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BIOLOGÍA
GUÍA DE APRENDIZAJE
3er. Semestre
Autor
Baeza Villavicencio Ángel Pedraza Mendoza Aide Araceli
Soto López José Manuel
Co-Autor
Molina Ruelas Santa Olivia
Revisor técnico
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Presentación
El Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Baja California, es una Institución que asume con responsabilidad su compromiso con los jóvenes, creando espacios educativos para bríndales Educación del Nivel Superior, con calidad y en condiciones apropiadas para su formación.
CECyTE BC, oferta a los estudiantes opciones educativas, en donde pueden encontrar el camino de la superación y el apoyo necesario que les permita, no solo incursionar en el mercado laboral como profesionales técnicos, sino también, la posibilidad de planear la continuidad de su formación académica en los espacios universitarios.
El documento que tienes en tus manos, es producto del esfuerzo realizado entre el personal docente de nuestro Colegio, para proporcionarte material de calidad para tu formación.
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UNIDAD I ...6
I. ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS ...9
1.1 CONCEPTO Y OBJETIVO DE BIOLOGÍA ...9
1.2 APORTACIONES A LA BIOLOGIA Y LOS CIENTIFICOS QUE LAS REALIZARON: ...11
1.3 ÁREA DE ESTUDIO, CIENCIAS Y RAMAS QUE AUXILIAN A LA BIOLOGÍA PARA SU ESTUDIO. ...13
1.3.1 CIENCIAS QUE AUXILIAN A LA BIOLOGIA ...15
1.3.2 NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS...16
1.4 ORIGEN DEL UNIVERSO ...19
1.4.1 TEORÍA INFLACIONARIA ...20
1.4.2 TEORIA DEL UNIVERSO ESTACIONARIO ...21
1.4.3 TEORÍAS DE LA VIDA ...21
1.5 TEORIA CELULAR ...25
1.5.1 PRINCIPIOS DE LA TEORÍA CELULAR ...27
1.5.2 REPRODUCCION CELULAR. Ciclo celular, mitosis y meiosis ...29
1.5.3 LA CÉLULA ...33
1.6 CARACTERISTICAS GENERALES DE ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES ...35
1.6.1 ESTRUCTURAS Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA ...41
1.6.2 .ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS ...43
UNIDAD 2 ...46
2. PROCESOS METABÓLICOS DE LOS SERES VIVOS ...48
2.1 BIOMOLÉCULAS: ...50
2.2 TIPOS DE NUTRICIÓN ...50
2.2.1 NUTRICIÓN AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA ...50
2.2.2 NUTRICIÓN HETERÓTROFA ...51
2.2.3 NUTRICIÓN AUTÓTROFA ...51
2.3 APARATO DIGESTIVO, ESTRUCTURAS, ÓRGANOS Y FUNCIONES. ...52
2.3.1 ESTRUCTURA DEL APARATO DIGESTIVO. ...52
2.3.2 ETAPAS DE LA DIGESTIÓN ...54
2.4. RESPIRACION A NIVEL CELULAR Y SISTEMATICOS ...59
2.4.1. RESPIRACION A NIVEL CELULAR ...59
2.4.2 PROCESO DE RESPIRACIÓN EN LOS SERES VIVOS. ...65
2.4.3 CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS...68
2.5 SISTEMA HORMONAL. ...69
2.5.1 SISTEMA EXCRETOR, HOMEOSTASIS ...71
2.5.2 SISTEMA NERVIOSO E IRRITABILIDAD ...73
2.6 SISTEMA CIRCULATORIO, TRANSPORTE DE SUSTANCIAS ...75
2.7 REPRODUCCION ...82
2.7.1 ESTRUCTURAS, ÓRGANOS Y FUNCIONES ...84
UNIDAD 3 ...86
3. EVOLUCIÓN ...88
3.1 PRINCIPALES IDEAS EVOLUTIVAS. ...88
3.1.1 VARIACIÓN GENÉTICA Y SELECCIÓN NATURAL. ...94
3.1.2 GREGORIO MENDEL Y SUS LEYES: ...96
3.2. BIODIVERSIDAD ... 100
3.2.1. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Y CARACTERÍSTICAS DE LOS 5 REINOS DE WITHAKER: ... 105
3.2.2. ADAPTACIÓN ... 109
3.2.3. ESPECIE – ESPECIACIÓN ... 110
3. 3. MUTACIONES CROMOSÓMICAS, GENÉTICAS Y DEL MEDIO AMBIENTE. ... 116
3.4 EXTINCIÓN ... 126
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UNIDAD I
COMPETENCIAS
Genéricas
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.
1.5 Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. 3. Elige y practica estilos de vida saludables.
3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo.
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
7.1 Define metas y da seguimientos a sus procesos de construcción de conocimiento.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. 11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.
Disciplinares
CDCEB. 13 Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
CDCEE. 7 Diseña prototipos o modelos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos, hechos o fenómenos relacionados con las ciencias experimentales
CDB. 11 Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental.
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
UNIDAD
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PROPÓSITOS FORMATIVOS
CONCEPTOS FUNDAMENTAL
CONCEPTOS SUBSIDIARIOS
Que el estudiante desarrolle las habilidades, las destrezas, las actitudes y el pensamiento científico necesarios para interpretar la realidad, mediante su participación en actividades que impliquen el planteamiento de problemas, la formulación de hipótesis y la planificación de experimentos en forma individual y colaborativa. En estas actividades experimentales, además de controlar variables se podrán hacer mediciones, operar instrumentos de medición, recopilar datos, divulgar los conocimientos, compartir los puntos de vista, asumir una actitud crítica y reflexiva ante las argumentaciones de diversas posturas
Propósitos formativos de biología
Ciencias que auxilian a la biologia
Niveles de organización de los seres vivos Teoría inflacionaria
Teoria del universo estacionario Teorías de la vida
Principios de la teoría celular
Reproduccion celular. Ciclo celular, mitosis y meiosis La célula
Estructuras y función de la célula Estructuras especializadas
Concepto y objetivo de biología
Aportaciones a la biologia y los cientificos que las realizaron
Área de estudio, ciencias y ramas que auxilian a la biología para su estudio.
Origen del universo Teoria celular
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El objetivo de esta evaluación es que reflexiones acerca de cuáles son tus habilidades y conocimientos básicos y algunos temas Biológicos que profundizaras con más detalle a lo largo de las actividades de la unidad. (7 aciertos)
I.- Esfuérzate para contestarlas subrayando la respuesta correcta.
1.- Se refiere a las variedades de especies que habitan la tierra.
a) Variabilidad b) Biodiversidad c) Especiación d) Colonia
2.- Ciencia que estudia la vida en todas sus manifestaciones y niveles de organización.
a) Zoología b) Ecología c) Biología d) Organología
3.- Es la unidad anatómica funcional y de origen de todo ser vivo
a) Tejido b) Colonia c) Órgano d) Célula
4- Es la capacidad que tienen los organismos de responder a estímulos internos y externos a) Homeostasis b) Irritabilidad c) Movimiento d) Reacción
5- Son un grupo de células que realizan una función definida ejemplo muscular y nervioso.
a) Órganos b) Tejido c) Colonia d) Aparato
6.- Lugar en el cual se efectúa el proceso de respiración celular, mediante el cual la célula se abastece de energía.
a) Lisosoma b) Mitocondria c) Núcleo d) Vacuola
7.- Investigador que introduce en 1665 el término célula.
a) Edward Jenner b) Luis Pasteur c) Robert Hooke d) Alexander Fleming
8.- Es el proceso mediante el cual los seres vivos obtienen, digieren y asimilan los nutrientes para obtener energía.
a) Alimentación b) Nutrición c) Comer d) Ingestión
9.- Tipo de nutrición que realizan las plantas.
a) Heterótrofa b) Quimioautótrofa c) Fotoautótrofa d) Holotrófica.
10.- El hombre y los animales tienen nutrición.
a) Autótrofa b) Fotosintética c) Heterótrofa d) Quimiosintetica.
EVALUACIÓN
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I.
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
La vida, al menos como la conocemos, no es una característica exclusiva de nosotros los seres humanos, sino también es compartida por los microorganismos, los hongos, las plantas y los animales. El estudio de esta compleja característica le corresponde a la Biología, ciencia que se vale de ramas, subdivisiones y campos especializados para analizar a todos los organismos en sus diferentes niveles de organización.
Desde tiempos inmemoriales, el ser humano ha tenido la inquietud de conocer, describir y explicar los fenómenos relacionados con la vida: de este modo nació la Biología.
En un principio, la biología fue una disciplina predominante descriptiva que consistía en hacer un largo inventario de todas las especies de plantas y animales del planeta. Los naturalistas. Los biólogos del pasado, se dedicaban a colectar organismos y describirlos minuciosamente, asignándoles un nombre científico.
En esta primera unidad te proporcionan las bases para que logres formar tu propio criterio y puedas entender que es la vida; en que formas se manifiesta y cuáles son los niveles de organización que alcanza. Asimismo, te describimos, de una manera amena y comprensible, las propiedades y la composición físico -química de lo que hace posible la vida en cada uno de los niveles de organización, centrado tu atención en la naturaleza de la célula.
1.1CONCEPTO Y OBJETIVO DE BIOLOGÍA
HISTORIA, APORTACIONES, OBJETO DE ESTUDIO Y DEFINICIÓN DE LA BIOLOGÍA.
CIENCIA: Etimológicamente se deriva del latín SCIENTIA, que a su vez deriva de la palabra
SCIRE = SABER O CONOCER.
Podemos definir ciencia, desde un punto de vista totalizado, como un sistema acumulativo, metódico y provisional de conocimientos comportable, producto de una investigación científica y concerniente a una determinada área de objetos y fenómenos.
Identifica los conceptos básicos de la biología clasificando los seres vivos, expone las aportaciones de los científicos a lo largo del tiempo para el avance de la Biología, valora los logros alcanzados a través de los descubrimientos en pro de la biología, relaciona cada una de las ciencias y ramas auxiliares en las que se apoya y visualiza aquellos aspectos de mayor aplicación para la vida cotidiana.
A
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BIOLOGIA Es la ciencia de la vida, que estudia da los seres vivos. En sentido etimológico proviene de dos palabras griegas
bios = vida y logos = estudio o tratado, estudiando las formas que pueden adoptar los seres vivos, su estructura, función, reproducción, crecimiento, organización y relaciones con el medio que los rodea.
La biología fue durante mucho tiempo una ciencia principalmente descriptiva que se inició con el estudio anatómico y morfológico de los seres vivos. (Naturalistas)
El termino biología fue introducido en Alemania en 1800 y popularizado por el naturalista Jean Baptiste de Lamarck, en su obra “Phuilosophie Zoologique” con el fin de reunir en él un número creciente de disciplinas que se referían al estudio de las formas vivas.
EL OBJETIVO PRIMORDIAL DE LA BIOLOGÍA
Es el estudio de la vida, por lo que se puede considerar como la ciencia que estudia todo lo relacionado con los seres vivos; estructura, tamaño, funciones, evolución, relaciones con el medio ambiente y con otros seres, en otras palabras, se preocupa de la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos, con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de esta.
Ciencias Formales: Lógica y Matemáticas
Basadas en ideas son demostrables. Todos sus conceptos son Analíticos.
Ciencias Fácticas interpretan ideas en
CIENCIA términos de hechos y experiencias. Física
Creadas por el hombre
Ciencias Naturales estudian fenómenos propios de la naturaleza o su entorno como Biología, Geología
Ciencias Sociales abordan los conocimientos, que varían dependiendo de la cultura social: Economía
Figura 1 Biología como ciencia
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1.2 APORTACIONES A LA BIOLOGIA Y LOS CIENTIFICOS QUE LAS REALIZARON:
La Biología es una ciencia antigua desde el punto de vista de sus comienzos pero joven desde el punto de vista de los continuos descubrimientos. La complejidad de la materia viva quedo puesta de manifiesto con el descubrimiento del microscopio electrónico y el estudio de los diferentes tejidos del ser vivo.
Como ciencia la Biología aparece en Grecia, siendo Galeno el primer fisiólogo experimental su estudio se fundamentó básicamente en nervios y vasos en animales, de igual manera que la anatomía humana con cadáveres de monos y cerdos, hizo esto pensando en un paralelismo entre estos animales y el hombre, provocando que aparecieran errores importantes en sus conclusiones.
En el siglo XVI comienzan a realizarse estudios detallados de todos los seres vivos. Vesalio estudio la estructura y función de los órganos de los animales especialmente en el hombre. Mencionaba que la confianza en trabajos anteriores debía ser limitada, centrándose en las experiencias personales.
En el siglo XVII se descubre el microscopio y la biología sufre un avance importante. Malpighi y Leewemhoek estudian la estructura de los tejidos, se observan las bacterias, protozoos y espermatozoides.
En el siglo XIX, el avance de otras ramas provoca también otro fuerte impulso para la Biología, sobre todo a nivel de la biología molecular.
Son disciplinas de la Biología:
a) Botánica, estudio de las plantas;
b) Taxonomía, la clasificación de los seres vivos; c) Zoología, estudio de los animales;
d) Anatomía, estudio de la estructura de los seres vivos; e) Fisiología, estudio del funcionamiento del ser vivo; f) Embriología, estudio del desarrollo del embrión; g) Genética,
h) Ecología, i) Evolución
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El propósito de la biología es muy amplio, se puede reducir a los siguientes fines: 1. Conocer la constitución de la materia viva;
2. Estudiar la organización de los distintos seres vivos; 3. Estudiar las funciones que éstos realizan;
4. Seguir el proceso de su evolución; 5. Llegar al conocimiento de su origen.
En Equipo: Investiguen en diversas fuentes de información las principales aportaciones a la biología y los científicos que las realizaron (se sugiere que incluyan imágenes y fuentes revisadas). Lleven la información a la siguiente clase y apoyados con la lectura que se encuentra en el texto anterior en una hoja de rotafolio, en equipos realicen una línea de tiempo para su exposición.
Después de analizar la información expuesta en la exposición, y apoyado con la investigación realizada de las distintas fuentes, anota en el espacio siguiente una reflexión personal de los grandes avances que ha tenido la biología y los beneficios que han aportado a la humanidad. Muestra el ejercicio al profesor, para su revisión y registró.
Reflexión personal
A
A
C
C
T
T
I
I
V
V
I
I
D
D
A
A
D
D
A
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1.3 ÁREA DE ESTUDIO, CIENCIAS Y RAMAS QUE AUXILIAN A LA BIOLOGÍA PARA SU ESTUDIO.
La biología como otras ciencias, se ha visto en la necesidad de subdividirse en áreas de estudio sumamente especializadas.
AREAS DE ESTUDIO:
El campo de estudio de la Biología, son todos los seres vivientes sobre el planeta, así como las características asociadas a ellos. Dado que el número de especies de organismos que se conocen es muy amplio, se ha tenido la necesidad de subdividir a la Biología en áreas de estudio especializados. Estas áreas se pueden dividir en dos grupos: áreas o ramas principales, determinadas por el tipo de organismo estudiado y áreas o ramas próximas, que estudian algo en particular sobre los organismos.
http://cvonline.uaeh.edu.mx/Cursos/BV/c0101/Unidad%20I/Campos%20de%20la%20Biologia.pdf
Botánica criptogámica: plantas sin semillas. Ficología: algas. Briología: Musgos. Pteridología: helechos y plantas
afines. Botánica fanerogámica: plantas con semillas Protozoologia:
animales unicelulares. Entomología: insectos.
Ictiología: peces. Herpetología: anfibios y reptiles. Ornitología: aves. Mastozoología: mamíferos. Antropología: características del hombre
Bacteriología: bacterias.
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Por otro lado si se divide a la Biología aplicando el criterio de unidad y continuidad (aquello que es común a los seres vivos), se puede realizar la descripción de la división de la Biología en función de ese criterio en las siguientes ramas:
Ramas Estudio
Genética La herencia biológica y sus variaciones
Fisiología Funciones de los seres vivos
Anatomía Órganos, aparatos y sistemas
Histología Tejidos
Citología Células
Embriología Desarrollo de embriones a partir de un huevo
Paleontología Organismos y huellas fósiles
Ecología Interrelación de los seres vivos y sus ambiente
Taxonomía Clasificación de seres vivos
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1.3.1 CIENCIAS QUE AUXILIAN A LA BIOLOGIA
Alguna vez te habrás planteado preguntas como: ¿De dónde vienen los medicamentos? Tal vez ya sepas que la fuente principal de la mayoría de ellos son las plantas, animales, algas, hongos y bacterias. Para conocer la respuesta a estos cuestionamientos o para contestar otras preguntas con contenido biológico, podemos encontrar respuesta en otras ciencias. Además, la biología se relaciona muy directamente con ellas que son las que facilitan el estudio de la vida o que ayudan a llegar a explicaciones razonables sobre el porqué de ciertos procesos. El conocer el porqué de ciertas cosas es muy importante para nuestra educación.
La complejidad de cómo se organiza la vida, cómo se desarrolla, por qué se produce en unos sitios sí y otros no, por qué unas especies son de una determinada manera y otras no… abre numerosos campos de estudio por lo que la especialización es uno de los factores más importantes en estos estudios.
En el siguiente esquema, podrás ver alguna de las más comunes, y que gracias a ella la biología ha avanzado en este siglo para tratar enfermedades, vacunas y alimentos.
Ciencias auxiliares para el estudio de la biología
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1.3.2 NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
Los seres vivos están muy bien organizados y estructurados, a raíz de una jerarquía que puede ser examinada en una escala del más pequeño al más grande. El nivel básico de organización para todos los seres vivos es la célula. En definitiva los niveles de organización son como se organizan y clasifican los seres vivos para su estudio.
En los seres vivos u organismos se distinguen varios niveles de organización, dependiendo de si son organismos unicelulares o pluricelulares con tejidos, con órganos o aparatos. Vamos a ver los diferentes niveles de organización de los seres vivos, pero antes repasemos un poco algunos términos importantes que tendremos que conocer.
Unicelulares: formados por una sola célula.
Pluricelulares: formados por más de una célula.
Tejidos: un tejido es una agrupación de varias células que tienen una misma misión. Por ejemplo el tejido muscular, sanguíneo, óseo, adiposo, epitelial, nervioso o cartilaginoso.
Órganos: cuando varios tejidos se agrupan dan lugar a un órgano. Por ejemplo un musculo, el corazón, los pulmones, la vejiga, el ojo o el estómago.
Sistema o Aparato: Varios órganos agrupados forman un sistema. Por ejemplo el sistema muscular, el sistema respiratorio, sistema inmunológico, sistema nervioso, sistema o aparato digestivo, etc. Tanto el sistema como los aparatos están formados por órganos.
Competencias a desarrollar Genéricas
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información
Disciplinares
CDCEB. 13 Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
Aprendizaje esperado
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En los seres vivos u organismos se distinguen varios niveles de organización.
Debido a la gran diversidad de organismos en el planeta y facilitar su estudio, se han establecido diferentes niveles de organización, los cuales van desde átomos hasta la biosfera. Aunque no es precisamente una división ya que todos los elementos se encuentran interconectados y para su funcionamiento, de alguna manera dependen unos de otros
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De manera individual y suponiendo que te encuentras realizando un estudio del comportamiento animal, específicamente de los leones y considerando el análisis de la lectura anterior, ordena los siguientes niveles de acuerdo a la organización de la materia, los cuales se te presentan en desorden, debes de ordenarlos en orden creciente, anotando en el primer espacio el nivel más bajo menor. El trabajo se realiza a través de una coevaluación con la rúbrica elaborada por el docente.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Macho Dominant
e
Manada
Pulmón Calcio Electrón
Un león correteando gacelas para
comer Sistema
nervioso Dióxido de
Carbono
Hepatocito (Célula del
hígado)
Mitocondri a
A
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1.4 ORIGEN DEL UNIVERSO
¿Cómo se formó el Universo?
Edwin Hubble descubrió que el Universo se expande. La teoría de la relatividad general de Albert Einstein ya lo había previsto.
¿Qué había antes del Universo?
La pregunta es del todo incorrecta si admitimos que el tiempo también empezó a contar con el Universo. Si no existía el tiempo, tampoco había un "antes".
Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías, apoyadas en observaciones y unos cálculos matemáticos que resulten coherentes. Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría Inflacionaria, que se complementan entre sí.
REBOBINAR
Se ha comprobado que las galaxias se alejan, todavía hoy, las unas de las otras. Si pasamos la película al revés, ¿dónde llegaremos?
Llegaremos a un punto o momento en que todo el Universo observable estaba comprimido en un punto infinitamente pequeño, denso y caliente. Este estado casi incomprensible existió sólo un instante del primer segundo del tiempo.
Teoría del Big Bang
La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace entre 13.700 y 13.900 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, un único punto, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones.
Los choques que inevitablemente se produjeron y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
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Esta teoría sobre el origen del Universo se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación admisible para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad"
1.4.1 TEORÍA INFLACIONARIA
La teoría inflacionaria de Alan Guth intenta explicar el origen y los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.
La teoría inflacionaria supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al Universo.
El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero la explosión fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece, se expande.
Momento Suceso Momento Suceso
Big Bang Densidad infinita,
volumen cero 30 minutos
300.000.000 º. Plasma
10 e-43 segs. Fuerzas no
diferenciadas 300.000 años
Átomos. Universo transparente
10 e-34 segs. Sopa de partículas
elementales 1.000.000 años
Gérmenes de galaxias
10 e-10 segs. Se forman protones y neutrones
100 millones de
años Primeras galaxias
1 seg.
10.000.000.000 º. Universo tamaño Sol
1.000 millones de años
Estrellas. El resto, se enfría
3 minutos 1.000.000.000 º. Núcleos de átomos
5.000 millones de años
Formación de la Vía Láctea 10.000 millones de
años
Sistema Solar y Tierra
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No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo.
1.4.2 TEORIA DEL UNIVERSO ESTACIONARIO
Es una teoría cosmológica formulada en 1948 por Hermann Bondi y Thomas Gold, y sucesivamente ampliada por Fred Hoyle, según la cual el Universo siempre ha existido y siempre existirá. Punto básico de esta teoría es el hecho de que el Universo, a pesar de su proceso de expansión. Siempre mantiene la misma densidad gracias a la creación continua de nueva materia. Esta teoría, que estuvo en auge durante los años 50, ha sido sucesivamente rechazada por la mayoría de los astrónomos quienes apoyan ahora la teoría del big-bang.
A lo largo de la historia, todas las culturas humanas han buscado respuestas a una pregunta fundamental, pregunta que aun hoy en día desafía nuestro entendimiento.
1.4.3 TEORÍAS DE LA VIDA
Uno de los temas más fascinantes en las ciencias naturales se encuentra en el tema de la vida, ¿Cómo y cuándo se originó la vida?, La vida es resultado de una generación espontánea de la vida inerte que a través de millones de años se abrió paso para que ciertas moléculas lograran duplicarse dando origen a procesos que hoy llamamos vida, o fue la vida sembrada o bien por un ser superior (teoría religiosa) o bien
El alumno debe de contestar la siguientepregunta
De acuerdo a las teorías del origen del universo, ¿Cuál te parece mejor?
Dar tu punto de vista
Figura 8 Teorías del universo estacionario
Figura 9 Teorías de la Vida
A
22
llegó procedente en piedras u otros objetos procedentes del espacio y que de alguna forma estas “semillas” encontraron el terreno propicio para duplicarse y generar la vida (teoría de la panspermia). Como se puede apreciar encontramos toda una rama de la ciencia en la biología que trata de explicarnos sobre el cómo se originó la vida, y en nuestro interior también es una pregunta rápida y que frecuentemente viene a nuestra mente y de alguna forma encontrar respuesta nos define en muchos campos, como son nuestras creencias y principios. Para nuestro caso vamos a dar un vistazo a las teorías de la vida desde la biología.
“La vida es una exuberancia planetaria, un fenómeno solar. Es la transmutación astronómicamente local del aire, el agua y la luz que llega a la tierra, en células. Es una pauta intrincada de crecimiento y muerte, aceleración y reducción, transformación y decadencia. La vida es una organización única.”
Margulis y Sagan
¿Qué es la vida?
Querer dar respuesta a la pregunta, no es fácil. La dificultad está en la enorme diversidad de la vida y en su complejidad. Los seres vivos pueden ser unicelulares o estar conformados por millones de células interdependientes; pueden fabricar su propio alimento o salir a buscarlo al entorno; pueden respirar oxígeno o intoxicarse con él; pueden vivir a temperaturas de más de 250 grados centígrados o vivir en el hielo a varias decenas de grados por debajo del punto de congelación; pueden vivir de la energía lumínica del sol o de la energía contenida en los enlaces químicos de algunas sustancias; pueden volar, nadar, reptar, caminar, trepar, saltar, excavar o vivir fijos en el mismo lugar durante toda su vida; se reproducen mediante el sexo, pero también pueden hacerlo sin él; pueden vivir a gran presión o casi al vacío. En fin, la vida es más fácil “señalarla con el dedo”, que definirla
– Primera hipótesis: Creacionismo
El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente.
El creacionismo religioso es la creencia que el universo y la vida en la tierra fueron creados por una deidad todopoderosa. Esta posición tiene un fundamento profundo en las escrituras, en la que se basan los pensamientos acerca de la historia del mundo.
– Segunda hipótesis: La generación espontánea
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Antiguamente era una creencia profundamente arraigada descrita ya por Galileo y Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente a partir de esos restos de materia orgánica se estableció como lugar común en la ciencia.
Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado originalmente para referirse a esta teoría, en oposición al origen de la generación por otros organismos vivos (biogénesis).
El italiano Redi, fue el primero en dudar de tal concepción y usó la experimentación para justificar su duda. El experimento consistió en poner carne en un tarro abierto y en otro cerrado también puso carne. Las cresas, que parecían nidos de huevos de moscas, se formaron en el tarro abierto, cuya carne se había descompuesto. El italiano dedujo que las cresas brotaban de los pequeñísimos huevos de las moscas.
En 1765, otro italiano – Spallanzani -, repitió el experimento de Redi, usando pan, un recipiente abierto y otro herméticamente cerrado, con pan hervido. Solo brotaron cresas en el pan que estuvo al aire libre. Entonces, como ha ocurrido muchas veces al avanzar la ciencia, no faltaron incrédulos y alegaron que al hervir el pan, se había destruido ¡un principio vital!
El francés Pasteur fue quien acabó con la teoría de la generación espontánea. Ideó un recipiente con cuello de cisne, es decir, doblado en forma de S. Puso en el receptáculo pan y agua; hizo hervir el agua, y esperó. El líquido permaneció estéril.
– Tercera hipótesis: El origen cósmico de la vida o panspermia.
Según esta hipótesis, la vida se ha generado en el espacio exterior y viaja de unos planetas a otros, y de unos sistemas solares a otros. El filósofo griego Anaxágoras (siglo VI a.C.) fue el primero que propuso un origen cósmico para la vida, pero fue a partir del siglo XIX cuando esta hipótesis cobró auge, debido a los análisis realizados a los meteoritos, que demostraban la existencia de materia orgánica, como hidrocarburos, ácidos grasos, aminoácidos y ácidos nucleicos.
Entre los precursores de esta teoría cabe destacar al premio Nóbel en química sueco Svante Arrhenius, (1859-1927), que afirmaba que la vida provenía del espacio exterior en forma de
Figura 9 La generación espontánea
Figura 11 Experimento de Redi
Figura 12 Experimento de Pasteur
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esporas bacterianas que viajan por todo el espacio impulsadas por la radiación de las estrellas. «La vida llego del exterior»
A la teoría de la Panspermia también se la conoce con el nombre de ‘teoría de la Exogénesis’, aunque para la comunidad científica ambas teorías no sean exactamente iguales.
– Cuarta hipótesis: Teoría de la evolución química y celular.
Mantiene que la vida apareció, a partir de materia inerte, en un momento en el que las condiciones de la tierra eran muy distintas a las actuales y se divide en tres.
Evolución química. Evolución prebiótica. Evolución biológica.
La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Se 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 (véase Cianuro de hidrógeno) y hasta azúcares, lípidos y alcoholes, moléculas complejas similares a aquellas cuya existencia había postulado Oparin.
Estas experiencias fueron retomadas por investigadores franceses que demostraron en 1980 que el medio más favorable para la formación de tales moléculas es una mezcla de metano, nitrógeno y vapor de agua. Con excepción del agua, este medio se acerca mucho al de Titán,
Figura 14 Teoría de la evolución química y celular
Figura 15 moléculas
25
un gran satélite de Saturno en el que los especialistas de la NASA consideran que podría haber (o en el que podrían aparecer) formas rudimentarias de vida.
1.5 TEORIA CELULAR
La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución de los seres vivos sobre la base de células, y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida y en la descripción de las principales características de los seres vivos.
Antes de avanzar con la noción de teoría celular,
debemos saber que esta idea se enmarca en las llamadas teorías científicas, formadas por conceptos que, siguiendo determinadas reglas, permiten detallar las relaciones existentes entre observaciones realizadas de los conceptos en cuestión. Dicho de otra manera: una teoría científica se construye a partir de los datos empíricos obtenidos a través de observaciones. La teoría celular, en este sentido, se emplea en el campo de la biología para brindar una explicación sobre la constitución de los organismos vivos a partir de las células. Esta teoría detalla cómo las células son imprescindibles para la existencia de
vida y cómo determinan las características más importantes de los seres vivos.
De acuerdo a la teoría celular, la materia viva puede metabolizarse y perpetuarse a sí misma, a diferencia de la materia que carece de vida. Las células son las unidades fundamentales que forman la estructura de esta materia viva: las funciones orgánicas se
desarrollan en el interior de las células o en su entorno más cercano, bajo control de las
El alumno investigara los experimentos de cada uno de los siguientes científicos y sus aportaciones
Pasteur Galileo Redí Miller
Figura 17 Primer microscopio
A
A
C
C
T
T
I
I
V
V
I
I
D
D
A
A
D
D
Competencias a desarrollar
CG.7 Aprende por iniciativa e interés a lo largo de la vida
7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana
26
sustancias que secretan. La teoría celular también indica que las células proceden de otras preexistentes a partir de la división de éstas.
La mayoría de las células son invisibles al ojo humano. Por esta razón nadie conocía su existencia. Fue necesario un cambio en el paradigma mental de nuestra concepción de lo que es un ser vivo.
Fue hasta el siglo XVII, cuando se construyó en Italia el primer microscopio, luego en Francia e Inglaterra.
No había mucho que decir al respecto. Galileo Galilei por ejemplo usaba simplemente dos lentes de vidrio dentro de un cilindro, pero lograba ver detalles de los ojos de un insecto. Sin embargo nadie reparó en la estructura celular de la materia viva.
A mediados del siglo XVII Robert Hooke observó con un microscopio en una lámina de corcho que obtuvo de un árbol maduro; vio diminutos compartimentos. Les dio el nombre latino de cellulae, literalmente "pequeñas habitaciones”, o si queréis “celdillas”, “celdas”.
En inglés cells”. De ahí el origen del término biológico "célula".
En realidad no eran células en sentido que hoy día conocemos sino que eran las paredes muertas de las células vegetales que componen el corcho; pero Hooke no podía pensar que estuviesen muertas pues ni él ni nadie más sabía que una célula puede estar viva. Observó células "llenas de jugos" en los tejidos de plantas verdes, pero no tenía la menor idea de lo que estaba observando.
Dado lo rudimentario de sus instrumentos, nos admira el hecho de que los pioneros de la microscopia hayan
observado tanto. Antoni van Leeuwenhoek, tendero holandés, tenía una habilidad excepcional en la construcción de lentes y posiblemente la vista más aguda. A fines de la década de 1600 observaba algunas maravillas como espermatozoides, protistas, una bacteria y, en el sarro de sus dientes, "muchos animálculos muy pequeños cuyos movimientos era agradable contemplar". En la década de 1820 se tuvo una imagen más nítida de las células gracias al perfeccionamiento de las lentes.
El botánico Robert Brown fue el primero en descubrir el núcleo de una célula vegetal.
Más tarde otro botánico, Matthias Schleiden, se preguntó si una célula vegetal se desarrolla como unidad independiente, a pesar de formar parte de la planta. En 1839, tras largos años de estudiar los tejidos animales, el zoólogo Theodor Schwann, señaló que las células y sus productos forman parte de los animales, lo mismo que de las plantas.
27
1.5.1 PRINCIPIOS DE LA TEORÍA CELULAR
También las células tienen vida propia, aun cuando constituyan un cuerpo multicelular. El fisiólogo Rudolf Virchow realizó sus propios estudios del crecimiento y reproducción de la célula, es decir, su división en células hermanas. Llegó a la conclusión de que todas las células deben originarse de otras ya existentes.
Así gracias al análisis microscópico se realizaron tres generalizaciones que en conjunto constituyen la teoría celular:
1.- Todos los organismos están formados por una o más células. Todos los seres vivos están formados por células.
2.- La célula es la unidad anatómica y fisiológica de los seres vivos, es la unidad más pequeña de organización que mantiene las propiedades de la vida.
3.- Todas las células se originan de células preexistentes, la célula es la unidad genética de los seres vivos.
a) El alumno anotara 10 diferencias de las siguientes células
1. ________________________________ 6. _____________________________
2. ________________________________ 7. _____________________________
3. ________________________________ 8. _____________________________
4. ________________________________ 9. _____________________________
5. _________________________________ 10. _____________________________
_
A
28
b) ¿QUE ENTIENDES POR CELULA?
____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________
c) Después de analizar la información expuesta en el capítulo que terminamos de la Teoría celular, anota en el espacio siguiente una reflexión personal sobre como
Actividad a realizar
Conocer, identificar, verificar y manipular correctamente el microscopio
Laboratorio Biología, microscopios compuestos, preparaciones frescas o permeables
Reflexión
5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.
C
Coommppeetteenncciiaaaaddeessaarrrroollllaarr
P
29
1.5.2 REPRODUCCION CELULAR. Ciclo celular, mitosis y meiosis
Seguro has escuchado frases como “células muertas de la piel”, y ¡es cierto!, este órgano se renueva cada 20 o 30 días. La renovación y generación de
células no compete sólo a la piel, sucede en todo el cuerpo. Si las células no se reprodujeran, los organismos no podrían vivir por mucho tiempo.
Afortunadamente, las células se reproducen: reponen las células muertas y generan nuevas que permitan el crecimiento, desarrollo y/o reproducción de organismos u órganos. Durante este proceso existe una regla muy importante: una célula sólo puede surgir de otra, es decir, la única forma posible
de producirlas ocurre a través de la división de las ya existentes; por ello, todos los seres vivos somos producto de ciclos repetidos de esta reproducción celular que se remonta a los comienzos de la vida hace millones años. Pero, ¿cómo sucede este proceso? Una célula se reproduce mediante una secuencia de acontecimientos conocidos como ciclo celular, el cual tiene ciertas singularidades dependiendo del organismo, pero siempre realiza una tarea fundamental: copiar y transmitir su información genética a la nueva generación de células.
Ciclo celular: procarionte y eucarionte
Recordemos: todos los organismos procariontes son unicelulares, por lo tanto, cuando llevan a cabo la división celular significa que todo el organismo se está reproduciendo. Generalmente, durante su reproducción también denominada fisión binaria, no hay intercambio genético, por lo que se obtiene un nuevo organismo idéntico al parental.
Para que los procariontes entren al periodo de reproducción, necesitan señales externas que les indiquen que es momento de dividirse; las características de estas señales varían de especie a especie.
El ciclo celular de los procariontes consta de tres periodos o fases: B, C y D.
Muchos de los organismos eucariontes, como los seres humanos y las plantas, se originan a partir de una única célula: el óvulo fecundado, resultado de la unión de células sexuales (gametos) que provienen de un
organismo parental femenino y otro masculino, los cuales proveerán de un material genético al nuevo organismo. Esta célula producto de la fecundación se replicará en los individuos pluricelulares; por ejemplo, un ser humano adulto tiene millones de células que se especializan en diferentes funciones, pero todas son el resultado de aquella primera.
Al igual que en los procariontes, la división de células eucariontes implica señales de reproducción, duplicación del DNA y otros elementos de la célula, división nuclear (mitosis o meiosis) y del citoplasma.
Figura 19 Reproducción celular
Propósito formativo: Que el alumno identifique el proceso de reproducción de células procariotas, reconozca las fases del ciclo celular eucariota, distinga las fases tanto de la división mitótica como de la meiótica, y examine la importancia de la división celular en la vida de los organismos
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Las células eucariontes pueden experimentar dos tipos de división celular: mitótica o meiótica. La diferencia radica en la división nuclear que sufren, mitosis o meiosis respectivamente.
La división celular mitótica ocurre en todos los tipos de organismos eucariontes, es un mecanismo de reproducción asexual de las células. Es esencial para el desarrollo y crecimiento de un organismo pluricelular, tras la fecundación, y también para la reparación de sus tejidos a través de la sustitución de las células.
La reproducción sexual en los organismos eucariontes es posible gracias a la división celular meiótica. En los mamíferos se lleva a cabo en los ovarios y en los testículos, con lo cual se forman los gametos. Además, a diferencia de la división mitótica, cuyo resultado son células idénticas, la meiótica da como resultado células genéticamente distintas.
Mitosis
Justo ahora, al menos una de las células de tu piel se está reproduciendo por medio de la división celular mitótica, cuya característica principal es la división nuclear por mitosis. El resultado será una célula con dos núcleos iguales. Después, seguirá la división citoplasmática llamada citocinesis, que partirá a la célula. Tendremos dos células idénticas, cada una con un solo núcleo. Para su estudio, la mitosis se divide en profase, metafase, anafase y telofase, sin embargo todo es un proceso continuo. Revisemos con detalle la división del núcleo por mitosis. Regulación del ciclo celular
El proceso de división celular es muy preciso, una célula no puede estar defectuosa en nuestro organismo, es
como si al motor de un coche le colocaran una de sus piezas mal y… ¿si fueran varias piezas, qué crees que ocurriría?, ¿podría funcionar bien el coche?
Afortunadamente, para prevenir errores en el ciclo celular, existe un proceso de regulación que podría semejarse a una entrevista de trabajo: si cumple con los requisitos podrá pasar los filtros hasta llegar al puesto, en este caso: ser una célula hecha y derecha, capaz de reproducirse.
La regulación del ciclo celular comprende el control de la fabricación de nuevos componentes para la célula en crecimiento, el transporte de éstos a los lugares precisos y su separación en el momento correcto. De esta manera, el sistema de control del ciclo celular, activa o desactiva los diferentes mecanismos para garantizar que los procesos claves se lleven a cabo en la secuencia y de manera adecuada. Cuando hay daño, buscará repararlo, de no corregirse iniciará la apoptosis (muerte celular programada).
Figura 20 División celular
Figura 22 Ciclo Celular
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Todo este proceso se realiza mediante la activación e inhibición de proteínas indispensables durante las distintas fases del ciclo: las que permiten el progreso del ciclo como los complejos Cdk-ciclinas y aquellas que lo inhiben, frenos moleculares.
Hay cuatro puntos de control en la célula, ya sea para continuar o detener las distintas fases del ciclo celular: uno de restricción y tres más de control.
Envejecimiento celular
Hoy eres más viejo que ayer, que hace un mes y mucho más que hace cinco años. El envejecimiento sucede por una serie de modificaciones morfológicas y fisiológicas que ocurren con el paso del tiempo, probablemente se debe a la acumulación de daños moleculares. Estos cambios provocan que las células no funcionen de manera adecuada y los órganos comiencen a deteriorarse, pero ¿de dónde procede ese deterioro?
Todas las células del cuerpo de un ser vivo, con excepción de las germinales, se dividen por mitosis hasta 50 veces durante su vida. Esto se debe a que en
el extremo de los cromosomas se encuentra una secuencia repetitiva y sin información genética (telómeros) que se irá perdiendo durante la replicación del DNA, en la fase S de cada ciclo celular.
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Indica para cada uno de los enunciados si corresponde a división celular mitótica o división celular meiótica. Únelos mediante una flecha como el ejemplo, muestra el ejercicio al profesor, para su revisión y registró.
División celular mitótica Ocurre en las células somáticas. División celular meiótica
Genera células somáticas: piel, hueso, musculares, células del sistema nervioso.
El proceso sólo tiene una división.
La cantidad de cromosomas en la célula madre es diploide (2n).
La cifra de cromosomas en las células hijas es haploide (2n).Ocurre en las células somáticas.
Se obtienen dos células hijas diploides genéticamente idénticas.
Sucede en las células germinales.
Finalidad de esta división:
Crecimiento y renovación de tejidos.
Mantener la vida de los organismos.
Reproducción asexual.
A
33
1.5.3 LA CÉLULA
Todos los seres vivos estamos constituidos por células. Las células son muy pequeñas; no pueden ser observadas a simple vista. En la siguiente figura te mostramos una célula, y cada uno de sus organelos formados por biomoléculas, las que a su vez, están constituidas por átomos. Miles de distintas biomoléculas conforman una célula.
La célula es la estructura más pequeña capaz de realizar por sí misma las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. Todos los organismos vivos están formados por células. Algunos organismos microscópicos, como las bacterias y los protozoos, son unicelulares, lo que significa que están formados por una sola célula.
Las plantas, los animales y los hongos son organismos pluricelulares, es decir, están formados por numerosas células que actúan de forma coordinada.
El tamaño de las células es muy variable. La más pequeña, un tipo de bacteria denominada micoplasma, mide menos de una micra de diámetro. Entre las de mayor tamaño destacan las células nerviosas que descienden por el cuello de una jirafa, que pueden alcanzar más de 3 m de longitud. Las células humanas presentan también una amplia variedad de tamaños, desde los pequeños glóbulos rojos que miden 0,00076 mm hasta las hepáticas que pueden alcanzar un tamaño diez veces mayor. Aproximadamente 10.000 células humanas de tamaño medio tienen el mismo tamaño que la cabeza de un alfiler.
34
Las células presentan una amplia variedad de formas. Las de las plantas tienen, por lo general, forma poligonal. En los seres humanos, las células de las capas más superficiales de la piel son planas, mientras que las musculares son largas y delgadas. Algunas células nerviosas, con sus prolongaciones delgadas en forma de tentáculos, recuerdan a un pulpo. En los organismos pluricelulares la forma de la célula está adaptada, por lo general, a su función. Por ejemplo, las células planas de la piel forman una capa compacta que protege a los tejidos subyacentes de la invasión de bacterias. Las musculares, delgadas y largas, se contraen rápidamente para mover los huesos.
Las numerosas extensiones de una célula nerviosa le permiten conectar con otras células nerviosas para enviar y recibir mensajes con rapidez y eficacia.
Una célula debe soportar constantemente el tráfico, transportando moléculas esenciales de un lugar a otro con el fin de mantener las funciones vitales. Además, las células poseen una capacidad notable para unirse, comunicarse y coordinarse entre ellas. Por ejemplo, el cuerpo humano está formado por unos 60 billones de células.
Docenas de distintos tipos de células están organizadas en grupos especializados denominados tejidos y estos se unen para formar órganos, que son estructuras especializadas en funciones específicas.
Algunos ejemplos de estos órganos son el corazón, el estómago o el cerebro. Los órganos, a su vez, se constituyen en sistemas como el sistema nervioso, el digestivo o el circulatorio. Todos estos sistemas de órganos se unen para formar el cuerpo humano.
Los componentes de las células son moléculas, estructuras sin vida propia formadas por la unión de átomos. Las moléculas de pequeño tamaño sirven como piezas elementales que se combinan para formar moléculas de mayor tamaño.
Las proteínas, los ácidos nucleicos, los carbohidratos y los lípidos son los cuatro tipos principales de moléculas que forman la estructura celular y participan en las funciones celulares.
35
1.6 CARACTERISTICAS GENERALES DE ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES
Como ya recordamos, todos los organismos presentan características comunes inherentes a este nivel de organización de la materia, pero, ¿eso significa que todos los seres vivos son iguales? o ¿qué todos los organismo de un mismo grupo, género, especie son idénticos?
Observa las siguientes imágenes: ¿Diversidad de organismos?
¿En qué se diferencian?
_____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
En el estudio de las estructuras de los seres vivos a nivel celular se descubrió que existen dos tipos de células, la diferencia entre ellas es que unas tienen membrana internas y otras, en cambio, carecen de estas; debido a ello, reciben el nombre de procariotas las que no las tienen, por ejemplo las que constituyen a las bacterias.
Por otro lado las células que poseen membranas que recubren sus estructuras internas que forman los organelos, reciben el nombre de eucarióticas y se localizan en la mayor parte de los seres vivos, vegetales y animales.
H. Dutrochet en 1824 realizando observaciones de tejidos animales y vegetales concluyo que todos los organismos estaban formados por estructuras similares, surgiendo así la biología celular o citología, rama de la biología encargada del estudio de las células.
Propósito formativo: Con esta actividad el alumno lograra identificara, y analizará las diferencias entre los dos tipos de células. Competencia a desarrollar:
CG.7 Aprende por iniciativa e interés a lo largo de la vida
7.1 Define metas y da seguimientos a sus
procesos de construcción de conocimiento. CDB. 13. Relaciona los niveles de organización
36
Antón Van Leeuwenhoek diseño uno de los primeros microscopios para hacer observaciones de microorganismos, bacterias y células del cuerpo Humano.
https://www.youtube.com/watch?v=pfAJKQ0HAQI
Una célula posee tres partes básicas: la membrana celular, el citoplasma y el núcleo. La membrana celular es una cubierta molecular que delimita, da forma y relaciona a la célula con su medio, a continuación se describen las características de cada una.
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Célula Procarionte y Eucarionte: En el siguiente cuadro se muestran las diferencias entre la célula procariota y eucarionte.
Características de la célula PROCARIOTA Características de la célula EUCARIOTA
‐Pequeñas, generalmente entre 1 y 10 micras.
‐Grandes, generalmente entre 10 y 1000 micras.
‐Núcleo no delimitado por membrana. ‐Núcleo delimitado por membrana.
‐El ADN se encuentra en un cromosoma único en el citoplasma.
‐El ADN se ubica en varios cromosomas localizados en el núcleo.
‐Organelos transitorios si llegan a estar presentes.
‐Organelos permanentes, presentan
cloroplastos y mitocondrias con membrana.
‐Inmóviles o con flagelos simples. ‐Cuando son móviles presentan cilios o flagelos complejos.
‐Con plásmido (fragmento circular de ADN, que utiliza los ribosomas de la célula, el ARN y las enzimas para sintetizar sus propias proteínas y duplicarse a sí mismo.
‐Sin plásmido.
Pared celular presente ‐Pared celular formada por celulosa o
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Observa atentamente las imágenes y contesta lo que se te indique
CELULA PROCARIOTE CELULA EUCARIOTE
Señala las Diferencias Señala las semejanzas
A
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1. Con esta actividad los alumnos reflexionan acerca de los avances de la biología atribuido a varios investigadores que contribuyeron al descubrimiento y desarrollo de la célula.
Instrucciones: Relaciona ambas columnas colocando en el paréntesis el número correspondiente: 1. Robert Hooke 1665 ( ) Descubrió el aparato de Golgi
2. Antoine Van Leewenhoek
1674 ( )
Reseño que son las mitocondrias
3. H. Dutrochet 1824 ( ) Reconoce el núcleo
4. Robert Brown 1831 ( )
Describe el origen de las células eucariotas como consecuencia de sucesivas incorporaciones
simbiogenéticas de diferentes células procariotas
5. Jan E. Purkinge 1839 ( ) Descubrió los lisosomas
6. Theodor Boveri (1888). ( ) Acuño el termino de protoplasma
7. Maria Altmann (1890). ( )
Se le atribuye el descubrimiento del microscopio
8. Camilo Golgi (1898). ( ) Describió el centriolo
9. Christian De Duve (1952). ( )
Postulo que las plantas y animales están formadas por células
10. Teoría endosimbiótica de
la Dra. Margulis Lynn ( )
Empleo por primera vez la palabra célula
A
40
2- MAPA CONCEPTUAL.
Propósito: Con esta actividad el alumno completara el aprendizaje de manera lógica.
Instrucciones: Con los siguientes términos, formar el mapa conceptual con la palabra que creas conveniente.
Robert Hooke Citoplasma Bacteria
Plantas procarionte Microscopio
41
1.6.1 ESTRUCTURAS Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA
Estructura y función de los organelos celulares
ORGANELO
ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA (EN ESTA CELDA PONER
EL ORGANELO)
UBICACIÓN FUNCIÓN
Centriolos
Son estructuras largas redondas y rodeadas de membranas
Crecen junto a los lisosomas.
Sintetiza los microtubulos de los cilios y flagelos, puede producir hueso miotico en células animales.
Pared celular Estructura rígida compuesta por polisacárido estructural llamado celulosa en las células vegetales; en tanto que en las bacterias se encuentra constituida por peptidoglicanos. En la mayoría de los hongos de celulosa y quitina, excepto en los mycoplasmas.
Se encuentra recubriendo la membrana celular de las células vegetales, de las cianobacterias y los hongos.
Brinda rigidez, permite el paso del agua, del aire y materiales disueltos. La pared celular presenta aberturas que están en contacto con las membranas. Permitiendo el paso de material de una célula a otra.
Membrana celular Estructura formada por una doble unidad de membrana. Constituida químicamente de fosfolípidos, proteínas y carbohidratos.
Delimita al citoplasma de todas las células, en relación con su medio externo.
Delimita al contenido citoplasmático, da protección y permite el paso de algunas sustancias, e impide el de otras, ya que es selectivamente permeable.
Cilios Son pequeñas vellosidades formadas por nueve paquetes de microtúbulos externos y un par en posición central. Están constituidos químicamente por una proteína llamada tubulina
Se presentan en las membranas de los protozoarios y en el epitelio ciliado de las vías respiratorias superiores de los mamíferos.
Son utilizados para la locomoción, para la movilización de materiales en el intestino, tráquea, bronquios, etc. En protozoarios son empleados para la captura de alimento.
Flagelos Son estructuras largas en forma de látigo, de naturaleza química proteica.
Se localizan en la membrana celular de bacterias, protozoarios, algunos hongos, algas y en espermatozoides.
Son utilizados como mecanismos de locomoción y para la captura de alimento.
Retículo endoplásmico
Es un canal formado por un sistema complejo de membranos, constituido químicamente por una estructura lipoproteica similar a la membrana celular.
Se localiza en el interior de la célula; comunicando al núcleo con el exterior.
Participa en el proceso de la síntesis de proteínas. A través del retículo fluyen sustancias de desecho o de alimento para la célula hacia el aparato de Golgi.
Aparato de Golgi Serie de sacos planos y membranos de naturaleza química lipoproteína.
Se localiza en el citoplasma, cerca del núcleo.
Almacena sustancias como lípidos y proteínas y secreción de ellas.
Ribosomas Estructuras esféricas formadas por dos subunidades de diferente peso molecular y que se originan del nucléolo.
Se les puede localizar libres en el citoplasma o también adheridos a las membranas del R.E.R.
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Lisosomas Son estructuras esféricas rodeadas de una membrana, son producidas por el aparato de Golgi; en su interior se lleva a cabo la degradación enzimática.
Se les encuentra suspendido en el citoplasma de las células.
Están implícitos en la digestión de macromoléculas como son lípidos, polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos.
Mitocondria Organelo de doble membrana donde la interna forma crestas mitocondriales de composición química lipoproteica; en las crestas encontramos los transportadores de electrones y en la matriz mitocondrial una gran cantidad de enzimas.
Inmersas en el citoplasma de las células.
La mitocondria también es conocida como la “central energética”, ya que en ella se produce la mayor cantidad de energía metabólica bajo la forma de trifosfato de adenosina (ATP).
Vacuola Estructuras membranosas sencillas de naturaleza química lipoproteica, de forma esférica.
Se sitúan en el citoplasma de las células animales y vegetales.
Almacenamiento, digestiva, de excreción y osmorreguladoras (contráctiles).
Citoplasma Químicamente está formado por afuera y en él se encuentran en suspensión o disuelta distinta sustancias, como proteínas, enzimas, líquidos, hidratos de carbono, sales minerales.
Nutritiva, de almacenamiento,
estructural. El citoplasma es el soporte que da forma a la célula y es la base de sus movimientos.
Es una estructura celular que se ubica entre la membrana celular y el núcleo. Está constituida por una sustancia semilíquida (coloquial).
Citoesqueleto Interconexiones de naturaleza química proteica, de forma filamentosa.
Se localiza en el interior de citoplasma.
Mantiene la forma tridimensional de la célula fija a los organelos y permite un tránsito interno
Núcleo Estructura de forma esférica y de tamaño variado; en las células eucarióticas se presenta una membrana nuclear con poros, que encierra al nucleoplasma, al nucléolo y a la cromatina (ADN); también se encuentran enzimas y proteínas.
En las células procarioticas no hay membrana nuclear.
Posición central, tendiente hacia la región superior.
Coordina los procesos metabólicos, la reproducción y la herencia, por lo cual se considera el centro de control de la célula.
Nucléolo Estructura esférica, de composición química a base de RNA.
