata de una degradación parcial de la glucosa. • Es un proceso anaerobio que permite la obtención de energía a partir de los

compuestos orgánicos en ausencia de oxígeno. • La cantidad de energía obtenida por mol de glucosa es escasa (2 ATP).

• La glucolisis fue, probablemente, uno de los primeros mecanismos para la obtención de energía a partir de sustancias orgánicas en la primitiva atmósfera sin oxígeno de la Tierra.

Vías del catabolismo del pirúvico Para evitar que la glucolisis se detenga por un exceso de ácido pirúvico (PYR) y NADH+H+ o por falta de NAD+, se necesitan otras vías que eliminen los productos obtenidos y recuperen los substratos imprescindibles. Esto va a poder realizarse de dos maneras:

• Respiración aerobia

(catabolismo aerobio, 1)

Cuando hay oxígeno, el pirúvico es degradado completamente obteniéndose dióxido de carbono (CO2). El NADH+H+ y otras coenzimas reductoras obtenidas son oxidadas (ciclo de Krebs o acido cítrico) y los electrones transportados hacia el oxígeno (O2), recuperándose el NAD+ y obteniéndose H2O (cadena respiratoria). Este proceso se realiza en los eucariotas en las mitocondrias. Y al final tiene una producción de 36 ATP y unidos a los 2 ATP de la glucolisis da 38 ATP finales

• Fermentación (catabolismo anaeróbico, 2)

Cuando no hay oxígeno el ácido pirúvico se transforma de diferentes maneras sin degradarse por completo a CO2 y H2O (fermentación). Este proceso tiene como objetivo la recuperación del NAD+. En los eucariotas se realiza en el citoplasma. Y al final tiene una producción de 2 ATP y unidos a los 2 ATP de la glucolisis da 4 ATP finales

Origen de la vida

A lo largo del tiempo, y desde que se tiene registro, el hombre ha tratado de descifrar una de las interrogantes que más lo ha perturbado: ¿cómo se originó la vida? ¿Dónde empezó todo? Al mismo tiempo, han surgido muchas teorías, en diferentes lugares y tiempos, y con perspectivas propias.

En definición es el conjunto de fenómenos que han determinado la aparición de seres vivientes en la Tierra. La idea de un proceso único procede directamente de las teorías evolucionistas de Charles Darwin, según las cuales todos los seres vivos descienden de un ancestro único. Charles Robert Darwin (12 de febrero de 1809 – 19 de abril de 1882) fue un naturalista inglés que postuló que todas las especies de seres vivos han evolucionado con el tiempo a partir de un antepasado común mediante un proceso denominado selección natural

Evolución de ideas

Durante mucho tiempo, la investigación de los orígenes de la vida no fue más que un debate basado en la metafísica y las creencias religiosas.

La teoría de la generación espontánea, según la cual los seres vivos nacen de la tierra o de cualquier otro medio inerte, se difundió durante la edad media y se mantuvo sin oposición hasta el siglo XVII.

Francesco Redi, en el siglo XVII y más tarde Louis Pasteur (1859), demostraron, que la idea de la generación espontánea era falsa; con el famoso experimento de los gusanos blancos que colonizan la carne que en realidad nacían de huevos depositados por las moscas.

En el siglo XIX surgió la idea de que la vida tenía un origen extraterrestre: los meteoritos que chocan contra nuestro planeta habrían depositado gérmenes en nuestro planeta, algunos años más tarde Paul Becquerel, señaló que ningún ser viviente podría atravesar el espacio y resistir las rigurosas condiciones que reinan en el vacío (temperatura extremadamente baja, radiación cósmica intensa, por ejemplo).

Teoría creacionista

Esta teoría tiene su origen en la religión, pero no en una sola; cada cultura tiene una forma propia de explicar lo sucedido.

En general, todas las explicaciones consideran que la materia siempre ha existido y que es elemental para la formación de todo lo conocido, de todo lo existente. De acuerdo con semejantes concepciones, la materia se activó por la acción de un espíritu divino, a través de una persona extraordinaria, o divinidad. La vida se origino por Dios.

Teoría de la generación espontánea

Esta teoría describe que tanto animales como plantas pueden originarse a partir de materia inerte (muerta), y que esto ha sucedido en el pasado y sigue sucediendo. Es decir que a partir de materia no viva como ropa sucia, surgían ratos.

Teoría de la biogénesis

La idea de esta teoría es que la vida sólo puede originarse a partir de un organismo vivo, es decir, un organismo siempre existe antes que otro organismo. Esta teoría se opone a la de la generación espontánea y a cualquier otra que defienda que la vida se originó a partir de material inorgánico.

Las propuestas de la biogénesis se apoyan en la teoría creacionista, ya que sus seguidores proponen que si todos los organismos forzosamente vienen de otros iguales, en todo caso el inicio de ello fue por obra divina.

Teoría de la evolución química

Aunque esta teoría ha tenido su mayor auge a partir del siglo XX, existen evidencias de que sus bases han estado presentes desde los siglos VI y V a. de C., cuando se creía que la vida había sido originada a partir de sustancias simples.

• Primero indicios de la vida

La Tierra se formó hace unos 4.600 millones de años. Cerca de 1.000 millones de años más tarde ya albergaba seres vivos. Los restos fósiles más antiguos conocidos se encontraron en rocas de hace 3.800 millones de años y demuestran la presencia de bacterias, organismos rudimentarios procariotas y unicelulares. Muy recientemente se han descubierto pruebas de vida aún más antiguas en forma de indicios de actividad fotosintética con una antigüedad de 3.850 millones de años.

La geología ha demostrado que las condiciones de vida en esa época eran muy diferentes de las actuales. La actividad volcánica era intensa y los gases liberados por las erupciones eran la fuente de la atmósfera primitiva, compuesta sobre todo de:

• Vapor de agua

• Dióxido de carbono (CO2).

• Nitrógeno.

• Amoníaco (NH3)

• Sulfuro de hidrógeno (H2S).

• Metano (CH4).

• Y carencia de oxígeno.

Ninguno de los organismos que actualmente vive en nuestra atmósfera hubiera podido sobrevivir en esas circunstancias. El enfriamiento paulatino determinó la condensación del vapor y la formación de un océano primitivo que recubría gran parte del planeta.

• Aparición de las moléculas biológicas

La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace 3.000 a 4.000 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose.

Esta hipótesis inspiró las experiencias realizadas a principios de la década de 1950 por el estadounidense Stanley Miller, quien recreó en un balón de vidrio la supuesta atmósfera terrestre de hace unos 4.000 millones de años (es decir, una mezcla de CH4, NH3, H, H2S y vapor de agua). Sometió la mezcla a descargas eléctricas de 60.000 V que simulaban tormentas. Después de apenas una semana, Miller identificó en el balón varios compuestos orgánicos, en particular diversos aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico y hasta azúcares, lípidos y alcoholes, moléculas complejas similares a aquellas cuya existencia había postulado Oparin.

• Primeras células

Si se prescinde de los virus, cuya situación es difícil de definir, todos los seres vivientes están formados por células, cada una de ellas encerrada por una membrana rica en unos lípidos especiales (fosfolípidos) que la aísla del medio externo. Estas células contienen los ácidos nucleicos ADN y ARN, que contienen la información genética y controlan la síntesis de proteínas.

Pueden formarse membranas lipídicas en ausencia de vida. Esto ya lo demostró Oparin, quien, en efecto, obtuvo en el curso de sus experimentos unas pequeñas gotas ricas en moléculas biológicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria. Estas ‘gotitas’, a las que llamó COACERVADOS, recuerdan a células rudimentarias.

Descubrimientos posteriores identificaron estructuras de este tipo con una antigüedad de 3.000 millones de años; se llaman cocoides, y se consideran antepasados de las bacterias.

El origen de las proteínas celulares. Se explica a partir del descubrimiento de partículas de ARN capaces de almacenar la información genética y de actuar como enzimas que sintetizan proteínas, permite resolver el dilema de quien fue primero el ADN o las proteínas. Estas moléculas fueron llamadas ribosomas. Así, la primera forma de vida terrestre probablemente fue una célula simple que encerraba un ácido nucleico similar al ARN dentro de una membrana rudimentaria capaz de reproducirse por división.

Clasificación de los seres vivos

Por otra parte los biólogos se enfrentan con la enorme tarea de clasificar, determinar e intercambiar información acerca de la vasta diversidad de organismos con la que los seres humanos, recién llegados en un sentido evolutivo, compartimos el planeta. Para esto, los biólogos deben disponer de un sistema de clasificación que les permita nombrar y agrupar a las especies descriptas de una manera lógica, objetiva, económica y no redundante.

El área el conocimiento encargada de establecer las reglas de una clasificación es la taxonomía. De este modo, la sistemática biológica utiliza la taxononomía para establecer una clasificación.

La clasificación debe representar en buena medida la filogenia de todos los seres vivos que han surgido en este planeta. La sistemática evolutiva intenta no sólo hacer buenas clasificaciones sino hacerlas de manera objetiva y sin arbitrariedades. La filogenia de un grupo de especies cualesquiera puede representarse en forma de árbol ramificado. Este tipo de diagrama representa una hipótesis de las relaciones de ancestralidad y descendencia de las especies que contiene.

Las similitudes entre organismos pueden constituir analogías u homologías, respectivamente, y su distinción es la clave para la formación de grupos inclusivos.

Categorías Taxonómicas. Las categorías son niveles de importancia que el hombre invento para encontrar un orden adecuado en la naturaleza y son:

1.- Reino: abarca a los seres de la naturaleza, existen 3: vegetal, animal y mineral. 2.- Phylum o División: Es el conjunto de clases. 3.- Clase.- Es el conjunto de orden. 4.- Orden.- Es un conjunto de familia. 5.- Familia.- Conjunto de géneros. 6.- Genero.- Conjunto de especies. 7.- Especies.- Conjunto de individuos.

Ejemplo: Hombre

Reino Animal Phylum Vertebrado Clase Mamífero Orden Primate Familia Hominidae Genero Homo Especie Sapiens

Estas categorías se establecen para obtener la evolución de cada especia. La principal categoría para determinar la clasificación: Especie.

La Especie presenta tres características:

a) Que puedan cruzarse entre sí y tener de descendencia fértil. b) Que las crías tengan características semejantes a sus progenitores. c) Que tenga una distribución determinada en el planeta.

La especie es el conjunto de individuos.

Individuo.- es cualquier ser capaz de realizar funciones vitales independientemente. Este término lo estableció Jhon Ray

Luego de la publicación del Sistema Natural de Linneo en 1758, y durante muchos años, se reconocían sólo dos ramas en la sistemática: la zoología y la botánica. El evolucionista alemán Ernst Haeckel propuso, a finales del siglo pasado, la construcción de un tercer reino, el de los Protistas, constituido por microorganismos. Haeckel reconoció que algunos de estos microorganismos carecían de núcleo celular y los denominó Monera. Posteriormente, las bacterias fueron reconocidas, en 1956, por Herbert Copeland como reino Monera, independiente de los Protistas. Los hongos, fueron los últimos organismos que merecieron la creación de un reino y su fundador, R. Whittaker propuso, en 1959, una clasificación general de los seres vivos que contenía cinco reinos: Monera (bacterias), Protista (protozoos), Fungi (hongos), Animalia (animales) y Plantae (plantas). Posteriormente, en 1978, Whittaker y Margulis, propusieron una modificación, conservando el número de reinos e incluyendo dentro del antiguo grupo Protistas a las algas. Este nuevo reino fue denominado Protoctista; sin embargo, gran parte de la literatura científica aún utiliza la denominación Protista. Así, esta nueva clasificación de cinco reinos consiste en Procariota (bacterias), Protoctista o Protista (algas, protozoos, mohos del limo, y otros organismos acuáticos y parásitos menos conocidos), Fungi (líquenes y hongos), Animalia (animales vertebrados e invertebrados) y Plantae (musgos, helechos, coníferas y plantas con flor).

El siguiente cuadro describe las principales características de la clasificación de los seres vivos en reinos.

Ejemplo:

Descripción de la filogenia o ramificación del reino vegetal y animal.

o

U

11 wi

phylum Cnidarios ,n.-dusas,hidros,oornlei

phylum Platelmintos plcnari:is,dudai

ph}lum Nem/Jlodos guianos,nucroscópil'<IS phylum

Anclidos lombriz de ti,'flll,ganguijuclos phylum

Moluscos caracoks,ostrns,olmcjas,calom:tr

phylum Eq1unodcm10, erizos, csrnfüs y soles de mar.

Reino

hylum Artrópcxlos

cl11SCs de artropodos

quilópodos cenlopiés

animal di~ópodos nulpi,"$Se ,'OCuc'nlrnn d,-sdc L'I .., cam:110n de rio,la%'-0Slns

fondo de los oc1Íanos hasta crUSmOOOS J.O•!HlS,Cen!O

II 11.I

las alta, montanos y adaptados

a muchos ambientes.

~l)lum

~ -d11Sc sub~ylum Manufrros

arácnidos ararla pi!luda,arruio dd rincón garrnp:1tos,csc-01piones,alocrnn,-s

insectos tres pares de palas y cuerpo dn idido en cohc:m IÓru y abdomen.

pl\."Sl'llUUldos pll\."Sde alas y llll piezas bucales adaptadas

a la alim:m1nción,mariposos,abejos,a1 ispas~onnigas,moscai. ele.

Cuerpo con pelos, la prole n.'Cién Orfo Primates ¡,f hombre

VcrtehradO!i

Tiuun csqudcto innmo de huesos o cartilogo, con

dase

nacido es alim111tada por leche.

p,'CCS sin mandibulai ni

ROl-don:s 111t6n,001po, castor

Camivcrn perro, zorro, gato.puma

columna I errdm1l Ab~tarho escamas, las lampreas gomorfos conejos, liebres, chinguc

1---d11Sc p,ffl ti,'11,'ll l~uelero cartilaginoso

CartilaginO!iOS al,1a1 )' m:tndibulos 1erdadcrns

tiburom:s y rayas.

ngulados , ocn, 01Lj11, cabra, pudu

uirópteros murciélagos

1-- clase p,'t'CS

oKys

esquckioósco,m:mdibulllS )' CLtíccos ballenas, cachalotes, delfin

alcr.is, salmones, lruchlll, s~in:is,

alunes, congrios, Lic.Paseriformes gorriones, zorzaks,ltmcai

Cuerpo cubierto de plum:is,c-00 ..

al as,h uses l.

1. os y con

. - Orden Srngifon11L1 lcchuzns, pc<¡u,'lll'S. nucos ure.

c.lllS~

Rcplll

e!

Pn.-sen~lll mliamorfosis, C11,'$~1do Ion mio, i,

en en el aguo y respimn por branquia.iy nd1dtos

son Ml\'Sln: y rcspirnn por pulmon,-s. Res~l1ln por pulmoo\'S, piel c-00 escamas,

lagartijas, culebrns, tortug:ii, cuimani:s,ctc

Falconiforrncs liguilas, pi!ucos, holcoo,-s,

- lroros

ficooifonn,-s gar,.as, bandurrias,

ílamcnco Anseriformes patos,

gansos, cisnes Gruiforn~s ¡¡tullllS,

r¡¡guos, pid,'nl!S Galliformes

fuisanC$, codomires

Columbifonn,-s palomos

-Larid~t gn1 iOIIIS, golontlrina.1 de

mnr

Organismos Vertebrados e Invertebrados

Los organismos vertebrados son aquellos animales cordados que tienen una columna dorsal segmentada en su estado adulto y presentan un cráneo (cubierta ósea o cartilaginosa del encéfalo) (con huesos). En la mayoría de los sistemas de clasificación que gozan de mayor aceptación estos animales se agrupan dentro del subfilo Vertebrados o Craneados (vertebrata). El sufilo incluye a los mamíferos (también a los seres humanos) como por ejemplo el ciervo, aves (gorrión, paloma), reptiles (cocodrilo, lagarto), anfibios (sapo), peces óseos (salmón), peces cartilaginosos (rayas y tiburones) y lampreas y mixinos, que son peces sin mandíbula. Los animales vertebrados tienen una larga historia evolutiva. Los primeros vertebrados bien diferenciados aparecen en los depósitos de los estratos rocosos del ordovícico de la era paleozoica. Recientemente, en noviembre de 1999, se descubrieron fósiles de dos peces con 540 millones años de antigüedad; es decir, son los fósiles de vertebrados más antiguos que se conocen.

Un invertebrado es cualquier animal que carezca de columna vertebral o espina dorsal (sin huesos). Los invertebrados constituyen la gran mayoría del reino Animal, ya que comprenden todas las especies excepto las compuestas por animales vertebrados. Y se dividen en Invertebrados no−artrópodos: Celentéreos (viven en agua dulce como salada por ejemplo el coral, la medusa y las

anémonas), Parazoos (no poseen órganos ni tejidos, ej. Las esponjas), Triblásticos bilaterales acelomados , Triblásticos bilaterales pseudocelomados, Triblásticos bilaterales esquizocelomados (los moluscos como por ejemplo las almejas), Triblásticos bilaterales enterocelomados e invertebrados artrópodos (insectos, como por ejemplo las cucarachas), arácnidos y crustáceos (Ejemplo el cangrejo). El término invertebrado se usa también para describir a unos pocos miembros del filo de los cordados que carecen de espina dorsal. Existe un filo intermedio, los Hemicordados, que comparte algunas características tanto con los invertebrados como con los vertebrados. Entre los invertebrados hay desde animales simples, como esponjas, hasta animales avanzados, como insectos, cefalópodos y moluscos. Los invertebrados fósiles más antiguos se remontan al período precámbrico.

Parte 2

Conteste el siguiente cuestionario.

1. Escribe el concepto de ciencia 2. Describe algunas características de la ciencia 3. Haz una descripción de términos sobre la historia de la biología, puedes hacer un cuadro. Sigue el

ejemplo:

Época o historiador Descripción

Antiguo Egipto, Aristóteles y mundo Grecorromano

Tradiciones medicas e historia natural

4. Escribe el concepto de Biología. 5. ¿Cuáles son las principales ramas de la Biología? 6. Describe como otras ciencias se pueden relacionar con la biología, como la física, química,

matemáticas, etc. (puedes basarte en la figura de las principales ciencias que interactúan con la biología)

7. ¿Por qué la biología se basa en el método científico? 8. ¿Cuáles son los pasos del método científico y descríbelos? 9. ¿Qué entiendes por las características de los seres vivos? 10. ¿Qué es la teoría celular? 11. De acuerdo a la siguiente tabla describe un concepto de los niveles de organización de la materia y

ejemplifica con dibujos : 12.

13. ¿Cuál es la función de las principales biomoléculas que forman a los seres vivos? 14. Las vitaminas en los seres vivos tienen funciones determinadas, Describe que pasaría si un organismo

carecería de ellas. 15. Construye una tabla y pon las diferencias entre:

Célula vegetal y animal Célula procarionte y eucarionte

16. Completa la siguiente figura

17. Describe los pasos de la fotosíntesis, que sustratos utiliza para su realización, y productos son los que

se obtienen de ella. 18. Describe los pasos de la respiración, que sustratos utiliza para su realización, y productos son los que

se obtienen de ella. 19. ¿Cuáles son las principales teorías del origen de la vida? 20. En una tabla escribe las características que distinguen la clasificación de los seres vivos en los cinco

reinos. 21. Completa el siguiente glosario, como guía de conceptos:

Organización celular Desarrollo Metabolismo Catabolismo Anabolismo Reproducción Adaptación Irritabilidad Respiración Nutrición Evolución Homeostasis Biomoléculas Carbohidrato Lípido Proteína Nucleótido Sales minerales Respiración aerobia Respiración anaerobia Glucólisis Ciclo de Calvin

Ciclo de Krebbs Célula Célula procarionte Célula eucarionte Pared celular: Membrana plasmática: Citoplasma Ribosomas y polirribosomas. Mitocondrias: Plastidios (cloroplastos) Vacuolas Lisosomas Retículo endoplasmático rugoso o granular Retículo endoplasmático liso o Agranular Aparato de Golgi Núcleo Nucléolo Peroxisomas Vertebrado Invertebrado

Parte 3

Examen de ensayo Elija la respuesta correcta

1.- La molécula universal altamente almacenadora de energía es:

a) AMP b) ADN c) ATP d) Clorofila e) Hemoglobina

2.- Algunas de las ramas de la biología son:

I.Citología II. Botánica III. Química IV: Fisiología V. Física

a) I, III, IV b) I, III, IV c) II, III, V d) III, IV, V e) I, II, III, IV

3.- Los materiales básicos inorgánicos requeridos para la fotosíntesis son

a) Agua y oxígeno b) Oxígeno y dióxido de carbono c) Glucosa y oxígeno d) Dióxido de carbono y agua e) Hidrógeno y carbono

4.- Las substancias más importantes liberadas como productos del proceso fotosintético son:

a) Proteínas y grasas b) Sales minerales y glucosa c) Glucosa y oxígeno d) Oxígeno y clorofila e) Carbono y glucosa

5.- Las células heterótrofas tienen como característica esencial:

a) Transforman la energía química en luminosa. b) No efectúan lo anterior porque tienen enzimas. c) Carecen de la facultad de transformar la energía luminosa en química. d) Producen sus propias moléculas de ATP. e) Transformar el agua en proteínas.

6.- Para que las moléculas alimenticias como la glucosa se descomponga completamente y desprendan toda su energía para fabricar el ATP deben ocurrir los procesos de:

a) Respiración aeróbica y fotosíntesis. b) Fermentación y respiración anaerobia. c) Oxidación y fotosíntesis. d) Respiración anaerobia y respiración aerobia. e) Fotosíntesis y fermentación.

7.- La estructura que funciona como el centro que controla todas las actividades celulares es:

a) El centrómero b) El núcleo c) El centríolo d) El centrosoma

e) El citoplasma

8.- La prueba más convincente que afirma que la vida ha cambiado a través del tiempo son los:

a) Organismos b) Fósiles c) Esqueletos d) Helechos Fosilizados e) Trilobites

9.- El mecanismo que propone Darwin para explicar su mecanismo de la evolución se llama:

a) Supervivencia del más apto b) Uso y desuso de órganos c) Selección natural d) Lucha por la existencia e) Extinción del más débil

10.- La hipótesis que propuso Oparin acerca del origen de la vida, menciona que la atmósfera de la Tierra primitiva contenía las substancias:

a) Dióxido de carbono, metano, hidrógeno y agua. b) Vapor de agua metano, hidrógeno y amoníaco. c) Amoníaco, nitrógeno, vapor de agua e hidrógeno. d) Carbono, metano, nitrógeno y vapor de agua. e) Agua, oxígeno, nitrógeno y carbono.

11.- ¿Qué proceso de los que se mencionan, está representado por la ecuación?

a) Asimilación b) Digestión c) Fotosíntesis d) Respiración e) Oxigenación

Glucosa + O2 á CO2 + H2O Energía

12.- Cualquier relación en la que los organismos procuran sus alimentos dentro de un ecosistema se llama:

a) Cadena alimenticia b) Ciclo alimenticio c) Trama alimenticia d) Eslabón alimenticio e) Enlaces alimenticios

13.- Órganos celulares que producen la fotosíntesis.

a) Centrosomas b) Vacuolas c) Folículos d) Cloroplastos e) Citoplastos

14.- El grupo de elementos que describe mejor la composición de organismos vivos es:

a) C, Ne, Ar, Rd, He b) P, C, H, O, N, S c) Ca, Au, Ag, Be d) Si, B, St, Ti, Cs e) Cs, Ag, H, Rd, S

15.- Los productos finales de glucólisis son, entre otros:

a) CO2, agua b) CO2, etanol c) piruvato, NADH, ATP

d) CO2, NADH e) ATP, acetil CoA

16.- ¿Cuál de las siguientes vías es común tanto a las respiración celular como a la fermentación?

a) ciclo de Calvin b) ciclo de Krebs c) cadena de transporte de electrones d) glucólisis e) fotosíntesis

17.- ¿Cuál de las siguientes es una distinción entre organismos autótrofos como las plantas y organismos heterótrofos como

los animales?

a) sólo los heterótrofos llevan a cabo fotosíntesis b) respiración celular ocurre sólo en los autótrofos c) los heterótrofos tienen mitocondria y los autótrofos no d) sólo los heterótrofos requieren oxígeno e) sólo los autótrofos pueden producir sus propios alimentos

18.- Las reacciones del ciclo de Calvin durante el proceso de fotosíntesis ocurren en y produce :

a) el citoplasma, ATP y piruvato b) las mitocondrias, ATP y oxígeno c) el cloroplasto, azúcares d) el cloroplasto, ATP y oxígeno e) las mitocondrias, glucosa

19.- Los camellos sobreviven bien en lugares secos mientras que los osos polares resisten bien las temperaturas bajas.

Estos son ejemplos de:

a) crecimiento b) reproducción c) organización d) homeostasis e) evolución y adaptación

20.- Un científico toma una muestra de tierra de los terrenos aledaños a la universidad y la observa bajo un microscopio. En

la muestra encuentra un organismo unicelular, sin núcleo, ni organelos. ¿A qué reino pertenece este organismo?

a) Animalia b) Plantae c) Protista d) Monera e) Fungi

21.- Si estás estudiando una célula procariota podrás encontrar el siguiente componente interno:

a) ADN (DNA) b) núcleo c) aparato de Golgi d) mitocondria e) cloroplasto

Lecturas

UN EXPERIMENTO CRUCIAL DE PASTEUR

Tenemos aquí una infusión de materia orgánica de balance perfecta, como el agua pura y que es

extremadamente alterable. La hemos preparado hoy. Mañana contendrá pequeños animalitos,

infusorios y flocs de hongos.

Coloco una parte de esta infusión de materia orgánica en un vaso de cuello largo como éste. Supongo

que hago hervir el líquido y enseguida lo refrigero. Al final de algunos días se desasrrollarán hongos e

infusorios en el seno del líquido hervido. Al hervir se han destruído los gérmenes existentes en el líquido

o en las paredes internas del vaso. Pero el líquido del vaso está en contacto con el aire, de lo cual resulta

una alteración que se vé en todas las infusiones.

Mientras tanto, supongo repetir esta experiencia pero antes de hacer hervir la infusión, estiro el vidrio

del cuello largo del balón y consigo adelgazarlo en su diámetro, manteniendo su extremo abierto. Hecho

lo cual, llevo el líquido del balón a ebullición y lo dejo enfriar. Ahora, el líquido de este segundo balón

restará inalterado por completo, no solamente dos días, ni siquiera tres o cuatro, o aún un mes, un año,

hasta tres o cuatro años, pues la experiencia que les describo tiene esa duración. El líquido sigue

completamente limpio, limpio como el agua destilada.

¿Cuál es entonces la diferencia entre los dos recipientes? Tienen el mismo líquido, están en contacto con

el aire y los dos están abiertos. ¿Por qué entonces uno se altera y el otro nó? Las partículas de polvo de

la atmósfera consiguen sedimentarse sobre el que se va a alterar, pero no lo consiguen en el otro.

Esta experiencia está llena de enseñanzas.

Louis Pasteur, Conferencia en la Sorbona, 1864.

Preguntas:

1. ¿Al hablar de pequeños animalitos, a que organismos se referirá según la clasificación de los cinco reinos?

2. Según las condiciones ambientales que menciona y la descripción que hace, ¿Estos pequeños animalitos, son organismos autótrofos o heterótrofos?

3. Según la descripción que hace, que partes del método científico describe en su lectura: y

EL NICHO INTERMAREAL -

Entre la bajamar y la pleamar hay una banda de costa que es un hábitat exigente tanto para las plantas como

para los peces. Alrededor de dos veces al día esta banda se separa del mar abierto. El agua permanece debajo de

las rocas, en charcas aisladas, formando lodazales y empapando a la biomasa. Al retornar la marea alta, la

banda se conecta de nuevo al ecosistema marítimo. Los animales deben resistir, tanto durante la época cuando

están fuera del agua y en contacto parcial con la atmósfera, como durante la otra época cuando deben volver a

un lugar de vida diferente. El ciclo de las mareas fija sus períodos de alimentación y los de turbulencia del oleaje

sobre las rocas. Debemos preguntarnos, en el contexto de la selección natural, qué ventajas ofrece vivir en ese

lugar. Se ha sugerido que la principal entre ellas es la de poder escapar de los depredadores marinos. Pero con

marea baja aparecen los depredadores terrestres y aéreos. Por eso se está aún lejos de comprender enteramente

las fuerzas evolutivas que subyacen a la colonización de ese nicho que es la banda de costa expuesta a quedar sin

agua con marea baja.

Michael H. Horn y Robin N. Gibson- Peces intermareales Inv y C N

o 138 marzo 1988 p.50

Preguntas

1. Si se habla de selección natural, ¿a que teoría se puede inferior este texto, en el origen de la vida?

2. Dentro de las características los seres vivos, de que característica se habla cuando se menciona que los organismos resisten, tanto durante la época cuando están fuera del agua y en contacto parcial con la atmósfera, como durante la otra época cuando deben volver al agua por que la marea sube..

3. ¿A qué nivel de organización de la materia, hace referencia la descripción de esta lectura, “Nicho intermareal”?

COMPLEJIDAD EN BIOLOGIA

La biología está repleta de sistemas complejos: los miles de genes regulándose unos a otros en el interior de una

célula, las redes de células y moléculas que sirven de intermediarios en la respuesta inmune, los casi millones de

millones de neuronas que integran a las redes neuronales que son las que gobiernan al comportamiento y asl

aprendizaje, las tramas ecológicas que tejen entre sí a las muchísimas especies coevolucionantes. Como ejemplo

de complejidad valga la red autorreguladora de un genoma (o sea del juego completo de genes de un organismo)

que ofrece una explicación de cómo una autoorganización ("anticaos") puede llegar a gobernar el desarrollo de

un organismo biológico.

Stuart A. Kauffman, Antichaos and adaptation, Sci. Am., nov.1991, p. 64

Preguntas

1. Cuando se menciona “los miles de genes regulándose unos a otros en el interior de una célula”, en que organelo se encuentran estos genes?

2. La descripción de “de complejidad valga la red autorreguladora de un genoma (o sea del juego completo de genes de un organismo) que ofrece una explicación de cómo una autoorganización ("anticaos") puede llegar a gobernar eldesarrollo de un organismo biológico” se está hablando de la equilibrio de los seres vivos.

como característica de

3. Al mencionar que las neuronas se integran a las redes neuronales, usando la terminología de los niveles de organización de la materia, se estaría formando un:_

Bibliografía.

a) Audersik, T.; Audersik, G. y B. Byers. 2003. Biología. La Vida en la Tierra. Sexta Edición. Ed. Pearson.

b) Campbell, N y J. Reece. 2007. Biología. Séptima Edición. Ed. Médica. Panamericana. c) Curtis, H. y N.S. Barnes. 2000. Biología. 6ª Edición- Ed. Médica Panamericana. d) Leningher et al. 1996. Principios de bioquímica. 2ª Edición e) Gama F MA. 2004. Biologia 1. Segunda Ed. Pearson. México .

Mesografia

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