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Ernst Haeckel, médico, naturalista y evolucionista alemán que vivió desde 1834 hasta 1919;

fue también un gran dibujante y creó un gran libro de grabados titulado “Obras de arte de la Naturaleza”

INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACIÓN DOCENTE

9-002 “TOMÁS GODOY CRUZ”

PROFESORADO

DE

BIOLOGÍA

Cuadernillo de ingreso

2018

ISFDyT 9-002 “Tomás Godoy Cruz” Profesorado de Biología - 2018

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Índice

Bienvenida, 4 EL LABORATORIO DE CIENCIAS, 11 INTRODUCCIÓN, 10, Véase NÚCLEO I -EL ORIGEN-, 16 NÚCLEO II - Características de los seres vivos, 20 NÚCLEO III - BIOLOGÍA CELULAR, 24 NÚCLEO IV – METABOLISMO CELULAR, 30 Núcleo IX - Sistemas ecológicos, 56 NÚCLEO V - GENÉTICA, 34 NÚCLEO VI - EVOLUCIÓN, 41 NÚCLEO VII – CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS, 44 Núcleo VIII - El organismo humano, 49 NÚCLEO X – MATERIA Y ENERGÍA, 62 NÚCLEO XI - SISTEMAS EN EQUILIBRIO, 75


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Bienvenida a los aspirantes a ingresar

al Profesorado de Biología

Con estas palabras queremos darte la bienvenida al Instituto Superior de Formación Docente y Técnica 9-002 “Tomás Godoy Cruz”. Esperamos que en esta nueva etapa que hoy inicias puedas cumplir con tus expectativas. En nuestra escuela te pondrás en contacto con la Ciencia y con el aprendizaje de ella. Entendemos que enseñar Ciencia es generar situaciones de a p r e n d i z a j e que estimulen las ganas de preguntarse cómo funciona la naturaleza. La ciencia no tiene un único método, no tiene una clave para descifrar el mundo que nos rodea. Sólo la creatividad del ser humano encuentra la forma de develar sus secretos.

Avanzar en este camino significa redescubrir el conocimiento, generar ideas propias y originales, estimular la

reflexión y el análisis. La ciencia es primordialmente una forma de vivir y de actuar ante las situaciones y circunstancias que en cada momento enfrentamos. La autonomía, la confianza en sí misma, la iniciativa, la creatividad y la solidaridad son principios que acompañan a la persona que se forma en el campo de la ciencia, principios que deben reforzarse cuando además se suma la tarea de enseñar ciencia. La estructura científica y pedagógica de este Profesorado en Biología está direccionada en tal sentido. Esta es nuestra propuesta: construir la ciencia y aplicarla a la vida. Una ciencia para todas las personas, no sólo para los científicos. Una ciencia que promueva el desarrollo humano y la educación integral de nuestros alumnos y tus futuros alumnos.

Desarrollo del curso de ingreso

El presente cuadernillo contiene producciones pedagógicas que han sido elaboradas con el objetivo de

orientar a los aspirantes a ingresar al Profesorado de Biología de nuestra Institución, en el proceso de revisión y actualización de algunos contenidos básicos necesarios como insumo para el examen de ingreso.

Para una mayor apropiación de los temas se han elaborado algunas actividades que permiten fortalecer las

competencias: resolución de problemas y comprensión lectora. Cabe aclarar que el material presentado es un aporte al aprendizaje para rendir el examen, pero no limita las posibilidades de acceder a otras fuentes bibliográficas que pueden servir para ampliar y profundizar los aspectos aquí tratados.

Durante el mes de febrero se realizarán dos semanas de encuentros presenciales y será requisito participar con

el 75% de asistencia. Allí los docentes ampliarán esta propuesta escrita, acompañarán tus desempeños y estarán a disposición para evacuar las dudas que pudieran ir surgiendo.

Recomendaciones para el uso y aprovechamiento de este cuadernillo

Para que este material didáctico te resulte ameno, de fácil comprensión y cumpla el propósito de guiarte en el aprendizaje, te brindamos algunas recomendaciones:

Realizar una lectura minuciosa de cada tema antes de realizar las actividades propuestas. Esto servirá para comprender mejor los conceptos y reafirmar los conocimientos.

Elaborar síntesis (resúmenes, mapas conceptuales, esquemas, etc.) y/o hacer uso de resaltador para destacar las ideas centrales.

Confeccionar un cuaderno de notas paralelo a la lectura y estudio de este cuadernillo, que recoja todo el trabajo realizado y las dudas que surjan sobre la marcha.

Completar, cuando lo crea necesario, la información brindada con bibliografía específica. Cronograma propuesto

ACCIÓN FECHA

Inscripción

Clases del curso de ingreso

Examen de ingreso

Publicación de los resultados

Inicio de clases


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La elección de la Carrera

Emprender este camino implica el comienzo de una sólida construcción que será un pilar de la comunidad toda, es una gran responsabilidad que será recompensada en lo cotidiano de la labor docente. Sabemos que la docencia viene cargada de desafíos complejos, pero también reconocemos la sencillez de los pequeños gestos que engrandecen y ratifican esta decisión.

Muchos pueden haber experimentado otros recorridos y estos vendrán a sumar experiencias a los futuros desempeños, incluso otras obligaciones, como las laborales y familiares, lejos de ser un obstáculo, serán nuestra principal motivación para alcanzar las metas propuestas. Otros quizá, vienen a comprender este nuevo reto de la educación en el nivel superior en esta, nuestra casa de estudios, en la cual los docentes que formamos parte, comprendemos las dificultades a las que deberán hacer frente. Por ello, directivos, coordinadores y profesores están predispuestos a acompañarlos en este nuevo trayecto.

La vocación

La vocación no es una mera elección, no está predeterminada ni es algo estático e inflexible. Involucra nuestras experiencias, preferencias y aptitudes, pero también va siendo realizada a medida que avanzamos y afianzamos la decisión de enfrentar este trayecto. Pero por, sobre todo, es un llamado a la acción, una convicción que se ejerce en pro del bien común. Así, nuestra vocación no es ser profesores, sino enseñar. Nuestra formación y la obtención del título se vuelven tan sólo un instrumento para llevar a cabo nuestra aspiración.

D e n o m i n a c i ó n d e l a C a r r e r a Profesorado de Educación Secundaria en Biología

T í t u l o a o t o r g a r Profesor/a de Educación Secundaria en Biología (título no universitario, con validez nacional)

D u r a c i ó n d e l a C a r r e r a 4 años

C a r g a h o r a r i a t o t a l d e f o r m a c i ó n d e l e s t u d i a n t e

2.955 horas reloj (4.432 horas cátedra)

O b j e t i v o s d e l a c a r r e r a

Contribuir al fortalecimiento de la Educación Secundaria Provincial, entendida ésta como una Unidad Pedagógica y como un factor estratégico para garantizar la equidad y la inclusión social, a través de la Formación Inicial de “Profesores de Educación Secundaria en Biología”, dentro del marco general que plantean las Políticas Educativas Nacionales y Provinciales

Formar docentes capaces de asumirse como educadores comprometidos y sólidamente formados con quienes se vinculan los adolescentes, jóvenes y adultos de modo sistemático, y de desplegar prácticas educativas contextualizadas, desde claros posicionamientos teóricos, con creatividad, espíritu de innovación, compromiso social y respeto por la diversidad.

Garantizar una formación docente inicial integral, a través del desarrollo equilibrado de los campos de formación pedagógica, específica y de la práctica profesional docente, con los aportes de las diferentes áreas del conocimiento.

Promover el desarrollo de habilidades y actitudes para el ejercicio ético, racional, reflexivo, crítico y eficiente de la docencia, entendiendo que la Educación Secundaria es un derecho y un deber social, y que los adolescentes, jóvenes y adultos son sujetos de derecho, seres sociales, integrantes de una familia y de una comunidad, que poseen características personales, sociales, culturales y lingüísticas particulares y que aprenden en un proceso constructivo y relacional con su ambiente.

Estimular procesos que impulsen la cooperación y la conformación de redes interinstitucionales, el trabajo en grupo y la responsabilidad, propiciando la formación de ciudadanos y profesionales conscientes de sus deberes y derechos, dispuestos y capacitados para participar y liderar en la detección y solución de los problemas áulicos, institucionales y comunitarios diversos.

Propiciar en los futuros docentes la construcción de una identidad profesional clara, a través de los análisis de los fundamentos políticos, sociológicos, epistemológicos, pedagógicos, psicológicos y didácticos que atraviesan las teorías de la enseñanza y del aprendizaje y del desarrollo de las competencias que conforman la especificidad de la tarea docente en el ámbito de la Educación Secundaria.


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P e r f i l d e l e g r e s a d o

Por una parte, se concibe la docencia como práctica de mediación cultural reflexiva y crítica, caracterizada por la capacidad para contextualizar las intervenciones de enseñanza en pos de encontrar diferentes y mejores formas de posibilitar los aprendizajes de los/as alumnos/as y apoyar procesos democráticos en el interior de las instituciones educativas y de las aulas, a partir de ideales de justicia y de logro de mejores y más dignas condiciones de vida para todos/as los/as alumnos/as.

Por otra parte, la docencia es un trabajo profesional institucionalizado, que se lleva a cabo en las instituciones educativas, en el marco de la construcción colectiva de intereses públicos, de significados y aspiraciones compartidas y del derecho social a la educación. Ello implica la necesaria autonomía y responsabilidad profesional para la genuina toma personal de decisiones para enseñar, como una actividad comprometida, simbolizante, enriquecedora, y para construir espacios de producción compartida y colaborativa en las instituciones educativas en las que la labor del equipo docente pueda primar por sobre el trabajo individual y aislado. Esto exige integrarse con facilidad en equipos, grupos de pares, con el fin de reflexionar sobre el aprendizaje, nuevos modelos didácticos y problemáticas compartidas para superarlas en forma creativa y colectiva. Requiere, asimismo, del ejercicio de la autoridad pedagógica, no sólo como autoridad formal, sino como profesional reconocido y legitimado por su responsabilidad en la enseñanza y por sus propuestas educativas.

Además, la docencia es también una práctica pedagógica construida a partir de la transmisión de conocimientos y de las formas apropiadas para ponerlos a disposición de sus alumnos/as y que toma a la diversidad como contexto. Ello implica la capacidad de analizar la práctica cotidiana incorporando las dimensiones siempre particulares del contexto de la práctica, tanto en el nivel organizacional como en el aula, en vistas a la mejora continua de la enseñanza. Estas prácticas requieren interrogarse acerca de la contextualización de los principios generales de la enseñanza en los espacios locales de su realización.

Se aspira a formar un/a profesor/a en Biología para la Educación Secundaria que sea a la vez persona comprometida con la disciplina y su enseñanza, mediador intercultural, animador de una comunidad educativa, promotor del respeto a la vida y a la ley en una sociedad democrática y que desde una comprensión de la real de la disciplina, logre contribuir a formar ciudadanos científicamente alfabetizados. Se pretende formar un docente con capacidad de:

- Asumirse como un ser autónomo y colectivo, comprometido con la realidad sociocultural en la

cual está inserto, que pueda:

Reflexionar sobre su propia historia y experiencias.

Aceptar sus limitaciones y optimizar sus posibilidades.

Concebirse como un sujeto en proceso de construcción dinámica.

Establecer vínculos basados en el respeto y valorización recíprocos.

Entablar relaciones y vínculos positivos y de confianza con los adolescentes, jóvenes y adultos destinatarios/as de la Educación Secundaria, dando lugar a las experiencias personales, las preguntas, los intereses, las motivaciones y la seguridad en sus capacidades y deseos de aprender.

Valorar a los otros como sujetos, sociales e históricamente constituidos o en proceso de constitución.

Desarrollarse como protagonista responsable del momento histórico en el que le toca desempeñarse.

Participar activa y democráticamente en la vida institucional y comunitaria.


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- Construir dinámicamente una identidad como profesional docente que le permita:

Contribuir a la formación de sujetos, en tanto, actores fundamentales de la sociedad, que puedan, a través de la experiencia, su reflexión y sistematización, producir conocimientos y superar los modelos reproductivistas de la ciencia biológica.

Identificar las características y necesidades de aprendizaje de los sujetos, adolescentes, jóvenes y adultos, como base para su actuación docente.

Concebir y desarrollar dispositivos pedagógicos para la diversidad asentados sobre la confianza en las posibilidades de aprender de los/as alumnos/as fortaleciendo sus potencialidades para un desarrollo pleno y armónico y sus capacidades para construir conocimientos, comunicarse, participar en su entorno libre y creativamente, cooperar y convivir con tolerancia y respeto por los demás.

Promover el aprendizaje y el desarrollo cognitivo, social y afectivo de los/as alumnos/as.

Diseñar e implementar prácticas educativas pertinentes y acordes con la heterogeneidad de los sujetos y sus contextos, siendo capaz de desempeñar sus tareas en realidades diversas (espacios urbanos, suburbanos o rurales), demostrando atención y respeto por la diversidad de características y condiciones relacionadas con el idioma, las formas de vida de la familia, los patrones de crianza y el entorno comunitario.

Integrar en la tarea educativa a la comunidad, propiciando comunicaciones fluidas, diálogos constructivos y respeto mutuo en la búsqueda de criterios compartidos acordes con los principios formativos del nivel.

Trabajar en equipo con otros docentes, elaborar proyectos institucionales compartidos y participar y proponer actividades propias de las instituciones de Educación Secundaria como así también con las organizaciones de la comunidad.

Diseñar y desarrollar proyectos, emprender y colaborar con programas que promueven el bienestar de los sujetos destinatarios de la acción educativa.

Desarrollar el pensamiento divergente, la capacidad expresiva y comunicativa, sensibilidad estética y valorar el patrimonio cultural y ambiental.

Asumir un compromiso en la configuración y consolidación de la enseñanza de la Biología en la Educación Secundaria.

Tomar decisiones con base científica desde la interpretación crítica de la información brindada por los medios de comunicación.

Adoptar una actitud crítica sobre su acción, reflexiva y siempre abierta al cambio y estar dispuesto a indagar, replantear y resignificar situaciones o conceptos o decisiones de la práctica docente.

Dar continuidad a su formación inicial, profundizando sus conocimientos y su capacidad reflexiva acerca de sus propias prácticas, de los sujetos, los campos disciplinares, los contextos, las innovaciones y su identidad como docente.

- Desplegar prácticas educativas en las cuales manifieste la capacidad de:

Desempeñarse profesionalmente en diversas estructuras organizacionales, las orientaciones y modalidades de la Educación Secundaria.

Reconocer el sentido socialmente significativo de los contenidos de la Biología propios de la Educación Secundaria, y asegurar su enseñanza, con el fin de ampliar y profundizar las experiencias sociales extraescolares y fomentar nuevos aprendizajes.

Dominar la Biología, en tanto disciplina a enseñar y actualizar activamente su propio marco de referencia teórico, reconociendo el valor de esta ciencia para la construcción de propuestas de enseñanza, atendiendo a la especificidad del nivel y a las características de los sujetos que atiende.

Favorecer el desarrollo de las capacidades de comunicación y expresión de los sujetos, a través de diferentes lenguajes verbales y no verbales.


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Generar ambientes y espacios de trabajo que resulten estimulantes para los/as alumnos/as, y que puedan ser percibidos por ellos/as como un entorno seguro, de establecimiento de vínculos pedagógicos de intercambio y debates entre pares.

Mediar los procesos de enseñanza y aprendizaje de la Biología a partir de propuestas didácticas integradoras, tendientes a lograr significatividad y funcionalidad en el aprendizaje de las ciencias naturales en toda su relevancia y complejidad.

Facilitar los aprendizajes a través de estrategias didácticas que apunten a resolver problemas significativos y relevantes para el contexto social y cultural particular de los sujetos.

Conducir los procesos grupales y facilitar la integración social.

Acompañar el avance en el aprendizaje de los/as alumnos/as identificando tanto los factores que lo potencian como los obstáculos que constituyen dificultades para el aprender.

Seleccionar y/o construir materiales y recursos didácticos a partir de criterios fundados desde la Biología que permitan el uso significativo y relevante de los mismos.

Reconocer y utilizar los recursos disponibles en las instituciones de Educación

Secundaria para su aprovechamiento en la enseñanza de la Biología.

Programar y realizar evaluaciones diagnósticas, integradoras, continuas y sistemáticas, centradas en los procedimientos y saberes de la Biología, atendiendo a la diversidad de sujetos, situaciones y contextos, y que permitan valorizar cualitativamente los logros y potencialidades de los/as alumnos/as.

Seleccionar y utilizar nuevas tecnologías de manera contextualizada, como una alternativa válida para la apropiación de saberes actualizados y como potenciadoras de la enseñanza y de la participación activa del/la alumno/a en su propio proceso de aprendizaje.

Comprender la responsabilidad que implica el uso social y didáctico de las nuevas tecnologías en tanto medio posible para la inclusión social.

Tomar decisiones sobre la distribución y optimización de los tiempos y del espacio áulico para la enseñanza de la Biología en Educación Secundaria.

Reconocer las características y necesidades del contexto inmediato y mediato de las instituciones y de los sujetos a fin de adecuar las intervenciones educativas.

Potenciar creativamente el uso de los recursos disponibles para el ejercicio de su profesión.


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E s t r u c t u r a c u r r i c u l a r

El cursado involucra una franja horaria que abarca desde las 17:00 hs. Hasta las 23:00. Sin embargo, queda reducida considerablemente debido a que los profesores pueden destinar horas al aprendizaje virtual u otra serie de actividades semipresenciales. La asistencia está contemplada para que los alumnos puedan trascurrir sus estudios mientras desempeñan sus actividades laborales y familiares.

PRIMER AÑO SEGUNDO AÑO TERCER AÑO CUARTO AÑO

Cuatrimestre 1 Cuatrimestre 2 Cuatrimestre 1 Cuatrimestre 2 Cuatrimestre 1 Cuatrimestre 2

Cuatrimestre 1

Cuatrimestre 2

Biología General

Biología Celular y Molecular

Genética

Biología Humana

Educación

Sexual

Educación para

la Salud

Matemática

Bioestadística

Física Biológica

Didáctica de la Biología II

Bioética

Educación Ambiental

Química General e Inorgánica

Química Orgánica y Biológica

Didáctica de la Biología I

Tecnologías de la Comunicación y la

Información

Ensayos de Citogenética y

Evolución

Biología de los microorganismos y los

hongos

Morfofisiología

Vegetal

Ecología General

UDI - CFE

UDI - CFE

Promoción de la Salud

Física General

Morfofisiología Animal

Diversidad Animal

Ciencias de la Tierra

Diversidad Vegetal

UDI - CFG

UDI - CFG

Prácticas de Lectura, Escritura y Oralidad

Historia Política, Social, Económica y Cultural de América

Latina

Psicología Educacional

Sujetos de la Educación

Historia de las

Ciencias Biológicas y su Epistemología

Biodiversidad y

Evolución

Práctica Profesional Docente IV

Pedagogía

Didáctica General

Historia y Política de la

Educación Argentina

Instituciones

Educativa

Filosofía

Sociología de

la Educación

Práctica Profesional Docente I

Práctica Profesional Docente II

Práctica Profesional Docente III

ELECTIVAS

ELECTIVAS

ELECTIVAS

ELECTIVAS

Referencia de colores:

AUTORIDADES DE LA INSTITUCIÓN

RECTOR

Prof. Cristian Barzola

DIRECTORA Prof. Mónica Contreras

REGENTE

Prof. Andrea Calvo

COORDINADORA DEL PROFESORADO DE BIOLOGÍA Prof. Ana Carolina Huczak

CFG

Campo de la

Formación General

CFE

Campo de la Formación Específica

CFPPD

Campo de Formación en la Práctica

Profesional Docente


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INTRODUCCIÓN

La palabra “ciencia” deriva de un verbo latino que significa conocer. La ciencia, tanto la biológica como las otras, consiste en una manera de interpretar el mundo que nos rodea. El estudio de la biología es diverso y complejo, requiere reconocer y caracterizar los diferentes procesos y patrones biológicos que operan en distintas escalas de espacio y tiempo. Para comprender los procesos de construcción de este conocimiento se hace necesario conocer los aspectos históricos, sociales y culturales. Los científicos obtienen datos para responder una pregunta, para apoyar o rechazar una idea, pero las grandes contribuciones de la ciencia no son simplemente la adición de datos nuevos, sino la percepción de nuevas relaciones entre datos ya existentes, implican el desarrollo de nuevas ideas. El estudio de todos estos aprendizajes sobre los organismos vivos, su historia, sus propiedades y sus actividades no debe convencernos de que ya sabemos todo. Esto puede ir cambiando gradualmente o incluso de manera súbita, sin contar que muchas preguntas aún no tienen respuesta. Es más, muchas buenas preguntas aún no han sido formuladas y tal vez seamos nosotros o nuestros futuros alumnos quienes las formulen.

En un comienzo encontramos un pálpito o conjetura que puede terminar concretándose como una

hipótesis. La puesta a prueba de una hipótesis puede hacerse mediante ensayos experimentales u otras formas puesto que no existe un “método científico” único y definido, pero de ninguna manera se confirman este tipo de afirmaciones como verdaderas e irrefutables, tan sólo que bajo las condiciones observadas explican bastante bien, y provisoriamente, las causas observadas. Sin embargo, repetidas pruebas exitosas de una

hipótesis van construyendo un núcleo fuerte de explicaciones en torno a ella que la van fortaleciendo en el ámbito explicativo.

Cuando un científico ha reunido datos suficientes para validar una hipótesis, comunica los resultados a otros científicos quienes podrán repetir las observaciones, los experimentos en un intento de confirmarla, negarla o ampliarla.

Cuando una hipótesis amplia y de importancia fundamental

ha sobrevivido a un número de pruebas independientes, con un número suficiente de datos, recibe el nombre de teoría. Así, en ciencia, una teoría tiene un significado un poco diferente del que tiene en su uso común, dejando de ser una mera noción abstracta y especulativa. Una teoría que ha resistido repetidas pruebas se eleva al estatus de ley o principio, aun cuando no se identifique como tal. Aun así, el saber científico está en constante revisión y tensión, sometido a debates y contrastaciones.

En biología, es más común trabajar con “modelos

científicos”, propuestas teóricas construidas tan sólo para interpretar los fenómenos del mundo natural. Intentan explicar una parte de la realidad, pero no son la realidad en sí misma.

En la figura se observa ejemplificada de forma idealizada la investigación mediante la

utilización de hipótesis; sin embargo no todos los procesos son iguales.

Las preguntas y las ideas son el disparador de toda actividad científica, por lo que el rol del docente de ciencias cumple un rol fundamental en este motor generador.


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El principio de la Biología

Antes del siglo XIX no existían las “ciencias biológicas” tal como las conocemos hoy. La anatomía sólo era una rama de la medicina humana, la botánica sólo buscaba encontrar nuevas hierbas medicinales o cultivos, y la historia natural estudiaba los animales en el contexto de la teología, tratando de encontrar las causas finales en la armonía de la naturaleza.

La palabra “biología” –del griego bios, vida y logos, estudio- fue acuñada hace poco más de

doscientos años para definir la ciencia de la vida. Sin embargo, es una disciplina que involucra muchas relaciones con otras ciencias y depende en gran medida del aporte de estas y de muchas otras.

Esta ciencia, que podemos considerar como una rama de las ciencias naturales, es la que más

desarrollo ha tenido en los últimos tiempos. Los nuevos conocimientos van impactando incluso en la industria, la medicina, la agricultura, entre tantos otros campos. En la actualidad, los conocimientos biológicos permiten comprender y enfrentar ciertos problemas de gran relevancia tales como los mecanismos involucrados en las enfermedades infecciosas y su tratamiento, la dinámica de la biodiversidad o del uso sustentable de los recursos ecosistémicos. Sin embargo, todos debemos saber que no todos los desarrollos científicos constituyen verdaderos aportes para el progreso de la sociedad y en esto la alfabetización científica de los ciudadanos debe constituir el principal mecanismo de regulación sobre las prácticas científicas.

EL LABORATORIO DE CIENCIAS

El Microscopio

En 1665 Robert Hooke observó con el microscopio de un delgado corte de corcho y pudo notar la porosidad del material; dichos poros, en conjunto, formaban cavidades que eran poco profundas y con forma de cajas, a las que llamó células. Lo que había observado Hooke eran las paredes de las células muertas de ese material vegetal. Un tiempo más tarde, Marcelo Malpighi, un reconocido anatomista y biólogo italiano, pudo observar células vivas y fue el primer encargado de estudiar tejidos vivos en el microscopio.

A mediados del siglo XVII, un comerciante de origen holandés Van Leeuwenhoek describió por primera vez bacterias, protozoos, espermatozoides y glóbulos rojos mediante el uso del microscopio.

Este hombre sin ningún tipo de preparación científica, puede tomarse como el fundador de la bacteriología. Él mismo se encargaba de tallar sus lupas sobre pequeñas esferas de cristal, sus diámetros no llegaban a alcanzar el milímetro.

Con estas diminutas distancias focales; examinó por primera vez los glóbulos rojos y descubrió que el semen tenía espermatozoides; durante su vida jamás reveló sus secretos ni sus métodos. Falleció en 1723, 26 de sus artefactos fueron donados a la Royal Society de Londres.

El ojo humano es capaz de distinguir objetos que están separados como mínimo 100 micrómetros (1

micrómetro es la milésima parte de un milímetro). Esta capacidad se denomina poder de resolución. Se expresa como la mínima distancia que hay entre dos puntos para que se perciban como separados y distintos. Por ejemplo. al fijar la vista en dos líneas separadas por menos de 100 micrómetros (0,1 mm) se verá en realidad una sola línea gruesa. En cambio, si las dos líneas estuvieran separadas por 120 micrómetros, se percibirán como separadas una de la otra.

La gran mayoría de las células eucariotas miden entre 10 y 30 micrómetros de diámetro (unas 3 a 10

veces menos que el poder de resolución del ojo humano) y las células procariotas son todavía menores. Para poder distinguir bien las células, es necesario usar instrumentos que superen la resolución de nuestro ojo, para esto utilizaremos el microscopio óptico.


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Se puede definir a la palabra microscopio como un elemento o instrumento que nos facilita la tarea de observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos por nuestros ojos. Existen distintos tipos de microscopios, por ende, cada uno de ellos posee una función y característica diferente. El microscopio más común y el primero en ser inventado es el de tipo Óptico. Éste es un instrumento que posee una o varias lentes que nos permiten tener una imagen aumentada del objeto que estamos estudiando, su funcionamiento es por refracción. La palabra microscopio se relaciona con la palabra microscopía, ésta es la ciencia de estudiar los pequeños objetos mediante el uso de dicho instrumento. Otros tipos de microscopios son el electrónico de transmisión, capaz de aumentar los objetos muchas veces más que el microscopio óptico, por ejemplo, nos permite ver la estructura de la membrana plasmática, y el electrónico de barrido, que nos brinda imágenes tridimensionales de estructuras muy pequeñas.

El microscopio óptico está compuesto por diferentes partes las cuales tenemos que conocer para

hacer un buen uso del mismo.

Partes del microscopio

Ocular: Amplía y capta la imagen que se forma en los objetivos. Es la lente que se encuentra próxima al ojo de quien observa. Revolver: Lugar donde se encuentran los objetivos y permiten que éstos roten. Objetivo: Es la lente que se encuentra cerca del revólver. Es el elemento vital que permite ver a través de los oculares. Condensador: Es el elemento que concentra los rayos de luz sobre la muestra. Diafragma: Regula la cantidad de luz que recibe el condensador. Foco: Deriva los rayos de luz hacia el condensador. Tubo: Se une al brazo a través de una cremallera Tornillos macro y micrométrico: El primero realiza movimientos rápidos y el segundo permite un enfoque más fino. Platina: Es el lugar donde se colocan los portaobjetos con las muestras y posee un orificio en el centro para permitir el paso de los rayos de luz. Base: Donde se sustenta el microscopio.

I.S.F.D. 9-002 “Tomás Godoy Cruz” Profesorado de Biología - 2018

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Material de Laboratorio

El material volumétrico puede en general, clasificarse de acuerdo a la función a que está destinado como “para contener” o “para verter”. Dentro de ellos los hay que permiten la ejecución de medidas exactas y otros que solo las permiten de manera aproximada. Recipientes para contener exactos son: los matraces aforados y Erlenmeyer y aproximados los vasos de precipitación. Entre los usados para verter son exactos las pipetas aforadas y las buretas y aproximados las pipetas graduadas, probetas, vasos de precipitación, etc.

Para contener exactos:

Para verter exactos:

- Pipetas aforadas (pueden ser):

- Simple aforo: Solo poseen un enrase

Matraces: Miden por llenado volúmenes exactos. Tienen una base ancha y un cuello largo proporcional al volumen que contienen el cual está indicado por una marca o aforo. Los hay de 25-50-100-200-250-500-1000-2000ml. Se usan para preparar soluciones valoradas, para efectuar diluciones, etc

Erlenmeyer: Tienen forma cónica, tiene distintos tamaños el más usado es el de 250ml. Se utiliza para contener la muestra y los reactivos auxiliares si los hubiere. Por su forma es el elemento indicado para efectuar con él las titulaciones, puesto que al agitar por rotación, es muy difícil que el líquido se proyecte hacia afuera.

Doble aforo: Constan de dos enrases, uno superior y otro inferior y en la parte media hay un lóbulo central que es el que retiene la mayor cantidad de liquido. Mide por escurrimiento, las hay de distintos volúmenes 1-2-5-10-15- 20-25-50, las que más se usan son de 10ml.

Buretas: Son instrumentos exactos, utilizados para descargar con exactitud volúmenes conocidos pero variables. Constan de un tubo de diámetro uniforme marcado donde cada ml se divide en 10 partes (decimos), están graduadas para 25ml y 50ml. En el extremo inferior poseen un robinete que puede ser de vidrio o de teflón.


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Para contener y verter aproximado

Limpieza de material

El material de laboratorio siempre debe almacenarse limpio. Muchas sustancias son capaces de deteriorar los materiales, los cuales suelen ser costosos y difíciles de conseguir.

Los jabones o detergentes y cepillos resultan suficientes en buena parte de los casos para el lavado de material de vidrio en general.

Vaso de precipitación: El vaso de precipitado es un recipiente de vidrio fino que se utiliza generalmente en el laboratorio para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos. Son cilíndricos de fondo plano, sus capacidades varían desde 1ml hasta varios litros. Son fabricados generalmente en vidrio pero puede haber de metal (aluminio) o plástico.

Mechero: El mechero es utilizado en el laboratorio para calentar o esterilizar muestras químicas. Es una de las fuentes de calor más sencillas del laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas. Consta de una entrada de gas sin regulador, una entrada de aire y un tubo de combustión. El tubo de combustión está atornillado a una base por donde entra el gas combustible a través de un tubo de goma, con una llave de paso. Presenta dos orificios ajustables para regular la entrada de aire.


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Actividad: Materiales de laboratorio

1. Reconocer y señalar las partes de un microscopio óptico

2. Completar el cuadro que figura a continuación, utilizando las definiciones anteriormente

mencionadas.

1)………. ………………la imagen que se forma en los objetivos

12)……… Elemento vital que permite……………………………….

11)……… Lugar donde se colocan los……………………………….

5)………... Realiza movimientos………………………….…………..

6)……….. Realiza un enfoque………………………………………..

3. Señale los materiales para contener exactos y para verter exactos. Diga las diferentes capacidades de los mismos.

4. Señale que material se utiliza para contener y verter aproximado. 5. Describa brevemente el uso de la bureta. 6. Nombre sustancias de limpieza en un laboratorio


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NÚCLEO I -EL ORIGEN-

ORIGEN DEL UNIVERSO

El Universo, según las teorías actuales, habría comenzado con una gran explosión o “Big Bang”. Antes de esta explosión, probablemente toda la energía y la materia se encontraban en forma de energía pura, comprimida en un punto inimaginablemente pequeño. Según este modelo cosmológico, esta energía se liberó y comenzó a formar las primeras partículas de materia. Primero habrían aparecido las partículas subatómicas, los neutrones y los protones, luego se habrían combinado formando los núcleos atómicos. Más tarde cuando la temperatura descendió un poco, la carga positiva de los protones habría atraído a los electrones, cargados negativamente, y se habrían formado los primeros átomos.

Formación del Sistema Solar Hace aproximadamente 5.000 millones de años, según

calculan los cosmólogos, la estrella que es nuestro Sol comenzó su existencia. El Sol se formó como otras estrellas a partir de la acumulación de partículas de polvo y gases de hidrógeno y helio, que formaban remolinos en el espacio entre las estrellas más viejas. La inmensa nube que se convertiría en el Sol se condensó gradualmente a medida que los átomos de hidrógeno y de helio eran atraídos unos a otros por la fuerza de la gravedad y caían en el centro de la nube, cobrando velocidad mientras caían. Cuando la aglomeración se hizo más densa, los átomos se movieron más rápidamente, más átomos chocaban unos contra otros y el gas de la nube se tornó más y más caliente. A medida que la temperatura se elevaba, se intensificó la violencia de las colisiones hasta que átomos de hidrógeno chocaron con tal fuerza que sus núcleos se fusionaron formando átomos de helio adicionales y liberando energía nuclear. Esta reacción termonuclear aún ocurre en el corazón del Sol y es la fuente de energía que se irradia desde su incandescente superficie. Los planetas se habrían formado a partir de los restos del gas y del polvo


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que giraban alrededor de la estrella recién formada. Al comienzo, las partículas deben haberse reunido al azar, pero a medida que la masa aumentaba de tamaño otras partículas comenzaron a ser atraídas por la gravedad de las masas más grandes. El torbellino de polvo y las esferas en formación continuaron girando alrededor del Sol hasta que, finalmente, cada planeta hubo limpiado por completo su propia órbita, recogiendo la materia suelta, a la manera de una bola de nieve gigantesca.

Se estima que los planetas, incluyendo la Tierra, comenzaron su existencia hace aproximadamente

4.600 millones de años. Durante el tiempo en que la Tierra y otros planetas estaban formándose, la liberación de energía a partir de materiales radiactivos mantenía sus interiores muy calientes. Cuando la Tierra aún estaba tan caliente que era principalmente un líquido, los materiales más pesados se reunieron en un centro denso, cuyo diámetro es aproximadamente la mitad del diámetro del planeta. A medida que la superficie de la Tierra se enfriaba, fue formándose una corteza externa, una cáscara tan delgada como la de una manzana. Las rocas más viejas de esta capa datan, según los métodos isotópicos, de hace unos 4.100 millones de años.

Sólo 50 kilómetros por debajo de su superficie, la Tierra está aún caliente y una pequeña fracción

todavía está derretida. Vemos evidencia de esto en las erupciones volcánicas ocasionales que expulsan lava (roca fundida) a través de los puntos débiles de la corteza terrestre, o en los géiseres, que arrojan el agua hirviendo que se había escurrido gradualmente hacia el interior de la Tierra.

Poco después de haberse formado, es muy probable que la superficie de la Tierra se hallara en un

estado turbulento. Estudios realizados sobre cráteres de la Luna llevaron a la conclusión de que hasta hace unos 3.800 millones de años, nuestro satélite fue constantemente bombardeado por meteoritos. Tal vez, la Tierra haya pasado por un estado similar al que se encuentra la Luna en la actualidad: estaba salpicada de cráteres y carecía de atmósfera. Se supone que la atmósfera primitiva estaba formada principalmente por hidrógeno y helio. Sin embargo, estos elementos se habrían fugado hacia el espacio exterior debido a que las fuerzas gravitacionales eran aún muy débiles como para retenerlos. Posteriormente, a partir de los gases desprendidos por los volcanes, se habría formado una atmósfera secundaria, a su vez, diferente de la actual.

El agua habría emanado de los géiseres en forma gaseosa y habría permanecido como vapor de

agua en la atmósfera. Al descender la temperatura, las nubes de vapor se habrían condensado y se habrían formado los océanos calientes y poco profundos de la Tierra primitiva.

Actividad: El Origen del Universo

1- Ordena en secuencia creciente la sucesión de eventos

……….. Formación del Sistema solar ……….. Aparición de las primeras moléculas ………… Aparición de las primeras células ………… Formación de las primeras estrellas ………… Aparición de los primeros átomos ……….. Gran Explosión liberadora de energía ………... Unión de protones y neutrones ……….. Explosión de las primeras estrellas


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ORIGEN DE LOS SERES VIVOS

A partir de los átomos presentes en este planeta los sistemas vivos se autoorganizaron y evolucionaron. Cada átomo de nuestro cuerpo tiene su origen en el “Big Bang”

La pregunta de cómo se originaron los primeros seres vivos plantea más interrogantes que respuestas y sólo podemos plantear aproximaciones teóricas.

Una de las primeras explicaciones viene de la mano del Creacionismo, un conjunto de ideas que

plantea una entidad suprema creadora de toda la vida de nuestro planeta. A ella adhieren multitud de creencias religiosas que, con algunas diferencias, todas plantean este origen divino. Aun así, muchas de ellas aceptan, luego de ese impulso creador, los datos aportados por la ciencia actual.

Otra teoría que dominó por mucho tiempo sobre el origen de la vida fue la que explicaba la

aparición de organismos vivos a partir de la materia inerte. Es conocida como la teoría de la generación espontánea.

Desde Aristóteles (384- 322 a. C.) se concebía la idea de que, al menos los organismos más simples, surgían de la unión de la materia no viva (o de los restos de organismos en descomposición) en conjunto con una fuerza especial capaz de generar vida. Así entonces, explicaban cómo a partir del agua y de la tierra se originaban las lombrices o cómo de la carne putrefacta aparecían los gusanos.

Si se apretuja una pieza de ropa interior manchada de sudor junto con un poco de trigo en u recipiente abierto, en aproximadamente 21 días el olor cambia y se produce una fermentación… y el trigo se convierte en ratones. Pero lo más destacable es que los ratones surgidos del trigo y de la ropa, no son ratones pequeños, ni siquiera adultos en miniatura, ni abortones, sino que salen ¡ratones adultos! Anton Van Helmont.

La teoría de las panspermias sobre el origen extraterrestre de la vida fue postulada por el químico

sueco Svante A. Arrhenius, a comienzos del siglo XX. Sostiene que todas las formas de vida en nuestro planeta se originaron a partir de simples esporas de bacterias que llegaron a la Tierra desde el espacio exterior, transportadas por ejemplo por meteoritos. Estas, una vez aquí, comenzaron la evolución que hoy conocemos.

Si bien algunos investigadores plantean que esto sería imposible por las condiciones desfavorables (ausencia de atmósfera, de agua) durante la travesía espacial o por el intenso calor del choque del meteorito con la Tierra, sabemos hoy que algunos organismos pueden soportar condiciones inimaginables como, por ejemplo, los extremófilos.

El primer conjunto de hipótesis contrastables acerca del origen de la vida fue propuesto por el

bioquímico ruso A. I. Oparin y por el inglés J. B. Haldane, quienes postularon que la aparición de la vida fue precedida por un período de evolución química. A esta teoría se la conoce como Teoría quimiosintética.

Probablemente no había o había muy poco oxígeno libre y los elementos mayoritarios que forman parte de todos los seres vivos (hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno) estaban disponibles en al aire o en el agua. La energía abundaba en forma de calor, rayos, radiactividad y radiación solar. En estas condiciones, en microambientes acuáticos relativamente protegidos de las severas condiciones ambientales, se habrían formado moléculas de complejidad creciente. Aquellos agregados moleculares que tenían mayor estabilidad química persistían y los menos estables hubieran tendido a desintegrarse. La complejidad siguió aumentando y condujo a la aparición de un metabolismo sencillo en el cual estos sistemas podrían haber sido capaces de intercambiar materia y energía con el ambiente y de optimizar en su interior la eficiencia de dichas reacciones.


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En 1953, Stanley Miller aportó las primeras evidencias experimentales a favor de la teoría de Oparin.

Miller demostró que casi cualquier fuente de energía puede convertir moléculas simples en una variedad de

compuestos orgánicos complejos.

Miller simuló en el laboratorio las condiciones que habrían imperado en la Tierra primitiva. Hizo circular el gas hidrógeno (H2), el vapor de agua, el metano (CH4) y el amoníaco (NH3) permanentemente entre el "océano" y la "atmósfera" de su dispositivo. El "océano" se calentaba, el agua se evaporaba y pasaba a la "atmósfera", donde se producían descargas eléctricas. El vapor de agua, al ser refrigerado, se condensaba y el agua líquida arrastraba las moléculas orgánicas recién formadas. Estas moléculas se concentraban en la parte del tubo que conducía al "océano". Al cabo de 24 horas, cerca de la mitad del carbono presente originalmente como metano se había convertido en aminoácidos y otras moléculas orgánicas.

Origen de las primeras células Los seres vivos son sistemas altamente organizados y complejos, que obedecen a las leyes de la

física y la química, pero presentan propiedades que no pueden ser anticipadas a partir de sus componentes

individuales (átomos y moléculas).

Si bien no se sabe cuándo aparecieron las primeras células vivas sobre la Tierra, los fósiles más tempranos encontrados hasta el momento, semejantes a las bacterias actuales, y la evidencia de su actividad biológica datan de entre 3800 y 3500 millones de años.

Las células vivas poseen cuatro características que las distinguen de otros sistemas químicos:

una membrana que las separa del ambiente circundante y les permite mantener su identidad bioquímica

enzimas esenciales para las reacciones químicas de las que depende la vida que están inmersas en una matriz citoplasmática

información genética capaz de transmitirse mediante la reproducción

Desde el momento mismo del origen de las primeras células, éstas comenzaron una diversificación que posibilitó múltiples formas y que no se detiene aún en nuestros días.

La teoría celular constituye uno de los principios fundamentales de la biología y establece que:

a. todos los organismos vivos están formados por una o más células; b. las reacciones químicas de un organismo vivo, incluyendo los procesos liberadores de

energía y las reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro de las células; c. las células se originan de otras células, y d. las células contienen la información hereditaria de los organismos de los cuales son parte y

esta información pasa de la célula progenitora a la célula hija.


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NÚCLEO II - Características de los seres vivos

Se estima que en la actualidad existen más de diez millones de especies como consecuencia del

proceso de evolución. Estos organismos diferentes exhiben una gran variedad en la organización de sus

cuerpos, en sus patrones de reproducción, crecimiento y desarrollo y en su comportamiento. A esta gran

variedad se la denomina biodiversidad.

Si bien parece sencillo diferencia un ser vivo de todo aquello cuanto no tiene vida, cuando

intentamos profundizar desde el punto de vista científico en el concepto de ser vivo, nos damos cuenta que

no existe una línea definida que distinga lo que tiene vida de lo que no la tiene.

Los virus, son un claro ejemplo de ello. Un virus es una pequeña partícula formada por ácidos

nucleicos y proteínas que invaden células vivas, tales como bacterias o células de organismos complejos y se

reproducen dentro de ellas. Sin embargo, los virus no pueden reproducirse fuera de las células, aun cuando

se le suministren las sustancias orgánicas necesarias. Surge entonces la pregunta: los virus ¿son o no seres

vivos? Por ello los biólogos han preferido, más que definir la vida, caracterizarla. Desde esta perspectiva,

podemos decir que los seres vivos se caracterizan por poseer las siguientes propiedades:

Poseen un alto nivel de organización: la materia está organizada en pequeñas unidades llamadas

átomos. A su vez, los átomos se organizan en moléculas, que originan sustancias. En los seres vivos

estas sustancias se organizan para dar estructuras más complejas: las células. Algunos individuos son

unicelulares y otros pueden ser pluricelulares; en este último caso pueden llegar a formar

estructuras más especializadas como tejidos, órganos y sistemas.

Tienen la capacidad de transformar la energía: los seres vivos funcionan como un sistema abierto

que intercambia sustancias y energía con el medio externo. Las sustancias que ingresan a un

organismo se incorporan a una red de reacciones químicas en las que son degradadas o usadas como

unidades para la construcción de compuestos más complejos o para la transformación en energía útil

para sus necesidades. El conjunto de reacciones químicas y de transformaciones de energía, incluidas

la síntesis y degradación de moléculas, constituyen el metabolismo.

- Algunos incorporan moléculas orgánicas del ambiente exterior, las que degradan para obtener

energía y componentes para su estructura. Estos organismos, que incluyen a todos los animales,

a los hongos, y a muchos unicelulares, se denominan heterótrofos (del griego, heter “otro” y

trophos “el que se alimenta”). Así un animal transforma parte de la energía química almacena en

sus tejidos en la energía que le permite desplazarse en procura de alimento. Luego, cuando la

energía química almacenada en el alimento se incorpora al animal, éste podrá transformarla en

energía térmica para conservar la temperatura, o en energía mecánica para desplazarse, o en

energía química que almacenará.

- Otros organismos son capaces de sintetizar moléculas orgánicas ricas en energía a partir de

sustancias inorgánicas simples y, por lo tanto, no requieren moléculas orgánicas desde el

exterior. Estos organismos se denominan autótrofos (del gr., auto “propio”). Entre éstos, las

plantas, varios tipos de protistas y hasta algunas bacterias, son fotosintéticos, es decir que

utilizan la luz del Sol como fuente de energía para las reacciones de síntesis química. Por otra

parte, ciertos grupos de bacterias llamadas quimiosintéticas obtienen la energía para sintetizar

moléculas orgánicas de la energía liberada por reacciones inorgánicas.

Responden a estímulos: llamamos estímulo a todo factor físico-químico o biológico, externo o

interno, frente a los cuales los seres vivos tienen la capacidad de reaccionar, lo que se conoce como

irritabilidad o sensorialidad. Por ejemplo, la apertura y cierre de las pupilas de nuestros ojos se

adecuan a la intensidad de la luz ambiental. En la oscuridad, las pupilas se abren y así entra a los ojos

el máximo de luz posible. Cuando el ambiente es muy luminoso, las pupilas se achican y sólo entra a

los ojos la cantidad de luz necesaria para ver.

Se autorregulan (homeostasis): la capacidad de mantener un medio interno estable pese a que en

el ambiente las condiciones suelen ser bastante variables, es otra propiedad crucial para la vida.


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Pueden crecer y desarrollarse: a partir de una sola célula viva, los seres vivos pueden crecer mediante

la producción de más células vivas o por el aumento de tamaño de las ya existentes, esto implica un

aumento en la masa total del individuo. En cambio, durante el desarrollo se producen una serie de

cambios de forma y de estructura dentro del organismo que habitualmente acompaña a la capacidad

de la reproducción.

Poseen la capacidad de reproducirse: todo ser vivo es capaz de generar otros seres vivos ya sea de

forma asexual o sexualmente. La primera implica que los descendientes sean iguales al organismo

progenitor, suele ser más rápida y con poco esfuerzo se consiguen numerosas generaciones. En

cambio, la reproducción sexual, suele ser más costosa desde el punto de vista energético ya que

implica la producción de células especializadas: gametas, que deberán fusionarse con las del otro

sexo para producir la descendencia. Sin embargo, las variaciones producidas en los nuevos individuos

pueden resultar en ventajas ante la selección natural.

Adaptación: entre los individuos de las poblaciones existen algunas características morfológicas,

fisiológicas o comportamentales que pueden resultar más beneficiosas que otras. Esto conduce a una

reproducción diferencial de los organismos mejor adaptados a ese ambiente particular,

contribuyendo así a la evolución de las especies.

Niveles de Organización en los seres vivos

En la naturaleza es posible visibilizar diferentes niveles de complejidad. En cada nivel, las propiedades y características que se observan no se podrían deducir tan sólo contemplando sus elementos constituyentes. Somos mucho más que la suma de las partes.

Una sola célula bacteriana contiene aproximadamente cinco mil clases diferentes de moléculas y una célula vegetal o animal tiene alrededor del doble. Estos miles de moléculas, sin embargo, están compuestas de relativamente pocos elementos (CHNOPS). A su vez, cada átomo que forma tan sólo una de estas moléculas, está formado por partículas subatómicas menores: los protones, los neutrones y los electrones.

A su vez, las técnicas microscópicas modernas han confirmado que las células eucariontes

contienen, en verdad, una multitud de estructuras internas. No son, por supuesto, órganos como los que se encuentran en los organismos multicelulares, pero en cierta forma son comparables: están especializados en forma y función de manera que son capaces de desempeñar actividades particulares requeridas por la fisiología celular. Así como los órganos de los animales multicelulares trabajan juntos en sistemas de órganos, las organelas de las células están comprometidas en varias funciones cooperativas e interdependientes. Si bien los procariontes no tienen organelas rodeadas por membranas, tienen estructuras macromoleculares complejas que constituyen la membrana celular, los ribosomas y otras estructuras.

Los virus son complejos macromoleculares. No es posible ubicar a los virus en alguno de los grupos de organismos vivos, ya que sólo están

formados por una región central de ácido nucleico, DNA o RNA, rodeado por una cubierta proteica o cápside y, en algunos casos, por una envoltura lipoproteica. Además, se reproducen

solamente dentro de las células vivas, utilizando las enzimas y los procesos biosintéticos de sus hospedadores. Sin esta maquinaria, serían tan inertes como cualquier otra macromolécula, o sea, sin vida según la mayoría de los criterios.


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Como ya mencionamos, todos los organismos están conformados por células. Las células son las

unidades estructurales y funcionales de todo ser vivo. En algunos organismos su cuerpo está constituido por

más de una célula, como en los organismos coloniales, incluso por una variedad de células diferentes

especializadas que forman tejidos. Los tejidos están formados por células especializadas que trabajan en

forma cooperativa para una función determinada.

Existen muchos organismos coloniales y aunque tengan más de una célula, estas no están ni muy diferenciadas ni demasiado especializadas

En algunos seres vivos no existen verdaderos órganos,

sino que sus células sólo forman tejidos que cumplen funciones específicas.

Muchos seres vivos poseen órganos formados por tejidos que cooperan y actúan en coordinación

tanto estructural como funcionalmente. El órgano más grande del cuerpo de un vertebrado es la piel. El corazón es un órgano que constituye el sistema circulatorio de un vertebrado.

En las plantas, las hojas, los tallos y las raíces son ejemplos de órganos en las plantas, aunque no se encuentran integrados formando verdaderos sistemas.

Algunos animales incluso poseen sistemas de órganos que están constituidos por un conjunto de

órganos que trabajan en forma integrada.

En el ser humano, los diferentes tejidos que constituyen el organismo son: epitelial, conjuntivo, nervioso y muscular.

Cada uno constituye diversos órganos que trabajan coordinadamente para alguno de los sistemas Todos estos elementos constituyen a un ser vivo que resulta indivisible en sus partes componentes,

sin embargo, los individuos no estamos solos, sino que pertenecemos a una población. La población es la unidad primaria del estudio ecológico; es un grupo de organismos de la misma especie, capaces de producir descendencia fértil, que conviven en el mismo lugar y al mismo tiempo.

Pero, así como formamos parte de una población, nuestra población no está aislada del resto de los

seres vivos. Una comunidad es un conjunto de diversas poblaciones que habitan un ambiente común y que se encuentran en interacción recíproca. Esa interacción regula el número de individuos de cada población y el número y el tipo de especies existentes en la comunidad y determinan los procesos de selección natural.

Finalmente, el ecosistema está constituido por todas las interacciones entre los organismos y el ambiente en el que viven. Así, los componentes bióticos y abióticos interactúan de diversas maneras. El conjunto de todas las comunidades ecosistemas del planeta residen en una delgada capa de la superficie terrestre llamada biosfera.


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- Actividad: Características de los Seres Vivos

1. Coloca verdadero o falso según corresponda:

a. Los átomos están formados por moléculas submicroscópicas b. Todos los animales tienen corazón para bombear su vital fluido c. Los virus son los seres vivos más simples que se conocen, ya que no poseen células d. En una comunidad coexisten todos los individuos de una especie e. El ecosistema es el conjunto de diferentes especies f. Los organismos coloniales son pluricelulares g. Todo lo que tiene material genético puede ser considerado un ser vivo h. Un órgano está formado por un solo tipo de tejido especializado

2. Identifica las siguientes imágenes


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NÚCLEO III - BIOLOGÍA CELULAR

La célula es una unidad biológica, con una estructura muy organizada, que se comporta como un

sistema en constante intercambio con su ambiente, capaz de regular por sí misma muchos de sus procesos y con capacidad para autorreproducirse.

Hay muchos tipos de células diferentes, por ejemplo, nuestro cuerpo está constituido por al menos doscientos tipos diferentes de células, las que difieren de las células que se encuentran en las plantas o en los insectos.

Características generales de la célula: Todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana externa,

la membrana celular o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo, pero además permite el intercambio de sustancias con el ambiente. La otra es el material genético - la información hereditaria - que dirige las actividades de una célula y le permite reproducirse y transmitir sus características a la progenie.

En el citoplasma se encuentra una gran variedad de sustancias disueltas, moléculas y complejos moleculares. Por ejemplo, un conjunto de complejos proteicos y de RNA, llamados ribosomas, desempeñan una función clave en la unión de aminoácidos individuales para la síntesis de proteínas esenciales para la célula.

Clasificamos a las células en dos tipos fundamentalmente, las procariotas y las eucariotas. En las

células procariotas, el material genético se encuentra en forma de una molécula grande y circular de DNA que se encuentra libre en el citoplasma. En las células eucarióticas, por el contrario, el DNA es lineal y está fuertemente unido a proteínas especiales que permiten su compactación. Dentro de la célula eucariota, el material genético está rodeado por una doble membrana, la envoltura nuclear, que lo separa de los otros contenidos celulares en un núcleo bien definido.

En las células eucarióticas, muchas de las funciones se llevan a cabo en una gran variedad de estructuras rodeadas por membranas - llamadas organelas - que constituyen distintos compartimientos internos dentro del citoplasma. Entre las organelas se destacan los peroxisomas que realizan diversas funciones metabólicas; las mitocondrias, centrales energéticas de las células y, en las algas y células vegetales, los plástidos como los cloroplastos, donde acontece la fotosíntesis. Pese a esto, las células procariotas no poseen estructuras membranosas en su interior.

La membrana celular de los procariotas está rodeada por una pared celular externa que es

elaborada por la propia célula. Ciertas células eucarióticas, incluyendo las de las plantas y hongos, tienen una pared celular, aunque su estructura es diferente de la de las paredes celulares procarióticas. Otras células eucarióticas, incluyendo las de nuestros propios cuerpos y las de otros animales, no tienen paredes celulares. Otro rasgo que distingue a los eucariotas de los procariotas es el tamaño: las células eucarióticas habitualmente son de mayor tamaño que las procarióticas.

En las células eucarióticas, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que dan

lugar a una especie de esqueleto interno, el citoesqueleto, que aporta sostén estructural y posibilita el movimiento celular.

Algunos ejemplos de células procariotas son la bacteria heterotrófica Escherichia coli y las cianobacterias o algas azules, un grupo de procariotas fotosintéticos.


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Tamaño y forma de las procariotas:

Las formas de las

células procariotas son variadas. Pueden tener forma redondeada llamada cocos, forma de bastoncitos llamada bacilos y forma de espiral que son espirilos.

La comparación entre los dos tipos de células pone de manifiesto la mayor complejidad de las células eucarióticas frente a las procarióticas. Sin embargo, ambas comparten muchas semejanzas en su funcionamiento, lo que no deja dudas acerca de su parentesco.

Los procariotas fueron la única forma de vida sobre la Tierra durante casi 2.000 millones de años; después, hace aproximadamente 1.500 millones de años, aparecieron las células eucarióticas. Se ha postulado la llamada "teoría endosimbiótica" para explicar el origen de algunas organelas eucarióticas.

La investigadora L. Margulis propuso el primer mecanismo para explicar cómo pudo haber ocurrido esta asociación. La llamada "teoría endosimbiótica" (endo significa interno y simbionte se refiere a la relación de beneficio mutuo entre dos organismos) intenta explicar el origen de algunas organelas eucarióticas. Hace aproximadamente 2.500 millones de años, cuando la atmósfera era ya rica en oxígeno como consecuencia de la actividad fotosintética de las cianobacterias, ciertas células procarióticas habrían adquirido la capacidad de utilizar este gas para obtener energía de sus procesos metabólicos. La capacidad de utilizar el oxígeno habría conferido una gran ventaja a estas células aeróbicas, que habrían prosperado y aumentado en número. En algún momento, estos procariotas aeróbicos habrían sido fagocitados por células de mayor tamaño, sin que se produjera una digestión posterior. Algunas de estas asociaciones simbióticas habrían sido favorecidas por la presión selectiva: los pequeños simbiontes aeróbicos habrían hallado nutrientes y protección en las células hospedadoras a la vez que éstas obtenían los beneficios energéticos que el simbionte les confería. Estas nuevas asociaciones pudieron conquistar nuevos ambientes. Así, las células procarióticas, originalmente independientes, se habrían transformado en las actuales mitocondrias, pasando a formar parte de las flamantes células eucarióticas.

Los primeros organismos multicelulares hicieron su aparición hace apenas 750 millones de

años y se cree que los principales grupos (hongos, plantas y animales) evolucionaron a partir de diferentes tipos de eucariotas unicelulares.

Las células de los organismos multicelulares están especializadas para llevar a cabo una función bastante limitada en la vida del organismo. Sin embargo, cada una sigue siendo notablemente una unidad con mantenimiento autónomo.


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Actividad: Estructua celular procariota

1- Con ayuda de un esquema de un organismo procariota y señale las estructuras que se describen a continuación.

a. Pared celular: formada químicamente por un polisacárido llamado mureína asociado con aminoácidos. Su función es la de sostén mecánico.

b. Membrana Plasmática: es la membrana que rodea al citoplasma formada por lípidos y proteínas. Su función es controlar la entrada y salida de sustancias de la célula ya que presenta “permeabilidad selectiva”. La membrana plasmática de los miembros de Bacteria es similar a la de los eucariontes, pero no posee colesterol ni otros esteroides

c. Citoplasma: carece relativamente de estructura, aunque a veces presenta una apariencia granular fina debida a las inclusiones de glucógeno, lípidos, polifosfatos, azufre o pigmentos fotosintéticos. No está dividido en compartimientos por membranas.

d. Ribosomas: son corpúsculos formados por ARN y proteínas, en dos subunidades que están libres en la matriz citoplasmática y se unen al momento de funcionar. Son más pequeños que en la célula eucariota. Intervienen en la síntesis de proteínas. Una célula procarionte puede tener 10.000 ribosomas agrupados en polirribosomas a lo largo de moléculas de mRNA.

e. Nucleoide: es la región del citoplasma donde se encuentra la única molécula de ADN circular. La función del ADN es controlar la actividad celular y la reproducción de la célula.

f. Flagelo bacteriano: son extensiones largas, delgadas presentes en algunos procariotas. La función es el desplazamiento mediante la acción de uno o varios flagelos. También pueden presentar numerosos filamentos pequeños llamados pili.

g. Cápsula: constituye, en algunos casos, la cubierta más externa (por fuera de la pared celular) y es particularmente importante para resistir condiciones desfavorables para la célula.


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Célula Eucariota

Es un modelo de mayor complejidad, posee compartimientos en su interior delimitados por membranas que realizan funciones específicas. De estos compartimientos el más notorio es el núcleo que encierra el material genético constituido por múltiples moléculas de ADN lineal y asociado a proteínas llamadas histonas. Este rasgo es el que se ha tomado en cuenta para denominarla eucariota cuyo nombre deriva del griego y significa “núcleo verdadero”.

La célula eucariota es la unidad de construcción de los protistas, los hongos, plantas y animales.

Aunque existen diferencias entre ellas, presentan las siguientes estructuras:

Membrana plasmática: 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 organelas, lo que permite mantener las diferencias entre su contenido y el citosol.

Pared celular: todas las células vegetales presentan una pared más externa de celulosa, en cambio los hongos presentan una pared de quitina. Esta estructura les otorga resistencia, pero conserva un cierto grado de elasticidad indispensable para el crecimiento celular. En el caso de los vegetales, una vez terminado el crecimiento, la pared puede engrosarse con nuevas fibras de celulosa orientadas en diversos ángulos a veces reforzada por lignina. Esta es la pared celular secundaria que se encuentra en células que constituyen los tejidos leñosos. La conexión entre una célula y su vecina se establece mediante puentes de citoplasma que reciben el nombre de plasmodesmos. La función de la pared celular es la de sostén mecánico.

Citoplasma: Comprendido entre el núcleo y la membrana plasmática y está formado por el citosol, el citoesqueleto y las organelas.

- Citosol: es un fluido muy viscoso, constituido principalmente de agua y numerosas sustancias en solución. En esta zona ocurren importantes reacciones químicas.

- Citoesqueleto: es una trama de fibrillas proteicas delgadas que constituyen un verdadero esqueleto celular. Sin embargo, no debe considerarse una estructura rígida, sino que presenta una gran dinámica ya que se desarma y vuelve a armarse continuamente. Interviene en el mantenimiento de la estructura celular y en los movimientos citoplasmáticos.

- Organelas: son distintas estructuras con distintas funciones, cuya cantidad varía de célula a célula de acuerdo a la función que desempeña la misma.


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Organelas celulares

Sistema vacuolar citoplasmático: Está formado por el retículo endoplasmático rugoso, el retículo endoplasmático liso, el complejo de Golgi y la envoltura nuclear. Entre estas cuatro estructuras hay una comunicación constante de modo que conforman un sistema por dentro del cual las sustancias puedan circular sin ponerse nunca en contacto con el citosol.

- El retículo endoplasmático: Está formado por sacos aplanados intercomunicados entre sí. Tiene una gran importancia por su actividad metabólica y su enorme desarrollo, pues ocupa más de la mitad del citoplasma. Hay dos tipos de retículos:

o R.E Rugoso: presenta ribosomas en la superficie de la membrana. Su función es la de sintetizar proteínas que una vez formadas circulan por el interior del mismo para dirigirse al Complejo de Golgi para ser acondicionadas para su destino final.

o R.E Liso: no posee ribosomas. Su función es la de sintetizar lípidos. - El complejo de Golgi: se presenta como un apilamiento de sacos membranosos concéntricos y

en sus extremos se encuentran vacuolas o vesículas. La función es recibir sustancias elaboradas por los retículos, en algunos casos puede haber un ulterior procesamiento y finalmente las concentra y las empaqueta, suministrándoles una membrana que las envuelva (vesículas) para que puedan ser transportadas por el citoplasma o incluso liberarse hacia el exterior de la célula.

- Lisosomas: formados por membranas que contienen enzimas con capacidad para degradar prácticamente todo tipo de sustancias. La función es intervenir en la digestión de materiales provenientes tanto del interior de la célula como del medio extracelular.

Mitocondrias: son organelas con forma ovoide. Está limitada por dos membranas, una externa lisa y una interna que presenta repliegues denominados crestas. La función es proveer energía necesaria para llevar a cabo distintos procesos celulares de la oxidación de los alimentos, proceso llamado respiración aeróbica. Plástidos: son exclusivos de los vegetales y de las algas eucariotas. Se distinguen plástidos incoloros o leucoplastos y los coloreados llamados cloroplastos y cromoplastos. Están delimitados por una membrana.

- Los leucoplastos no poseen pigmentos y se caracterizan por acumular sustancias de reserva. Los cromoplastos se caracterizan por la presencia de diversos pigmentos que varían del amarillo al rojo. Los cloroplastos contienen clorofila, es donde se realiza la fotosíntesis, proceso fundamental para los vegetales y todos los seres vivos. Esta última organela presenta forma ovoide con una membrana externa lisa y una membrana interna que se dispone formando bolsitas llamadas tilacoides que se agrupan constituyendo una grana. El tilacoide participa en la etapa luminosa y en la matriz del cloroplasto se realiza la etapa oscura.

Vacuolas: Son bolsas formadas por membranas con materiales diversos en su interior. En las células vegetales son estructuras bastante constantes y muy numerosas en células jóvenes. Al llegar a adultas suelen presentar una única vacuola que ocupa una gran parte de la célula. Tiene gran importancia en la determinación de la presión de turgencia y almacenamiento de agua. Cetríolo: organela exclusiva de la célula animal. Formado por dos cilindros perpendiculares entre sí. La función es organizar los husos acromáticos, estructuras que aparecen en la división celular y están relacionados con el movimiento de los cromosomas. En las células vegetales también se forman los husos, pero no lo hacen a partir del centriolo. Ribosomas: corpúsculos de ARN y proteínas, en dos subunidades que están libres en el citoplasma y se unen al momento de funcionar sintetizando proteínas. Se encuentran en el citoplasma o bien adosados a membranas del Retículo endoplasmático (rugoso). Estas estructuras no están cubiertas por ningún tipo de membrana y, aunque con algunas diferencias, también están presentes en las células procariotas.


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Núcleo: es la estructura más visible de la célula eucariota. Generalmente se halla un solo núcleo por célula, aunque puede haber más de uno como las células musculares que tienen varios núcleos. El núcleo es el centro regulador de las reacciones químicas que ocurren dentro de él y el citoplasma ya que el ADN que contiene controla, mediante la síntesis de proteínas, los procesos celulares además de la reproducción celular. El núcleo está delimitado por una envoltura nuclear, dentro de la cual está contenida la matriz o nuclear, la cromatina y los nucleolos.

- Envoltura nuclear: está constituida por dos membranas poco separadas entre sí. A distancias regulares las dos membranas se ponen en contacto y en cada uno de esos puntos se abre un poro, que permite el ingreso de sustancias. La envoltura nuclear sólo interviene en el control del pasaje de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.

- Cromosomas o cromatina: los cromosomas se encuentran en el núcleo y están formados por ADN unido a proteínas específicas- las histonas-. Estos se observan cuando, después de duplicarse, se condensan haciéndose visibles al microscopio óptico y, por lo tanto, cada cromosoma tiene dos partes idénticas llamadas cromátidas unidas por el centrómero. Cuando una célula no se está dividiendo, los cromosomas están descondensados en una maraña de hilos delgados llamados cromatina. Cuando la célula se divide, la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles como entidades independientes.

- El nucleolo: es una región más densa en donde el ADN está produciendo las moléculas de ARN que constituirán los ribosomas. Éstos luego migrarán hacia el citoplasma para intervenir en la síntesis de proteínas.

Forma y Tamaño La mayoría de las células de una planta o de un animal miden entre 10 a 30 micrómetros de

diámetro. Las formas son muy variadas y están en íntima relación con la función que cumplen. Por ejemplo:

Actividad : Estructura cellular eucariota

a- En los esquemas correspondientes a las células vegetal y animal, subraye con azul las estructuras

comunes, con verde las exclusivas de la célula vegetal y con rojo las exclusivas de la célula animal. b- El siguiente texto vincula funcionalmente a las estructuras mencionadas en la ejercitación del punto

anterior. Complete las líneas punteadas según corresponda:

“Una célula recibe nutrientes orgánicos, los cuales son digeridos a través de la acción de......................... que contienen enzimas que fueron producidas por...............................y envueltas en membranas originadas por......................... Parte de estos nutrientes son utilizados para obtener energía a través del proceso de........................................ que se lleva a cabo en.................................... La actividad de todas estas organelas está controlada por......................................................”


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NÚCLEO IV – METABOLISMO CELULAR

Composición química de la membrana plasmática

Las características de las membranas están asociadas a su particular estructura química. Las

principales moléculas que la conforman son fosfolípidos que están dispuestos formando una bicapa y en la cual están embutidas moléculas de proteínas y de colesterol. Las moléculas de lípidos y proteínas pueden, en general, desplazarse lateralmente por la bicapa.

Las proteínas se intercalan en esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las

regiones de la zona lipídica. Existen tres tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:

- Proteínas integrales o intrínsecas. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere la ruptura de la bicapa.

- Glucoproteínas. Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre es debido a que contiene glúcidos.

- Proteínas periféricas o extrínsecas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas transmembranas.

Esta compleja estructura se concibe como un modelo heterogéneo al que se denomina modelo de

mosaico fluido, propuesto en 1972 por S. J. Singer y G. Nicolson y que fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría porque no entran los mismos nutrientes que los que salen.

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membrana

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BAcido

http://es.wikipedia.org/wiki/Glucoprote%C3%ADna

http://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_perif%C3%A9rica_de_membrana

http://es.wikipedia.org/wiki/1972

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=S._J._Singer&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Garth_Nicolson&action=edit&redlink=1


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Cómo entran y salen sustancias de la célula:

La materia viva se encuentra rodeada de materia no viva con la que constantemente intercambia

materiales. Ambas se diferencian por los tipos de compuestos químicos que contienen y por sus concentraciones. En todos los sistemas vivos, desde los procariotas a los eucariotas multicelulares más complejos, la regulación del intercambio de sustancias con el mundo inanimado ocurre a nivel de la célula individual y es realizado por la membrana celular. La membrana celular regula el paso de materiales hacia dentro y fuera de la célula, una función que hace posible que la célula mantenga su integridad estructural y funcional. Esta regulación depende de interacciones entre la membrana y los materiales que pasan a través de ella.

El agua y los solutos se encuentran entre las principales sustancias que entran y salen de las células. La dirección en la cual se mueve el agua está determinada por el potencial hídrico; el agua se mueve desde donde el potencial es mayor hacia donde es menor. La ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable.

Las moléculas cruzan la membrana celular por difusión simple o son acarreadas por proteínas de

transporte embutidas en la membrana. Las proteínas de transporte permiten el pasaje de sustancias a través de la membrana mediante distintos mecanismos. Se pueden distinguir dos tipos principales de proteínas de transporte: las llamadas proteínas transportadoras o "carrier" y las proteínas formadoras de canales iónicos.

Las sustancias también pueden moverse hacia dentro y hacia fuera de una célula por procesos de

transportes en masa que involucran vacuolas o vesículas formadas por porciones de la membrana celular. Estos procesos son la endocitosis, la exocitosis y la transcitosis.

Existen tres formas de endocitosis: la fagocitosis, en la cual las partículas sólidas son incorporadas a la célula; la pinocitosis, en la cual son incorporados líquidos; y la endocitosis mediada por receptor, en la cual las moléculas o iones que serán transportados al interior de las células están acoplados a receptores específicos de la membrana celular.

I.S.F.D. 9-002 “Tomás Godoy Cruz” Profesorado de Biología – 2018

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La vida aquí, sobre la Tierra, depende del flujo de energía procedente de las reacciones termonucleares que tienen lugar en el corazón del Sol. Sólo una pequeña fracción de la energía solar que alcanza a la Tierra se transforma, por medio de una serie de procesos llevados a cabo por las células de las plantas y otros organismos fotosintéticos, en la energía que impulsa todos los procesos vitales. Los sistemas vivos cambian una forma de energía en otra, transformando la energía radiante del Sol en la energía química y mecánica utilizada por todo ser vivo. Este flujo de energía es la esencia de la vida.

Hay dos procesos principales y complementarios por los que la energía fluye a través de la biosfera: la glucólisis y la respiración son procesos de degradación de sustancias por los que se obtiene energía; la fotosíntesis es un proceso por el cual la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono se fija en compuestos orgánicos.

Metabolismo celular: Se llama metabolismo a todas las reacciones químicas que ocurren en las células y que implican el procesamiento de la materia y la energía.

Glucólisis y Respiración La oxidación de la glucosa es una fuente principal de energía en la mayoría de las células. Cuando

la glucosa se degrada en una serie de pequeños pasos por medio de enzimas, una proporción significativa de la energía contenida en la molécula vuelve a empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP (Adenosín tri fosfato) que se utilizará para el intercambio energético en las reacciones químicas que lo precisen.

La molécula de glucosa es un monosacárido, un azúcar producido por los organismos fotoautótrofos que puede ser utilizado como fuente primaria de energía a partir de la respiración celular.

- A partir de la imagen identifica: cuántos átomos tiene una molécula de glucosa:

Carbono:

Hidrógeno:

Oxígeno:

C_H_O_

La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis, que se efectúa en el citoplasma de

la célula. La segunda fase es la respiración aeróbica, que requiere oxígeno y, en las células eucarióticas, tiene lugar en las mitocondrias. La respiración comprende el ciclo de Krebs y el transporte terminal de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa. Todos estos procesos están íntimamente relacionados.

En condiciones anaeróbicas, el proceso de fermentación, transforma al ácido pirúvico producido

por la glucólisis en etanol o en ácido láctico.

Hasta ahora nos hemos referido a la degradación de la molécula de glucosa, pero otras moléculas

alimenticias, que incluyen a las grasas, los polisacáridos y las proteínas, pueden ser también degradadas a compuestos que pueden ingresar en las vías centrales -glucólisis y ciclo de Krebs- en diferentes pasos. La biosíntesis de compuestos orgánicos utiliza los compuestos precursores derivados de intermediarios en la secuencia respiratoria y es impulsada por la energía derivada de esos procesos. Así, otras vías catabólicas y anabólicas están íntimamente interrelacionadas.


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Fotosíntesis

La energía lumínica es capturada por los organismos fotosintéticos quienes la usan para formar carbohidratos a partir del dióxido de carbono y del agua, en una serie compleja de reacciones, que terminan con la liberación de oxígeno a la atmósfera. En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono se fija en compuestos orgánicos (compuestos químicos formados principalmente por carbono). La ecuación generalizada para este proceso es:

La energía lumínica es capturada por medio de pigmentos. La fotosíntesis en los eucariotas ocurre dentro de organelas llamadas cloroplastos, que están rodeadas por dos membranas. Dentro del cloroplasto en la cavidad conocida como estroma, hay una solución de compuestos orgánicos e iones y un sistema complejo de membranas fusionadas que forman sacos llamados tilacoides. Los tilacoides se apilan formando las granas. Los pigmentos (clorofila) y otras moléculas responsables de la captura de la luz están situados en las membranas tilacoides.

En los procariotas fotosintéticos, que no contienen organelas internas, los pigmentos se encuentra en la membrana celular, pueden aparecer aislados en el citoplasma o constituir, como en el caso de las cianobacterias, una compleja estructura de la membrana interna.

La fotosíntesis ocurre en dos etapas. Una etapa dependiente de la luz -o reacción "lumínica"- y una etapa enzimática, independiente de la luz. Las reacciones lumínicas ocurren en la membrana del tilacoide y consisten en la ruptura de la molécula de agua por acción de la luz (fotólisis del agua). En esta reacción química se separa el oxígeno de los hidrógenos. El primero se libera al exterior como el primer producto de la fotosíntesis. Los hidrógenos se unen a una molécula transportadora cuyas siglas son NADP. Después de capturar el H, el NADPH pasa a la segunda etapa, que trascurre en el estroma del cloroplasto. Aquí, el H se une al CO2, capturado por la planta de la atmósfera, y se forma un carbohidrato simple llamado glucosa

(C6H12O6). Como se ve, se necesitan 6 moléculas de CO2 para producir una de glucosa, dado que ésta posee

6 átomos de Carbono. Este ciclo bioquímico que ocurre en el estroma del cloroplasto, y que no requiere de la presencia de luz, se llama Ciclo de Calvin.

6 CO2+ 6 H2O + energía lumínica => (C6H12O6) + 6 O2


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NÚCLEO V - GENÉTICA

Caracteres ¿heredados o adquiridos? Las características que recibimos de nuestros padres o progenitores son parte de la herencia

genética. Por ejemplo, el color de los ojos, del cabello y otras características que no se observan a simple vista, como el grupo sanguíneo o la predisposición a contraer ciertas enfermedades, son caracteres hereditarios. Su transmisión de generación en generación se conoce como herencia biológica y sus leyes y procesos son estudiados por una ciencia llamada Genética.

Ahora bien, si una persona con una nariz prominente se hace una cirugía estética y adquiere una nariz perfecta, ¿con qué nariz crees que nacerá su hijo? Es obvio que con la gran nariz anterior a la operación. Esto ocurre porque las características que se adquieren durante la vida son caracteres adquiridos que no se transmiten a la descendencia.

La información genética Toda la información genética está contenida en las moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN;

en inglés DNA) que se encuentra en el núcleo celular (siempre que se trate de un organismo eucariota, en el caso de los procariotas, que no poseen núcleo, aparece libre en el citoplasma).

El ADN de las células eucariotas se encuentra combinado con proteínas llamadas histonas, dando lugar a una sustancia amorfa (como un ovillo de lana enredado) que se denomina cromatina. En otro momento de su ciclo, para facilitar la división celular, la cromatina se pliega sobre sí misma y sobre las histonas, dando lugar a unas estructuras más compactas que se denominan cromosomas.

¿Cómo se interpretan las instrucciones “escritas” en el ADN?

El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar pentosa (desoxirribosa) de cinco carbonos, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son cuatro: adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina (G). Las moléculas de A son complementarias de T y las C son complementarias con G. Las bases apareadas confieren la unión entre las dos hebras que forman el ADN adoptando una forma de doble hélice, como una escalera caracol donde los lados de la escalera son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas por "escalones", que son las bases nitrogenadas.


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La información está guardada en forma de código de secuencia de bases A, T, C y G que se combinan para originar "palabras" denominadas genes. Los genes son fragmentos de ADN cuya secuencia puede se decodificada elaborar una proteína particular. También hay genes que dirigen la expresión de otros. Es decir que a partir de la información "escrita" en ese fragmento de ADN se fabrica (sintetiza) un tipo particular de proteína.

Las proteínas son las biomoléculas con mayor número de funciones del organismo. Las hay que forman estructuras (pelo, plumas, músculos, etc.), transportan moléculas (la hemoglobina transporta en oxígeno en los glóbulos rojos), nos defienden de microorganismos (los anticuerpos), coordinan el funcionamiento de los organismos (la insulina y la hormona del crecimiento son proteínas), sirven de reserva de nutrientes (albúmina) y sobre todo, y principalmente, tienen función enzimática.

Un enzima es una proteína que acelera y regula reacciones bioquímicas, por lo que podemos decir que los enzimas son las responsables en última instancia de que se lleven a cabo reacciones de síntesis de otras moléculas así como de todas las reacciones que componen el metabolismo celular.

Todas las células de un organismo tienen el mismo genoma, o conjunto de genes. Pero, en cada célula se expresan los genes que se usan. Por ejemplo, aunque una célula de la piel tiene toda la información genética al igual que la célula del hígado, en la piel solo se expresarán aquellos genes que den características de piel, mientras que los genes que dan características de hígado, estarán allí "silenciados". Por el contrario, los genes que dan rasgos de "hígado" estarán activos en el hígado e inactivos en la piel. Las porciones de ADN que no están activas se encuentran mayormente compactadas.

Actividad: Ácidos Nucleicos

1- Si una de las hebras de la doble cadena de ADN tiene la secuencia que te damos a continuación, ¿cómo será la hebra complementaria?

… A A T G T C C G T A T G G C A T T A … ………………….……………………………………………..

Flujo de la información genética:

El ADN es el material del que se componen los genes y es, por lo tanto, el que se encarga de llevar la información genética, controlar la aparición de los caracteres y pasar la información de una célula a sus descendientes durante el proceso de división celular. Todas las moléculas de ADN están formadas por la repetición de las mismas 4 bases: A, T, C y G. Entonces ¿Cómo pueden llevar diferente información?

Si se comparan dos moléculas de ADN, la única diferencia es el orden en que se suceden los nucleótidos. Es, por lo tanto, la secuencia de nucleótidos la que contiene la información; así dos secuencias diferentes llevarán diferente información.

Un individuo no puede manifestar naturalmente un determinado carácter hereditario, como ojos verdes o grupo sanguíneo A+, si no posee el gen correspondiente. Estos caracteres (pigmentos, características del glóbulo rojo del grupo A+, etc.) son proteínas. Por lo tanto ¿cómo hace el ojo para producir estos caracteres si la información está encerrada en el núcleo de sus células? En otras palabras:

¿qué camino sigue la información desde el lugar adonde se almacena (ADN) hasta el lugar donde se manifiesta?

El proceso de interpretación del mensaje genético se realiza en dos etapas situadas en diferentes regiones celulares. Para ello, una molécula parecida al ADN, llamada ácido ribonucleico (ARN; en inglés RNA), será el mensajero que copiará la información del ADN y luego viajará al citoplasma hasta donde se fabrican las proteínas, en los ribosomas.


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Primera etapa, TRANSCRIPCIÓN. Tiene lugar en el núcleo. Aquí se copia (transcribe) la porción de ADN (el gen) que lleva la información para la proteína deseada en una molécula de ARN que se traslada al citoplasma.

Segunda etapa, TRADUCCIÓN. Ocurre en el citoplasma donde se encuentran los ribosomas. En estas estructuras se va construyendo la proteína según la secuencia de información que el ARN copió previamente del ADN.

El ARN En la figura se muestra una molécula de RNA que, como se observa, está formada por una sola

cadena de nucleótidos. Como vimos, las moléculas de DNA, en cambio, constan de dos cadenas de nucleótidos enrrolladas sobre sí mismas, formando una doble hélice.

La ribosa es el azúcar en los nucleótidos que forman ácido ribonucleico (RNA) y la desoxirribosa es el azúcar en los nucleótidos que forman ácido desoxirribonucleico (DNA), son diferencias mínimas pero sustanciales. También hay una variación en los tipos de nucleótidos que conforman esta molécula, contiene Adenina, Citosina, Guanina y otra base nitrogenada, similar a la Timina, pero llamada Uracilo.

Además de resultar una molécula intermediaria entre el ADN y las proteínas, el ARN se puede sintetizar de manera corriente cuando la célula así lo necesite, luego ser degradado hasta volver a sintetizarse si se lo requiere nuevamente.

Actividad: ARN y ADN 1. Pinta en el nucleótido: con color amarillo el grupo fosfato, con

anaranjado el azúcar y con rojo la base nitrogenada 2. Completa el cuadro

ADN ARN

Ubicación en la célula

Cantidad de hebras

Grupo fosfato

Azúcar pentosa

Bases nitrogenadas


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La vida de la célula: El ciclo celular

Pensemos lo que sucede cuando crecemos, ¿aumenta el tamaño de las células o su cantidad? Para responder leé la siguiente noticia:

“Se cree que la edad media de todas las células de un cuerpo adulto puede ser sólo de unos 7 a 10 años...

Las células de los músculos de las costillas, tomadas en personas cercanas a los 40, presentan un promedio de edad de

15,1 años… Las células que recubren el estómago solo duran tres días. Los glóbulos rojos, magullados y maltrechos,

tras un viaje de casi 1600 km a través del laberinto del sistema circulatorio, solo viven una media de 120 días, antes de

ser enviados a su cementerio en el bazo. La epidermis, o capa superficial de la piel, se recicla más o menos cada 2

semanas. En cuanto al hígado, el filtro de los tóxicos que pasan por la boca de una persona, su vida en el frente bélico

de la guerra es bastante breve. Un hígado de un humano adulto tiene un tiempo de renovación de entre 300 y 500 días.

La vida de otros tejidos se mide en años, no en días, pero no son permanentes ni mucho menos… se cree que todo el

esqueleto humano se renueva aproximadamente cada 10 años en los adultos. Las únicas partes del cuerpo que duran

toda la vida, parecen ser las neuronas de la corteza cerebral, las células de la lente interna del ojo y quizás las células

musculares del corazón” - Diario “El País”, 21 de setiembre de 2005.

El crecimiento y la reproducción de los seres vivos pluricelulares son procesos que ocurren a través del aumento en el número de células. Cada ciclo de crecimiento y división que atraviesa una célula se denomina ciclo celular y constituye la “vida de una célula”.

El ciclo celular se compone de la alternancia de dos periodos que se suceden de forma cíclica: el período llamado interfase y la etapa de división celular. La interfase es un período de intensa actividad metabólica en que la célula crece, para ello fabrica diversas sustancias que forman parte de los componentes celulares. Además duplica su ADN (en la Fase S) para que las células hijas puedan recibir una dotación cromosómica idéntica a la de la célula madre. Al final de esta etapa la cromatina comienza a plegarse en forma de cromosomas. La etapa de división celular está formada por cuatro fases durante las cuales los cromosomas duplicados y todas las organelas se reparten en cada una de las dos células hijas asegurando todas las estructuras necesarias para la continuidad de la nueva célula.

Una vez terminado el reparto de estructuras, el citoplasma se divide en dos (citocinesis). Este proceso es diferente en células animales y vegetales. En el caso de la célula animal se produce un estrangulamiento en la zona ecuatorial de la célula originando al final las dos células hijas.

En resumen, este proceso cíclico permite: la reproducción de los organismos unicelulares y pluricelulares (a través de la formación de sus

gametas) el crecimiento y desarrollo de un individuo a partir de una única célula (huevo o cigota) la reparación de los tejidos dañados y reemplazo de células Viejas

Interfase

La interfase abarca tres etapas: G1, S y G2. Durante G1, la célula crece y se duplican las organelas; en las células animales, los centríolos empiezan a duplicarse. En la etapa S (“S” de “síntesis”) se duplican el DNA y sus proteínas asociadas para poder ser repartido entre las dos células hijas. En G2 comienzan a ensamblarse las estructuras relacionadas con la división celular, los cromosomas se condensan y los centríolos terminan de duplicarse.

A partir de ese momento cada cromosoma

queda formado por dos moléculas de ADN, llamadas a partir de ahora cromátidas hermanas, que quedan unidas por un punto llamado centrómero. Al final de la interfase los cromosomas se empiezan a condensar (se superenrollan) siendo visibles al microscopio.


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El número de cromosomas El número de cromosomas es

constante en todas las células somáticas (las células del cuerpo, menos óvulos y espermatozoides) de un organismo. También es el mismo (salvo ciertas patologías) en todos los organismos de la misma especie. En el caso del ser humano, encontramos 23 pares de cromosomas, es decir, un total de cuarenta y seis cromátidas.

Cada uno de nosotros recibe un juego de genes de cada progenitor. Es decir, en el óvulo y en el espermatozoide hay 23 cromosomas. Cuando se produce la fecundación se forma una única célula, llamada cigoto, con ambos juegos de cromosomas. Son necesarios ambos juegos para decodificar la información del individuo.

Entonces decimos que las gametas son haploides (n) porque tienen un solo juego de cromosomas (23), en cambio células somáticas que tienen doble dotación cromosómica son diploides (2n), es decir 23x2=46.

Actividad: Genética

¿Te animas a determinar qué condición cromosómica (haploide o diploide) tiene cada una de estas células?

- La célula que se forma después de la fecundación………………………………….. - El óvulo………………………………………… - Células somáticas………………………… - Células de la piel…………………………… - Células del testículo que darán origen al espermatozoide………………………….. - El espermatozoide………………………... - Células del hueso que reparará el hueso quebrado………………………………

División celular: Mitosis - Meiosis

Existen dos tipos de división celular, según el tipo de célula. La Mitosis genera dos células con idéntica información genética entre sí, con respecto a la célula madre. Este es el sistema mediante el cual se reproducen las células somáticas. Los cromosomas duplicados durante la interfase se separan segregando cada una de sus cromátides hacia ambos extremos de la célula. Luego el citoplasma se divide en dos, junto con todas las organelas, y se forman dos células hijas.

La Meiosis es un proceso de división distinto de la

mitosis, ya que las células resultantes no son dos, sino cuatro, y además no son idénticas a la célula original. La meiosis consiste en reducir la información genética de la célula a la mitad, es decir convierte una célula diploide (en el caso del ser humano con 46 cromosomas) en una haploide (con 23) ya que estas células estarán destinadas a la reproducción sexual, completando la dotación completa de cromosomas tras la fecundación.


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En la primera fase de la Meiosis, los cromosomas homólogos se aparean e intercambian genes en un proceso llamado entrecruzamiento (en inglés crossing‐over). Por ejemplo el cromosoma 16 de una célula hija tendría fragmentos del cromosoma 16 paterno y de su homólogo 16 materno. Las células hijas de la Meiosis quedan con sólo un juego de cromosomas que tiene como característica importante que cada cromosoma lleva mezclada la información de los cromosomas paterno y materno correspondientes de la célula original.

Este hecho tiene una extraordinaria importancia ya que se produce una recombinación de la información contenida en los cromosomas lo que supone una fuente de variabilidad genética (aparecen combinaciones de caracteres que no existían antes).

Actividad: Reproducción celular

- Observa el esquema a continuación y completa el cuadro comparativo:

MEIOSIS MITOSIS

Células en las que ocurre

Cantidad de cromosomas de la célula inicial

Cantidad de duplicaciones del ADN

Cantidad de divisiones celulares

Número de células resultantes

Cantidad de cromosomas de las células resultantes

Condición Haploide / Diploide

Objetivo


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¿Qué son las mutaciones?

Los cromosomas pueden sufrir cambios que afectan su número (alteraciones numéricas) o su estructura (alteraciones estructurales). También puede verse alterada la secuencia, el orden en que se presentan los nucleótidos del ADN. A estos cambios se los llama mutaciones y pueden ocurrir durante la mitosis o la meiosis.

En algunos casos las mutaciones pasan inadvertidas, pero también pueden provocar la falta de actividad de una proteína esencial y causar una enfermedad. De todas formas, la mayoría de las mutaciones no se manifiestan porque están en regiones del ADN que no codifican para ninguna sustancia. O bien podría alterarse la función y esto no resultar perjudicial. En realidad, las mutaciones son la base de la biodiversidad. Es decir que las pequeñas diferencias en el ADN es lo que determina que los seres vivos sean diferentes entre sí. Esta diversidad en las características sumada a la existencia de un código genético común entre los seres vivos, son dos hechos determinantes en el desarrollo de la biotecnología moderna.

El ADN y la biotecnología moderna

Cuando los científicos comprendieron la estructura de los genes y cómo la información que portaban se traducía en funciones o características, comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a otro para conferirle una nueva característica. Justamente, de eso se trata la ingeniería genética, a la que podríamos definir como un conjunto de metodologías que nos permite transferir genes de un organismo a otro, y que dio impulso a la biotecnología moderna.

La ingeniería genética permite clonar (multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Así, es posible obtener proteínas de interés en organismos diferentes del original del cual se extrajo el gen, mejorar cultivos y animales, producir fármacos, y obtener proteínas que utilizan diferentes industrias en sus procesos de elaboración.


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NÚCLEO VI - EVOLUCIÓN

Hasta fines del siglo XVIII, la mayoría de los naturalistas consideraban que todos los seres vivos

eran producto de un único acto de creación divina, las criaturas habían sido producido perfectamente y distribuidas estratégicamente en la tierra, no cambiaban en el tiempo. Esta idea creacionista aceptaba la inmutabilidad y estabilidad de las especies, lo que hoy llamamos fijismo.

Georges Cuvier, un anatomista francés del siglo XIX, fue el primero en estudiar sistemáticamente los fósiles de especies pasadas. Sugirió que son productos de los primeros experimentos de Dios en la creación. Una de las ideas populares de la época era que se trataba de organismos muertos con el Diluvio, pues no habían podido subir el arca de Noé. Pero Cuvier consideró improbable que murieran todos en forma simultánea y con ello abrió el camino a pensar que tal vez hubieran vivido en distintas épocas. En tal caso, los restos encontrados en diferentes capas o estratos habrían pertenecido a seres desaparecidos en sucesivas catástrofes, idea que pasó a llamarse catastrofismo.

El descubrimiento de los fósiles llevó también a pensar que la Tierra podía ser más antigua que lo que se suponía sobre la base del relato bíblico, que había llevado a asignarle una edad de 6000 años. En el siglo XVII se comenzó a explorar seriamente la superficie de la Tierra, lo que condujo a la conclusión de que el paisaje había sido erosionado a lo largo de los años por el viento y el agua. James Hutton y Charles Lyell sostenían que la Tierra era mucho más antigua de lo que se creía y que había sido moldeada por ciclos de levantamientos, erosión y sedimentación siendo estos cambios lentos y continuos, teoría que se llamó uniformismo.

Con estas sucesivas evidencias, se hacía cada vez más difícil conciliar las ideas aceptadas sobre

historia natural, basadas en conceptos filosóficos y el relato bíblico, con la evidencia científica. Pero la ciencia no podía aportar explicaciones nuevas que fueran compatibles con las nuevas hipótesis: el transformismo, idea que pone de manifiesto los cambios de las especies en el tiempo.

Lamarck y la evolución biológica

La idea de que los seres vivos cambian en el tiempo proporcionó el marco conceptual que permitió entender el sentido de los nuevos conocimientos y explicaciones de geólogos y naturalistas, aunque los científicos del siglo XVIII no se mostraron demasiado inclinados por aceptarla. Entre los que la consideraron favorable se contaron Erasmus Darwin, abuelo de Charles, y Georges‐Louis Leclerc, conde de Buffon.

El más importante de los evolucionistas anteriores a Darwin fue el francés Jean‐Baptiste de Monet,

caballero de Lamarck, quien había estudiado medicina y botánica y, en 1793, ya renombrado taxónomo, fue designado profesor de zoología en el Jardín de Plantes de París. Lamarck había advertido una clara relación entre los fósiles y los organismos modernos. A partir de estas observaciones dedujo que los fósiles más recientes estaban emparentados con los organismos modernos. Esbozó una teoría de la evolución biológica que se puede sintetizar como sigue:

los individuos pueden cambiar físicamente durante su vida para adaptarse al medio que habitan; la sucesión de cambios adaptativos muestra una tendencia hacia complejidad y la perfección. el uso o desuso de sus órganos permite que estos se desarrollen más o se atrofien los caracteres adquiridos se transmiten por herencia a sus descendientes

La teoría de Lamarck fue criticada con vehemencia por la comunidad científica

de su época, principalmente por que los caracteres adquiridos por interacción con el medio no se transmiten por herencia biológica. En esto, la visión de Lamarck, basada en el proceso de herencia de los caracteres adquiridos, no era adecuada, pero su intuición general de que las especies evolucionan resultó correcta y su gran aporte consistió en relacionar los cambios en los organismos con la influencia del ambiente.


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Los orígenes del Darwinismo: Un viaje que cambio la historia

Charles Darwin a los 26 años recibió el ofrecimiento de embarcarse como naturalista en el viaje de exploración alrededor del mundo en el velero Beagle. La misión oficial del capitán del barco, Robert Fitz Roy, era encontrar pruebas para la interpretación bíblica de la creación, por lo que éste eligió a Darwin debido a su formación religiosa. Ese viaje de cinco años, entre 1831 y 1836, cambió la historia personal de Darwin así como la de la biología. El joven naturalista regresó con cajas repletas de especies vegetales y animales, encontró el mejor fósil conocido de megaterio (un perezoso sudamericano extinguido, del tamaño de un elefante).

Uno de los hechos que constató fue que en las islas Galápagos había pinzones y tortugas claramente distintos a los del continente sudamericano, y aún diferentes en cada una de las Islas. Observó que los picos de esos pájaros tenían la forma justa para consumir los alimentos que encontraban en las islas: donde predominaban los frutos con cáscara dura, los pinzones tenían picos cortos y fuertes, mientras que en las islas con frutos blandos, estas aves tenían picos largos y finos.

La teoría darwiniana de la evolución

Luego de su regreso a Inglaterra, Darwin leyó un Ensayo sobre demografía, llamado “Principio de población”, de Thomas Robert Malthus, quien sostenía que la población humana aumentaba en forma geométrica mientas que la producción de alimentos lo hacía en forma aritmética. Por ello, la población llegaría a exceder los recursos disponibles. Darwin extendió esta visión a todas las poblaciones y comenzó a pensar que la vida era una lucha continua para obtener recursos, y que sólo una pequeña fracción de los individuos que nacen, sobrevive y se reproduce. Llamó selección natural a este proceso de supervivencia, y dedujo que era el mecanismo por el cual los organismos lograban sobrevivir y reproducirse o se extinguían. Darwin no usó la expresión “supervivencia del más apto”, ni el término de evolución, sino que habló de descendencia con modificación.

La teoría de la evolución, sin embargo, cosechó diversas críticas y se convirtió en el centro de acaloradas disputas, sobre todo en los países anglosajones en los que predominaban las iglesias

protestantes apegadas a la interpretación literal de la Biblia. Una de las críticas al evolucionismo darwiniano

fue que el registro fósil no revelaba formas de transición entre las especies, de las que hablaba Darwin. La más célebre e ironizada de esas formas era el “eslabón perdido” entre primates superiores y humanos. Si la evolución creaba continuamente nuevas especies, las formas transicionales debían estar representadas en el registro fósil. Con el tiempo, sin embargo, se advertiría que no hubo eslabón perdido entre los actuales primates y los humanos, porque estos no descienden de aquellos, sino que ambos tienen ancestros comunes extinguidos. Por eso, más que formas transicionales hay formas ancestrales que el registro fósil permitió revelar.

Darwin logró reunir suficiente evidencia para demostrar que las especies cambian, e imaginó un posible proceso de modificación. Su teoría de la evolución de las especies se puede sintetizar en las siguientes ideas:

Si bien los organismos provienen de organismos similares a ellos, en todas las poblaciones existen variaciones entre ellos y algunas de estas variaciones son heredables.

Cuando los organismos se reproducen no toda la descendencia logra sobrevivir. El número de individuos que sobrevive y se reproduce depende de la interacción de las variaciones individuales heredables con las condiciones del ambiente en ese momento. Algunas de esas variaciones confieren ciertas ventajas con respecto al resto.

Sólo los organismos que logran sobrevivir son los que pueden reproducirse, transmitiendo sus características a su descendencia.

La selección natural actúa durante suficiente tiempo como para producir una acumulación gradual de cambios tal que las poblaciones terminen constituyéndose como diferentes especies diferentes.


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¿Qué aportó Darwin a la ciencia?

El origen de las especies sentó las bases para una nueva manera de entender la evolución biológica. Darwin substituyó la noción de predeterminación de la naturaleza por los conceptos de azar y necesidad. Ahora sabemos que en el proceso de reproducción de los organismos se producen variaciones o mutaciones por azar, que se pueden transmitir a la descendencia, pero para cuya supervivencia es necesario que resulten ventajosas (o al menos no perjudiciales) según las condiciones ambientales. Esta necesidad explica el proceso de selección natural. De esta manera, los dos pilares en que se apoya las modernas concepciones de la evolución darwiniana (Neodarwinismo) son las variaciones al azar (mutaciones) en la constitución genética de los organismos y la selección natural. Pero recordemos que en la época de Darwin se desconocían las mutaciones y la constitución genética de los organismos, sino que se hablaba de cambios o alteraciones.

La teoría sintética de la evolución o Neodarwinismo

Una de las personas que contribuyeron a comprender el mecanismo de la evolución fue el

biólogo Theodosius Dobzhansky, nacido en 1927. En sus trabajos con mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), 1937, Dobzhansky propuso la idea de que las mutaciones pueden originar especies nuevas. Sostuvo que las mutaciones pueden ocurrir espontáneamente y que la mayoría de ellas no tiene efecto particular. Sólo una minoría produce un efecto negativo. Esos cambios neutros crean variación dentro de la población. Con el tiempo y sucesivos cambios, harían cada vez más distinta genéticamente a esa población de otras de la misma especie. Llegaría un momento en que los miembros de la especie perderían la posibilidad de aparearse con los de aquella población aislada, y los segundos solo lo pudiesen hacer entre ellos: habría aparecido, entonces, una nueva especie.

Con estas conclusiones, Dobzhansky ayudó a acercar la visión de Darwin sobre la evolución de las especies a la proporcionada por estudios de genética. La teoría darwiniana y la genética de Gregor Mendel son las dos grandes líneas científicas históricas que permitieron desarrollar nuestras actuales concepciones sobre la evolución de las especies.

Macroevolución: Equilibrios puntuados

Darwin siempre defendió que el proceso evolutivo iba a ritmo lento, sin saltos súbitos,

gradualmente. El registro fósil, ciertamente, no apoyaba éste gradualismo, más bien daba testimonio de saltos y de discontinuidad. Pero Darwin argumentaba que el registro era incompleto e imperfecto, era como un libro que sólo le quedan escasas páginas, pocas líneas por página, pocas palabras por línea y pocas letras por palabra. Stephen Jay Gould y Niles Eldredge plantean un modelo evolutivo que cuestiona éste gradualismo de Darwin: el modelo de equilibrios punteados o de equilibrios intermitentes. Un modelo que sí encaja y explica el actual y voluminoso registro fósil, un registro que no da testimonio de cambios morfológicos graduales, sino de abruptas discontinuidades.

El modelo de equilibrios punteado establece que las especies viven largos periodos de estabilidad, periodos de equilibrio de millones de años, que se ven cortados bruscamente por fases breves de cambios (miles de años) en las cuales aparecen nuevas especies. «La historia de cualquier parte aislada de la tierra, como la de cualquier soldado, consiste en largos periodos de aburrimiento y breves periodos de terror». El registro fósil muestra la estabilidad de las especies durante «largos periodos de aburrimiento», tiempo que se va repitiendo tras «breves periodos de terror» en los cuales se da, súbitamente, una gran diversificación pero también una gran extinción.


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NÚCLEO VII – CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS Hay aproximadamente un millón y medio de especies descriptas y se cree que este número

representa sólo el 5% de las especies con las que actualmente compartimos el planeta. Se estima que en la actualidad existen más de diez millones de especies como consecuencia del proceso de evolución. Estos organismos diferentes exhiben una gran variedad en la organización de sus cuerpos, en sus patrones de reproducción, crecimiento y desarrollo y en su comportamiento. A esta gran variedad se la denomina biodiversidad. A pesar de la aparentemente abrumadora diversidad de organismos vivos, es posible agruparlos de modo que revelen no sólo patrones de similitudes y diferencias, sino también relaciones históricas entre los diferentes grupos.

La clasificación

Para el estudio de la clasificación de los organismos surgió una ciencia llamada taxonomía (de la raíz griega taxis que significa ordenación). La organización que establece la taxonomía tiene una estructura arbórea en la que las ramas a su vez se dividen en otras y éstas se subdividen en otras menores. A cada una de las ramas, ya sean grandes o pequeñas, desde su nacimiento hasta el final, incluyendo todas sus ramificaciones, se les denomina taxón.

La taxonomía tiene por objeto agrupar a los seres vivos que presenten semejanzas entre sí y que muestren diferencias con otros seres, estas unidades se clasifican principalmente en ocho categorías jerárquicas que son, por orden decreciente de sus niveles:

DOMINIO - REINO - PHYLUM O DIVISIÓN - CLASE - ORDEN - FAMILIA - GÉNERO - ESPECIE

Estos ocho niveles a veces no son suficientes para

clasificar de forma clara a todos los seres vivos y es necesario en algunas ramas crear subdivisiones intermedias, como superorden, suborden y superfamilias.

Originalmente, Linneo estableció tres reinos: Vegetabilia, Animalia y un grupo adicional para

minerales, que fue pronto abandonado. Desde entonces, varias formas de vida han sido movidas de un reino a otro. Después se produjo una reorganización en cuatro reinos, al diferenciar los hongos de las plantas, y después de que Leeuwenhoek descubriera los microorganismos se conformaron los reinos Animalia, Plantae, Fungi y Protoctista. Tras el uso del microscopio electrónico, Whittaker propuso el sistema de cinco reinos, separando el reino Monera de los protistas. Este sistema permaneció mucho tiempo, y estuvo muy arraigado, hasta el descubrimiento de las arqueas y los estudios de genómica. Ahora, se consideran seis reinos en tres dominios, dos procariontes y uno eucarionte: Archaea, que incluye a todas las arqueas, Bacteria, que incluye al reino antiguamente llamado monera, y los cuatro reinos de Eukarya.

El actual sistema ahora incluso divide a los seres

vivos en dos grandes grupos o imperios: procariontes y eucariontes. Esta dicotomía se basa en las grandes diferencias entre ellos, considerándose que representan la mayor discontinuidad evolutiva de la historia de la Tierra. Las diferencias están a todo nivel: en la complejidad, tamaño, morfología, ecología, estructura celular, reproducción, relaciones simbióticas, desarrollo evolutivo, bioquímica y genética (de ADN, ARN y proteínas).


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La clasificación binominal

La adopción del sistema de nomenclatura que usamos en la actualidad está

basado en dos nombres. Dicho sistema se debe al naturalista y médico sueco Carlos Linneo (en latín, Carolus Linnaeus, 1707-1778) quien intentó describir la totalidad del mundo natural conocido dándole a "cada especie" un nombre compuesto de dos partes.

En biología, la nomenclatura binominal (también llamada nomenclatura binomial, nomenclatura binaria o nombre binario) es un convenio estándar utilizado para denominar las diferentes especies de organismos (vivos o ya extintos). Como sugiere la palabra «binominal», el nombre científico otorgado a una especie está formado por la combinación de dos palabras («nombres» en latín, de raíz grecolatina o latinizados): el nombre del género y el epíteto o nombre específico. El conjunto de ambos es el nombre científico que permite identificar a cada especie como si tuviera «nombre y apellido».

Una definición rigurosa de especie (aunque no es la única) fue propuesta por Ernst Mayr, biólogo

evolutivo de la Universidad de Harvard, en 1940. Bajo el título de especie biológica, Mayr describió a una especie como "un grupo de poblaciones naturales cuyos individuos se cruzan entre sí de manera real o potencial y que están reproductivamente aislados de otros grupos". La expresión "real o potencial" tiene en cuenta el hecho de que, aunque es improbable que individuos de poblaciones geográficamente aisladas se crucen naturalmente, el traslado de un grupo de organismos a alguna isla remota no los convierte automáticamente en miembros de una especie distinta ya que éstos potencialmente pueden cruzarse.

Dominio Características

Bacteria Cianobacterias (o algas verdeazues), bacterias púrpuras, bacterias verdes no-sulfurosas.

Células procariotas, organismos unicelulares, membranas compuestas principalmente por diésteres de diacil-glicerol. El RNAr de la subunidad pequeña de los ribosomas posee un bucle entre las posiciones 500-545. Sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina. Ribosomas no sensibles a la toxina diftérica. Algunos fijan nitrógeno. Autótrofos fotosintéticos o heterótrofos.

Archaea

hermoproteous, termococales, metanococales, metanobacterias metanomicrobiales, halófilos extremos.

Células procariotas, organismos unicelulares. Membranas lipídicas compuestas principalmente por

diéteres de glicerol isoprenoides o tetraéteres de diglicerol. El RNA ribosomal de la subunidad

pequeña de los ribosomas es del tipo arqueobacteriano, es decir, tiene una estructura única entre

las posiciones 180-197 ó 405- 498. No son sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina pero sí a

la toxina diftérica. Autótrofos quimiosintéticos.

Eucarya protistas, animales, plantas, hongos.

Células eucarióticas, organismos unicelulares o pluricelulares. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de acil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (18S-rRNA) posee una estructura única entre las posiciones 585-655. No son sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina pero sí a la toxina diftérica. No fijan nitrógeno. Autótrofos fotosintéticos o heterótrofos o facultativos.


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Procariotas Carl R. Woese utilizó las similitudes y las diferencias entre secuencias del ARN del ribosoma para

medir la distancia evolutiva entre diferentes grupos de bacterias. De esa manera se pudo establecer la existencia de tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya. Archaea y Bacteria son procariontes, pero en el aspecto molecular son tan diferentes uno de otro como lo son de Eukarya. Las ideas más aceptadas sostienen que los eucariontes surgieron por unión simbiótica de dos o más células procariontes pero que la línea de Archaea está más ligada a la de Eukarya que a la de Bacteria.

Las Bacterias

Las bacterias son procariotas unicelulares y fueron las primeras células que aparecieron en la Tierra hace unos 3.800 millones de años. El ambiente era cálido y reductor, la atmósfera no tenía O2 y estaba compuesta por CO2, nitrógeno, hidrógeno y vapor de agua. Los primeros microorganismos deben haber sido termófilos, anaerobios obligados, fotosintetizadores y/o fermentadores. Al cabo de 1.500 millones de años, aparecieron las cianobacterias, que mediante la fotosíntesis enriquecieron en O2 la atmósfera del planeta. Mil millones de años más tarde aparecieron los primeros eucariontes. Como consecuencia de la fotosíntesis, las condiciones ambientales cambiaron: la absorción del CO2 atmosférico disminuyó el efecto invernadero y el O2 liberado oxidó la corteza mineral y elevó la concentración atmosférica de ese gas al 21% actual. Los procariontes se diversificaron enormemente y colonizaron todo tipo de ambientes, aun los más extremos. Habitan en aguas dulces y salobres, zonas calientes y frías, terrenos fangosos, fisuras de rocas, sedimentos marinos y el aire. Algunos se alojan como comensales, parásitos o simbiontes en distintos órganos de animales muy diversos, o persisten asociados con raíces y tallos de plantas, con hongos (líquenes) y protozoos. Otras pueden vivir en ambientes con condiciones extremas. Algunos toleran temperaturas superiores a 100 °C (hipertermófilos) o inferiores a 0 °C (psicrófilos), concentraciones salinas muy superiores a las del agua del mar (halobacterias) y pH extremos. Pueden ser aerobios o anaerobios, estrictos o facultativos. Algunos son metanogénicos y habitan sedimentos marinos, de agua dulce y de pantanos.

La mayoría son consumidoras, ya que obtienen sus alimentos de tejidos muertos o de productos de

desecho de otros seres vivos. Estas bacterias son descomponedoras. También hay bacterias parásitas

productoras de enfermedades como el cólera y la tuberculosis. Otras bacterias viven dentro del cuerpo de los seres vivos, pero sin seres vivos, pero sin perjudicarlos. Por ejemplo, las bacterias que se encuentran en el intestino de los seres humanos producen vitamina K, una sustancia indispensable para que se corte la hemorragia cuando nos lastimamos. Existen muy pocas bacterias autótrofas, actualmente denominadas cianobacterias, pero tienen gran importancia porque forman parte de los productores en los ambientes acuáticos.

Eucariotas

Los Protistas

El reino Protista comprende una enorme variedad de organismos eucarióticos, principalmente unicelulares, y, además, algunas formas multicelulares. Poseen distintas maneras de obtener sus alimentos. Los hay autótrofos, principalmente en los ambientes acuáticos, que se los conoce con el nombre de algas. Los hay heterótrofos unicelulares que por el modo de ingerir el alimento y por su desplazamiento se denominan protozoos. Por ejemplo, la ameba y el paramecio. Dentro de los protozoos hay algunos parásitos de animales.

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Los Hongos

En la antigua clasificación los hongos fueron considerados vegetales porque no se desplazan. Actualmente se sabe que existen tantas diferencias entre animales y plantas como las que hay entre plantas y hongos. Por eso constituyen un reino aparte.

Las características derivadas más destacadas de los hongos no surgen del estudio de estructuras

celulares u observables a simple vista, sino que provienen de datos moleculares. Algunas especies son unicelulares, como las levaduras; el resto tiene un cuerpo multicelular y filamentoso. Los filamentos reciben el nombre de hifas, y el conjunto de hifas constituye el micelio. Las hifas pueden tener tabiques o no (en este último caso reciben el nombre de cenocitos). El micelio es difuso y microscópico, las estructuras expuestas (como los hongos de sombrero) son sólo una pequeña parte del organismo. En algunos grupos, estas estructuras visibles son llamadas cuerpos fructíferos y están especializadas en la producción de esporas. El principal componente de las paredes de las hifas es la quitina, un polisacárido que aparece en algunos animales, pero nunca en las plantas.

Los hongos son heterótrofos que almacenan glucógeno y lípidos (a diferencia de las plantas, que

almacenan almidón). Algunos son parásitos facultativos, obligados o simbiontes; otros se alimentan de materia orgánica muerta (saprobios). Secretan enzimas que reducen los alimentos a moléculas pequeñas y fáciles de absorber. Los parásitos tienen hifas especializadas (haustorios), que absorben los nutrientes directamente de las células de otros organismos. Junto con las bacterias, los hongos son los principales descomponedores de la materia orgánica. Algunos hongos son perjudiciales para la especie humana, ya que atacan cultivos, alimentos, plantas, animales domésticos, viviendas, ropas o el cuerpo de las personas. Otros son esenciales para la producción de alimentos como el pan, el queso, la cerveza y el vino. También se utilizan para la producción de enzimas, ácidos orgánicos y antibióticos. Algunas variedades comestibles, como los champiñones, son producidas comercialmente. Los hongos también son la fuente de una gran variedad de antibióticos y otros medicamentos.

Las Plantas

La aparición de las plantas terrestres fue un factor de gran importancia en la disminución de la concentración atmosférica de CO2 y, en consecuencia, en el descenso de la temperatura sobre la superficie terrestre. Todas son autótrofas, inclusive las plantas carnívoras que solo aprovechan los insectos como fuente de proteínas, pero no dejan de obtener su energía del sol.

Al ser los primeros organismos terrestres adquirieron dos innovaciones tempranas muy importantes: un cilindro central con tejido vascular (xilema y floema) dentro del tallo y la raíz. El tejido vascular se especializó en la conducción de agua y sustancias disueltas hacia el tallo y la raíz, la cual permitió las funciones de: fijación (o anclaje), absorción de agua y minerales d isueltos, conducción y almacenamiento de reservas. Poseen también la hoja de estructura compleja, especializada en la fotosíntesis, respiración y transpiración.

En el caso de las plantas con flores, estas poseen órganos

especializados para la reproducción: las flores, en ellas encontramos el androceo y gineceo (órganos masculino y femenino respectivamente), el androceo está formado por los estambres y las anteras, dentro de las anteras se encuentran los sacos polínicos donde se forman los granos de polen y el gineceo formado por hojas modificadas que forman el carpelo, el cual a su vez está formado por: el ovario, el estilo y el estigma.

La función esencial de la flor es formar la semilla que dará lugar a otra planta de la misma especie, la semilla se va a formar cuando el grano de polen se traslade desde la antera hasta el estigma, allí comienza el desarrollo del tubo polínico que crece hasta el gameto femenino (ovulo) y allí forman el huevo o cigoto (semilla), protegido por el carpelo cerrado que formará el fruto.

http://curtisbiologia.com/glossary/term/213

http://curtisbiologia.com/glossary/term/1038


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Los Animales

En el reino Animal se agrupan los organismos pluricelulares, cuyas células tienen núcleo, sin pared celular ni clorofila, que obtienen su alimento consumiendo a otros seres vivos o partes de ellos, y realizan la

digestión en el interior de su cuerpo. Este reino comprende todos los organismos multicelulares que obtienen energía mediante la digestión de alimentos, y contienen células que se organizan en tejidos. A diferencia de las plantas, que producen nutrientes a partir de sustancias inorgánicas mediante fotosíntesis, o de los hongos, que absorben la materia orgánica en la que habitualmente se hallan inmersos, los animales consiguen su comida de forma activa y la digieren en su medio interno.

Asociadas a este modo de nutrición existen otras muchas características que distinguen a la mayoría

de los animales de otras formas de vida. Los tejidos especializados les permiten localizar el alimento y desplazarse en su búsqueda o, si permanecen fijos en un lugar determinado casi toda su vida (animales sésiles), atraerlo hacia sí. La mayoría de los animales han desarrollado un sistema nervioso muy evolucionado y unos órganos sensoriales complejos que, junto con los movimientos especializados, les permiten controlar el medio y responder con rapidez y flexibilidad a estímulos cambiantes.

Al contrario que las plantas, casi todas las especies animales tienen un crecimiento limitado, y al

llegar a la edad adulta alcanzan una forma y tamaño característicos bien definidos. La reproducción es predominantemente sexual.

Actividad: Clasificación

1- Analice la siguiente situación y resuélvala

"El camello y la avispa son fácilmente reconocibles por sus características diferentes, sin embargo, ambos se clasifican como animales. Lo mismo ocurre con una rosa y un duraznero. Ambos pertenecen al reino de las plantas, a pesar de ser muy diferentes a simple vista”.

a. ¿Qué características tienen en común los animales para que se los ubique en un mismo grupo? b. ¿Y las plantas? c. Confeccione un cuadro comparativo entre los reinos.

2- En la actualidad la capacidad de desplazamiento no es un criterio que se utilice en la clasificación de los seres vivos, entonces ¿en qué reinos debieran ubicarse las anémonas, las esponjas marinas y los corales? Justifique su respuesta.

3- Responda las siguientes preguntas:

a. ¿Será frecuente encontrar organismos pertenecientes al reino Plantae en aquellos ambientes

de casi total oscuridad? Justifique su respuesta. b. Posiblemente no conozca la especie Biston betularia. Para presentarla sólo diremos que

pertenece al reino Animal. ¿Cuántos datos tiene sobre esta especie con esta única información?

c. Enumérelos y escriba su opinión sobre la utilidad de clasificar.


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Núcleo VIII - El organismo humano

Todos los seres vivos cumplen con las mismas funciones generales de Nutrición, Relación y Reproducción. Aquí analizaremos las funciones en general y los sistemas que se encargan de llevarlas a cabo usando como ejemplo el organismo humano.

El hombre se encuentra en permanente interacción con el medio que lo rodea para intercambiar

materia y energía. Esta relación se lleva a cabo a través de distintos sistemas, cada uno de los cuales está a cargo de una función biológica principal. Así, por ejemplo, en la función de digestión interviene el sistema digestivo. Cada sistema no funciona independiente del otro, todos están coordinados para llevar a cabo las actividades del cuerpo y esto es posible a la acción del sistema neuroendócrino.

Actividad: Regiones del cuerpo humano

1- Para su mejor estudio, el cuerpo lo dividimos en regiones.

La ………………………… cuyas partes son el cráneo y la cara El ………………………… que se divide por el músculo diafragma en tórax y cuello por arriba y

abdomen por debajo Las extremidades superiores cuyas partes desde el hombro son ……..………., ……………. y mano Las extremidades…………………………… cuyas partes desde la cadera son muslo, pierna y pie

2- El cuerpo humano presenta cavidades donde se alojan los órganos. Une con flechas cada cavidad

con su contenido:

Cavidad abdominal Cavidad toráxica Cavidad craneana

Tapizado por dentro por membranas (meninges) que protegen al sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal)

Recubierto por dentro por dos membranas de naturaleza serosa llamadas pleura y pericardio, dos membranas que protegen a los pulmones y el corazón respectivamente.

Por dentro contiene al peritoneo, membrana que protege y mantiene en su posición a los órganos

3- A partir del gráfico que se presenta a continuación, realice las siguientes actividades:

a. Coloque los nombres de las regiones del cuerpo b. Señale en el mismo, la posición del músculo diafragma c. Con ayuda de la bibliografía sugerida, nombre algunos órganos que se ubican

en: La cabeza: El tórax: El abdomen:

4- La vida de cualquier organismo se caracteriza por cumplir con tres grandes

grupos de funciones:

Funciones de nutrición (Metabolismo o Alimentación): consisten en la incorporación, aprovechamiento y eliminación de materia y energía

Funciones de relación: las variaciones del medio ambiente actúan a modo de estímulos y hacen que las células elaboren respuestas

Funciones de reproducción: es la capacidad de dar origen a seres semejantes


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a- Los órganos se reúnen en sistemas para cumplir con las diferentes funciones. Complete el cuadro incorporando los conceptos que faltan

SISTEMA FUNCION Digestivo Degrada los alimentos Circulatorio

Intercambio gaseoso Excretor

Sostén, protección y movimiento Reproductor

Coordinación de todos los sistemas

b- Organice los sistemas mencionados anteriormente según con cuál de las funciones está relacionado

RELACION REPRODUCCION NUTRICION

Sistemas del cuerpo humano Los sistemas de nuestro cuerpo funcionan interrelacionados entre sí. Dos de ellos tienen a cargo el

control: son el sistema nervioso y el endocrino, la incorporación de materia y energía está a cargo de los sistemas digestivo, excretor, respiratorio y circulatorio, el sostén por el sistema osteo- artro- muscular.

Sistema digestivo

El Tubo Digestivo: Se extiende desde la boca hasta el ano, en una longitud de 10 a 12 metros, contando con 7 segmentos:

Boca

Faringe

Esófago

Estómago

Intestino delgado

Intestino grueso

Ano

El Estómago: Tiene la forma de J mayúscula, con una porción superior vertical y una porción inferior

horizontal; Presenta dos curvaturas, una a la izq., fuertemente convexa, denominada curvatura mayor y otra a la der., cóncava, denominada curvatura menor. En cada uno de sus extremos esta dotado de un orificio: el superior o cardias y el inferior o píloro.

El Intestino Delgado: Se divide en dos porciones: una primera porción corta, el duodeno, y una

segunda más larga, el yeyuno e ileon. Los anexos del tubo digestivo son un conjunto de glándulas que se desarrollan en su trayecto y vierten en su cavidad líquidos especiales, destinados a modificar los alimentos. Ellas son: las glándulas salivales, el hígado y el páncreas.

Glándulas salivales: Se disponen en el contorno de la cavidad bucal y segregan saliva, son seis, 3 de cada lado: la parótida, la submaxilar y la sublingual.

Hígado: La más voluminosa de las vísceras, está situado en la parte más elevada de la cavidad abdominal, inmediatamente por debajo del diafragma.

Páncreas: Es una glándula voluminosa, situada en la parte superior y posterior del abdomen, delante de la columna vertebral, detrás del estómago.


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Fases de la digestión: La comida, después de haber sido desmenuzada y mezclada con la saliva en la boca es deglutida y, pasando a través del esófago, llega rápidamente al estómago. Durante una comida normal, todos los alimentos introducidos se estacionan en el estómago por un periodo que puede variar desde una a cuatro horas según el tipo de alimento. La comida durante la digestión gástrica es nuevamente desmenuzada por obra de las contracciones del las paredes del estómago, los jugos gástricos, además la diluyen. Cuando todo el contenido asume una consistencia semifluida, el estómago se vacía, y el líquido pastoso, ya preparado para la digestión intestinal, pasa al duodeno, primer tramo del intestino delgado. El material va pasando poco a poco a lo largo de los otros dos tramos del intestino delgado (yeyuno e ileon), donde se produce, no solo la descomposición de las complejas sustancias químicas alimenticias, sino también la absorción de los productos de la digestión útiles para el organismo. Cuando el contenido intestinal abandona el intestino delgado, prácticamente todas las sustancias químicas que tienen valor nutritivo han sido absorbidas. En el intestino grueso (dividido en ciego, colon y recto) tiene lugar después solo la absorción del agua, con la formación de una masa semisólida, las heces, que salen, al fin, por el recto a través del orificio anal.

A lo largo del tubo digestivo la degradación ocurre a través de enzimas, que son sustancias que

tienen la particularidad de transformar moléculas complejas en moléculas más simples por Ej. La amilasa que ataca los carbohidratos, la lipasa las grasas etc.

Sistema respiratorio

Constituido por un conjunto de órganos

especializados: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios por los que circula el aire tomado desde el medio externo por el proceso respiratorio, hasta llegar a los pulmones en donde se efectúa la cesión del oxígeno contenido en ese aire a la sangre, a través de estructuras llamadas alvéolos pulmonares. Estos pequeños y delgados sacos rodeados de gran cantidad de capilares realizan el intercambio gaseoso o hematosis es decir CO2, producido por las células por O2.

La función de los músculos es facilitar los movimientos respiratorios. Los pulmones son dos y están recubiertos por la membrana pleural que está constituida por dos

hojas: una visceral que envuelve al pulmón y penetra en la profundidad de las cisuras, y la otra parietal adherida a la pared torácica. Entre ambas hojas hay una cavidad (cavidad pleural). Dentro de los pulmones los alvéolos se agrupan en enormes cantidades para realizar la hematosis.

Sistema excretor

El sistema excretor es el encargado de eliminar las sustancias o desechos. Las estructuras del cuerpo humano que intervienen en la excreción son:

o Pulmones o La piel o El sistema urinario

Repasamos algunos conceptos mencionados: 1- En el proceso de excreción el intestino grueso forma las heces con las sustancias de desecho

que el sistema digestivo no puede digerir – este expulsa las heces a través del recto y del ano. 2- La función de los pulmones como componente del sistema excretor es expulsar dióxido de

carbono producto del proceso de respiración celular. 3- El sistema urinario es limpia y filtra la sangre recogiendo las sustancias tóxicas disueltas en

ella expulsando al exterior en forma de orina. 4- La piel como parte del sistema excretor elimina sustancias de desecho por medio del sudor.

El sudor contiene agua, urea, sales minerales y otras sustancias.


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Sistema urinario

Riñones: filtran la sangre en su interior y se forma la orina.

Los Uréteres: transportan la orina de los riñones a la vejiga.

La Vejiga: almacena la orina hasta el momento de su expulsión.

La Uretra: expulsa la orina del cuerpo.

Los riñones están ubicados en la parte posterior del abdomen. Hay dos, uno

a cada lado de la columna vertebral. El riñón derecho descansa exactamente debajo del hígado y el izquierdo debajo del diafragma y adyacente al bazo.

Los riñones filtran la sangre del aparato circulatorio, eliminan los desechos a través de la orina,

como son la urea, la creatinina, el potasio y el fósforo, por medio de un complejo sistema que incluye mecanismos de filtración, reabsorción y excreción. Diariamente los riñones procesan unos 200 litros de sangre para producir hasta 2 litros de orina. La orina baja continuamente hacia la vejiga a través de unos conductos llamados uréteres. La vejiga almacena la orina hasta el momento de su expulsión por la uretra.

Sistema circulatorio

El sistema circulatorio en el ser humano se compone de: - Corazón: que es un órgano musculoso encargado de hacer circular la

sangre. - Vasos sanguíneos: Que conducen la sangre. Se dividen en:

Arterias

Capilares

Venas

Sangre: es el tejido circulante que transporta los nutrientes y desechos antes mencionados. Se compone de una fase líquida denominada plasma que contiene las células sanguíneas llamadas glóbulos rojos, blancos y plaquetas. Componentes de la sangre:

Plasma: mantiene en suspensión a los glóbulos sanguíneos, además transporta nutrientes, desechos,

homonas, anticuerpos, enzimas, proteínas plasmáticas y calor.

Glóbulos rojos: transportan los gases O2 y CO2

Glóbulos blancos: defienden al organismo contra infecciones

Plaquetas: se activan para cerrar heridas sangrantes

Las arterias conducen sangre desde el corazón a mucha presión y la

mayoría de ellas llevan sangre oxigenada excepto la arteria pulmonar. Poseen gran cantidad de tejido elástico por lo que pueden dilatarse y aumentar de calibre conforme aumenta la presión sanguínea. Las venas en cambio llevan sangre hacia el corazón a presiones menores y en contra de la gravedad, la mayoría transportan sangre carboxigenada, excepto las pulmonares. Sus paredes son delgadas y poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre.

En el organismo se diferencian dos circuitos circulatorios: uno mayor que va desde el corazón a todo el cuerpo y viceversa; y otro menor que va desde el corazón a los pulmones y viceversa. De esta manera son llevados a las células, los nutrientes y el oxígeno, y son retirados de ellas, los desechos del metabolismo. Debido a la existencia de estos dos circuitos en la circulación de la sangre se dice que la misma es doble; y como la sangre circulante nunca sale de los vasos

sanguíneos sino que va por dentro de éstos en todo momento, se dice que es: cerrada.

Vasos sanguíneos que salen del corazón: Aorta desde el ventrículo izquierdo llevando sangre oxigenada y arteria pulmonar desde el ventrículo derecho con sangre carbooxigenada. Vasos sanguíneos que llegan al corazón: Venas pulmonares a la aurícula izquierda con sangre oxigenada y venas cavas inferior y superior a la aurícula derecha con sangre carbooxigenada.

http://es.wikipedia.org/wiki/Abdomen

http://es.wikipedia.org/wiki/Columna_vertebral

http://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%ADgado

http://es.wikipedia.org/wiki/Diafragma_%28anatom%C3%ADa%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Bazo

http://es.wikipedia.org/wiki/Sangre

http://es.wikipedia.org/wiki/Aparato_circulatorio

http://es.wikipedia.org/wiki/Orina

http://es.wikipedia.org/wiki/Urea

http://es.wikipedia.org/wiki/Creatinina

http://es.wikipedia.org/wiki/Potasio

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3sforo_%28elemento%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Excreci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Litro

http://es.wikipedia.org/wiki/Vejiga_urinaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Ur%C3%A9ter


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Actividad: Sistemas de la Nutrición Relaciona los distintos sistemas estudiados, indicando los distintos intercambios de materia

que realizan entre estos sistemas y la célula.

Sistemas de sostén: osteo-artro-muscular

Constituido por huesos, músculos y articulaciones que protegen, mantienen erguido y con

movimiento el cuerpo.

El esqueleto humano es el conjunto total y organizado de piezas óseas que proporciona al cuerpo

humano una firme estructura multifuncional. A excepción del hueso hioides —que se halla separado del esqueleto—, todos los huesos están articulados entre sí formando una estructura continua, soportados por tejido conectivo complementarias como ligamentos, tendones, músculos y cartílagos.

Uno de los esquemas para el estudio del esqueleto humano, lo divide en dos partes:

- El esqueleto axial, que son los huesos situados a la línea media o eje, como los del cráneo, cuello y la columna vertebral. Se encargan principalmente de proteger los órganos internos y del sostén

- El esqueleto apendicular, que son el resto de los huesos pertenecientes a las partes anexas a la línea media (apéndices); concretamente, los pares de extremidades y sus respectivas cinturas, y ellos son los que realizan mayores movimientos.

Una articulación es la unión entre dos o más huesos próximos. La parte de la anatomía que se

encarga del estudio de las articulaciones es la artrología. Las funciones más importantes de las articulaciones son de constituir puntos de unión del esqueleto y producir movimientos mecánicos, proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, además de ser lugares de crecimiento.

El sistema muscular es el conjunto de los más de 650 músculos del cuerpo, cuya función primordial

es generar movimiento, ya sea voluntario o involuntario -músculos esqueléticos y viscerales, respectivamente. Algunos de los músculos pueden enhebrarse de ambas formas, por lo que se los suele categorizar como mixtos

Sistemas de control

Sistema nervioso

Su función primordial es la de captar y procesar rápidamente las señales ejerciendo control y coordinación sobre los demás órganos para lograr una oportuna y eficaz interacción con el medio ambiente cambiante. Constituido por tejido nervioso cuya estructura posee neuronas y neuroglia

Las neuronas son células especializadas, cuya función es coordinar las acciones por medio de señales químicas y eléctricas enviadas de un extremo al otro del organismo.

SISTEMA DIGESTIVO

SISTEMA CIRCULATORIO

SISTEMA RESPIRATORIO

SISTEMA URINARIO

http://es.wikipedia.org/wiki/Hueso

http://es.wikipedia.org/wiki/Hioides


http://es.wikipedia.org/wiki/Ligamento

http://es.wikipedia.org/wiki/Ligamento

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculo

http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_cartilaginoso


http://es.wikipedia.org/wiki/Artrolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculo

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_%28f%C3%ADsica%29

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculos_voluntarios

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculos_involuntarios

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=M%C3%BAsculos_mixtos&action=edit&redlink=1


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Las células gliales (conocidas también genéricamente como glía o neuroglia) son células nodriza del sistema nervioso que desempeñan, de forma principal, la función de soporte y protección de las neuronas.

Anatómicamente, el sistema nervioso de los

seres humanos se agrupa en distintos órganos, los

cuales conforman estaciones por donde pasan las vías

neurales. Así, con fines de estudio, se pueden agrupar

estos órganos, según su ubicación, en dos partes: sistema

nervioso central y sistema nervioso periférico. El sistema

nervioso central está formado por el encéfalo ( cerebro,

cerebelo y tronco encefálico) y la médula espinal, se

encuentra protegido por tres membranas, las meninges. En

su interior existe un sistema de cavidades conocidas como

ventrículos, por las cuales circula el líquido

cefalorraquídeo.

Sistema nervioso periférico está formado por los

nervios, craneales y espinales, que emergen del sistema nervioso central y que recorren todo el cuerpo, conteniendo axones de vías neurales con distintas funciones y por los ganglios periféricos, que se encuentran en el trayecto de los nervios y que contienen cuerpos neuronales, los únicos fuera del sistema nervioso central.

Sistema endocrino También llamado sistema de glándulas de secreción interna (o glándulas endócrinas), es el

conjunto de órganos que segregan un tipo de sustancias llamadas hormonas, que liberadas al torrente sanguíneo regulan las funciones del cuerpo. Es un sistema de señales similar al del sistema nervioso, pero en este caso, en lugar de utilizar impulsos eléctricos a distancia, funciona exclusivamente por medio de sustancias (señales químicas). Las hormonas regulan muchas funciones en los organismos, incluyendo entre otras el estado de ánimo, el crecimiento, la función de los tejidos y el metabolismo.

El sistema endocrino está constituido por una serie de glándulas carentes de ductos. Un

conjunto de glándulas que se envían señales químicas mutuamente son conocidas como un eje; un ejemplo es el eje hipotalámico-hipofisario-adrenal. Las glándulas más representativas del sistema endocrino son la hipófisis, la tiroides y la suprarrenal. Las glándulas endocrinas en general comparten características comunes como la carencia de conductos, alta irrigación sanguínea y la presencia de vacuolas intracelulares que almacenan las hormonas. Esto contrasta con las glándulas exocrinas como las salivales y las del tracto gastrointestinal que tienen escasa irrigación y poseen un conducto por el que liberan las sustancias al exterior del cuerpo.

Aparte de las glándulas endocrinas especializadas para tal

fin, existen otros órganos como el riñón, hígado, corazón y las gónadas, que tiene una función endocrina secundaria. Por ejemplo el riñón segrega hormonas endocrinas como la eritropoyetina y la renina.

Actividad: Colocar en la figura, los siguientes nombres donde correspondan: Tiroides- ovarios- testículos-hipófisis- suprarrenales- pineal-páncreas- tiroides

http://es.wikipedia.org/wiki/Neurona

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_central


http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_perif%C3%A9rico




http://es.wikipedia.org/wiki/Enc%C3%A9falo

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9dula_espinal

http://es.wikipedia.org/wiki/Meninges

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido_cefalorraqu%C3%ADdeo




http://es.wikipedia.org/wiki/Nervios

http://es.wikipedia.org/wiki/Ganglio_nervioso


http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndulas_de_secreci%C3%B3n_interna

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormona

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_%C3%A1nimo

http://es.wikipedia.org/wiki/Crecimiento_humano

http://es.wikipedia.org/wiki/Tejido_%28biolog%C3%ADa%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Metabolismo

http://es.wikipedia.org/wiki/Ducto

http://es.wikipedia.org/wiki/Eje_hipotal%C3%A1mico-hipofisario-adrenal

http://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%B3fisis

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_tiroides

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_suprarrenal

http://es.wikipedia.org/wiki/Vacuola

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndulas_exocrinas

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%A1ndula_salival

http://es.wikipedia.org/wiki/Ri%C3%B1%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ri%C3%B1%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Coraz%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/G%C3%B3nada

http://es.wikipedia.org/wiki/Eritropoyetina

http://es.wikipedia.org/wiki/Renina


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Sistema Reproductor La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo una

característica común de todas las formas de vida conocidas. Las dos modalidades básicas de reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o generativa.

La reproducción asexual está relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por

la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células sexuales o gametos, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las ocasionales diferencias son causadas por mutaciones.

En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son

copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticos

En el ser humano la reproducción es sexual interviniendo dos gametas: espermatozoide y óvulo

respectivamente (producidas por las gónadas: testículos y ovarios) que en su unión o fecundación forman un cigoto con toda la carga genética suficiente para formar un nuevo descendiente. Esto hace que el aporte de genes de ambos progenitores provoque la variabilidad genética de la descendencia, rasgo de enorme importancia en la evolución de la especie.

El aparato reproductor masculino está

formado por:

Testículos : glándulas que producen espermatozoides y hormona testosterona

Epidídimo. conductos en los que maduran y se almacenan espermatozoides

Conductos deferentes: conducen semen

Vesículas seminales: producen líquidos que forman parte del semen y los almacenan

Próstata: Produce líquidos del semen Pene: Órgano eréctil que transporta el semen y

permite la fecundación interna

El aparato reproductor femenino está formado por:

Vulva: órgano externo

Vagina: canal de parto y receptor del órgano copulador

Útero: alberga al embrión

Trompas de Falopio: en ellas se produce la fecundación

Ovarios: glándulas productoras de óvulos y hormonas

Clítoris: órgano eréctil relacionado con la receptividad femenina y el placer sexual

Actividad: Coloca F o V según corresponda. Justifica lo falso.

a- Las gametas femeninas son los ovarios b- Las gónadas masculinas son los espermatozoides c- Las fecundación se produce en el útero d- La próstata no produce espermatozoides

http://es.wikipedia.org/wiki/Biolog%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Vida

http://es.wikipedia.org/wiki/Bacterias

http://es.wikipedia.org/wiki/Aparato_reproductor_masculino

http://es.wikipedia.org/wiki/Test%C3%ADculos

http://es.wikipedia.org/wiki/Epid%C3%ADdimo

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductos_deferentes

http://es.wikipedia.org/wiki/Ves%C3%ADculas_seminales

http://es.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3stata

http://es.wikipedia.org/wiki/Pene

http://es.wikipedia.org/wiki/Aparato_reproductor_femenino

http://es.wikipedia.org/wiki/Vulva

http://es.wikipedia.org/wiki/Vagina

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%9Atero

http://es.wikipedia.org/wiki/Trompas_de_Falopio

http://es.wikipedia.org/wiki/Ovarios


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Núcleo IX - Sistemas ecológicos

Los ecólogos, son los especialistas que investigan las relaciones de los seres vivos entre sí y con el medio ambiente en que viven. Además de ser observadores de los fenómenos naturales, los ecólogos deben tener gran conocimiento matemático para interpretar las complejas relaciones que ocurren en el medio ambiente y proponer modelos que las expliquen.

Dada la diversidad de los seres vivos que existen, la variedad de ambientes que habitan y las

múltiples relaciones que se establecen entre ellos, los ecólogos deben trazar un límite imaginario en la naturaleza y estudiar sólo una parte de ella. Esa porción que se aísla para estudiar se llama ECOSISTEMA O SISTEMA ECOLÓGICO.

Por lo tanto, al examinar la naturaleza, al igual que una obra de arte, debemos agudizar nuestros

sentidos para descubrir no sólo los componentes visibles sino también el vínculo entre ellos. Un ser vivo no puede sobrevivir aislado del entorno. Se relaciona con otros seres vivos de su misma especie y de otras, y también establece vínculos con el medio físico que lo rodea (el agua,

el suelo, el aire, etcétera) y depende de él para su subsistencia. Pero la relación entre los seres vivos y el medio es recíproca. Por ejemplo, la mayoría de los seres vivos que habitan la Tierra necesitan del oxígeno para el proceso de la respiración. Pero, a su vez, la presencia de oxígeno gaseoso es producto del proceso de fotosíntesis que realizan algunos tipos de seres vivos, los autótrofos. Por otra parte, para la obtención del oxígeno, los seres vivos que no realizan la fotosíntesis dependen de aquellos que la hacen.

Los ecosistemas están formados por componentes bióticos, los organismos, y los componentes

abióticos, los factores inertes como el agua, la luz, la roca que forma el suelo, la humedad del ambiente, etc. que son fundamentales para que se lleven a cabo las actividades de los seres vivos. “Bio” significa vida, por ese motivo generalmente se utiliza el término biótico como sinónimo de ser vivo, por ejemplo , al pensar en un bosque se mencionan los árboles , las ardillas, las hierbas o los pájaros. Sin embargo, al caminar en un bosque, es común encontrar una capa de hojarasca, de ramas y materiales descartados por los organismos. Estos restos son fuente de nutrientes para los microorganismos del suelo como las bacterias y los hongos. Estos microbios, transforman las sustancias que estaban retenidas en estos tejidos y devuelven al medio sustancias que vuelven a estar disponibles para la nutrición de otros seres vivos.

Los límites del ecosistema:

Las dimensiones de un ecosistema dependen de los límites que defina el investigador. Esto a su vez,

depende de los objetivos de la investigación. Por ejemplo, para estudiar el cambio global en las temperaturas o en la cantidad de dióxido de carbono en la Tierra, se podría considerar toda la superficie del planeta como un ecosistema. También se puede considerar una unidad natural más pequeña como un pantano, una pradera o una laguna donde se podría estudiar, por ejemplo, las variaciones de la temperatura a lo largo de un año o cómo se manifiesta la competencia entre dos especies por el alimento o el espacio que ocupan.

Un acuario, un terrario, una huerta son modelos a pequeña escala que permiten estudiar temas

específicos de un ecosistema natural. Por ejemplo, en un terrario se puede estudiar el comportamiento de una población de hormigas, el cuidado de sus crías, etc.

Integración de los componentes de un ecosistema.

En un ecosistema, se establecen relaciones entre sus componentes que de ellas dependen que este

perdure. Algunos ejemplos de ellos son: La predación es una de las interacciones más comunes entre individuos de distinta especie. La fotosíntesis es un proceso bioquímico en el cual interactúan componentes bióticos y abióticos. La luz

solar es captada por los pigmentos presentes en las hojas de las plantas y es utilizada para construir sustancias complejas a partir de sustancias simples, formando su alimento. También como producto de esta actividad se libera oxígeno a la atmósfera, gas necesario para la respiración de los seres vivos.

Las plantas con flores nacen a partir de semillas, las que serán trasladadas por el viento, el agua o animales, para germinar bajo condiciones adecuadas.


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Relaciones tróficas del ecosistema Una comunidad biótica no es una reunión de poblaciones al azar, se trata de poblaciones que pueden

tolerar las mismas condiciones que les impone el hábitat, por ejemplo, la escasez de agua en el desierto. Estas poblaciones interactúan por ejemplo mediante relaciones alimentarias. Entendemos por alimentación a la obtención de los nutrientes inorgánicos y orgánicos, que aportan materia, energía o ambas, lo cual le permite a los seres vivos desarrollarse y mantenerse.

Desde el punto de vista de la nutrición existen dos grandes grupos entre los seres vivos, los que sólo

necesitan tomar de su medio las sustancias inorgánicas (además de una fuente de energía) para realizar la síntesis de sustancias orgánicas, llamados autótrofos; y los que toman sustancias inorgánicas y orgánicas, estas últimas les aportan energía que necesitan para sus actividades y las utilizan para construir sustancias más complejas, que se denomina heterótrofos. Cuando analizamos el ecosistema referente a su estructura alimentaria, también llamada estructura trófica, podemos distinguir 3 niveles cada uno de los cuales desempeña un papel determinado.

Los productores

Son los autótrofos, los encargados de “producir” las sustancias orgánicas que aprovecharán

tanto ellos como el resto de la comunidad. En la mayor parte de los ecosistemas: productor es equivalente a fotosintetizador, dado que – dentro de los autótrofos – los principales integrantes de ese nivel usan energía luminosa para sintetizar las sustancias orgánicas primordiales.

En los medios terrestres este papel está reservado, prácticamente, sólo a las plantas mientras que

en los acuáticos es compartido también por algas de diversas categorías.

Los consumidores

Este papel está a cargo de algunos heterótrofos que son “incapaces de producir” sustancias

orgánicas a partir de las inorgánicas y se ven obligados a consumir compuestos orgánicos ya elaborados. Por este motivo, los consumidores tienen que alimentarse necesariamente de otros organismos y es así como han desarrollado varias modalidades; pueden ser:

Predadores: matan y comen individuos presa, generalmente de menor tamaño. Carroñeros: se alimentan de individuos ya muertos. Parásitos: viven a expensas de un hospedador (generalmente de mayor tamaño)sin matarlo

Los consumidores también se clasifican de acuerdo con la fuente más importante de sus

nutrientes, en: Consumidores primarios o herbívoros Consumidores secundarios o carnívoros Consumidores terciarios, también carnívoros.

Los descomponedores

Estos organismos principalmente hongos y bacterias, también son heterótrofos, pero obtienen los

nutrientes de productos de deshechos de animales y de restos de vegetales y animales muertos. Los descomponedores culminan los procesos de transformación de sustancias orgánicas en sustancias inorgánicas. Esta acción contribuye de un modo esencial al automantenimiento del ecosistema porque devuelve al ambiente abiótico los nutrientes inorgánicos, que pueden ser reutilizados por los productores. De otra manera los elementos químicos quedarían ligados a los compuestos orgánicos de un modo prácticamente irreversible y no podrían ser aprovechados ni por los productores ni por los consumidores. Los descomponedores primero desarman, parcialmente, los materiales orgánicos complejos por la acción de enzimas que ellos mismos segregan. Las sustancias orgánicas simples son luego absorbidas por las bacterias y los hongos a través de sus membranas. En el interior de sus células los nutrientes son degradados hasta sustancias inorgánicas, que se liberan al ambiente.


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Propiedades del ecosistema Debido a su naturaleza, las propiedades de los ecosistemas incluyen procesos que

interrelacionan seres vivos y materia inerte. Estos son: el ciclo de materia y el flujo de la energía. Estas transformaciones de materia y energía que un organismo realiza y deja una parte de materia

disponible para que otro organismo utilice. El pasaje de materia y energía entre un organismo y otro constituye la cadena alimentaria (o cadena trófica). Cada eslabón de la cadena se denomina nivel trófico (trofos = alimento) y está representado por un grupo de organismos.

La materia cumple un ciclo en el ecosistema: pasa de los productores a los consumidores; de ellos a los descomponedores y vuelve al ambiente donde nuevamente será utilizada por los productores. Es decir, que las sustancias (como el agua, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, etc.) circulan a través del ecosistema y se reciclan continuamente. Por eso a pesar que los seres vivos las consumen permanentemente, no se agotan. Algunas demoran más en estar disponibles y otras demoran menos.

La energía fluye en el ecosistema. El pasaje del material de organismo a otro en la cadena

alimentaria involucra también la transferencia de energía. Pero ésta no cumple un ciclo en el ecosistema como la materia sino que fluye: “entra” al ecosistema en forma de energía lumínica (el sol) y es atrapada por los productores que la transforman en energía química, una parte de ella es utilizada por los seres vivos y otra parte sale sin que pueda se reutilizada, disipándose en forma de calor, por lo tanto a medida que se avanza en los niveles tróficos de una cadena alimentaria la energía disponible es menor.

Es decir, que el flujo de la energía en el ecosistema tiene una dirección que va desde los productores (autótrofos) hacia los consumidores (heterótrofos).

Cada ser vivo se alimenta de

diferentes tipos de presas y, a su vez, es presa de diferentes depredadores. Además, algunos organismos incluyen en su dieta tanto organismos vegetales como animales. Todo esto determina que en un ecosistema se formen redes alimentarias o redes tróficas que están formadas por muchas cadenas alimentarias y una gran cantidad de especies de productores, consumidores y descomponedores:


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Actividad: A partir de la lectura anterior le invitamos a resolver las siguientes actividades que le servirán para aplicar y profundizar los conocimientos adquiridos.

a.- El párrafo siguiente corresponde a una definición de ecosistema, pero se le han perdido

palabras que debe encontrarlas en el listado y ubicarlas en los espacios correspondientes:

El ecosistema es el conjunto de _, sus restos orgánicos y

en entorno físico que los contiene, en los cuales se establecen por las que fluye la y circulan los materiales.

Listado: energía – océano – límites – propiedades - seres vivos – relaciones – cuerpos – vegetales. b.- Compare en tres aspectos los siguientes niveles tróficos: productores, descomponedores y

consumidores. c.- Observe el diagrama de la red alimentaria ilustrada más abajo, que corresponde a organismos

de la zona antártica argentina. Luego analice la estructura de esa red y resuelva las cuestiones planteadas:

Describa dos cadenas alimentarias en las que participa la orca y señale en ella los niveles

tróficos. Extraiga de la red, una cadena compuesta por cinco niveles tróficos. Mencione tres consumidores secundarios y dos consumidores primarios. ¿Dónde ubicaría a los descomponedores en este esquema? Agréguelos en el gráfico.

Referencias:

1. Fitoplancton 2. Zooplancton

3. Petrel 4. Pingüino Adelia

5. Eskúa 6. Calamar

7. Pez 8. Pingüino emperador

9. Foca de Weddell 10. Foca de Ross

11. Pez 12. Foca cangrejera

13. Ballena azul 14. Leopardo marino

15. Orca


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Las comunidades Las poblaciones que habitan un ambiente común y que se relacionan entre sí constituyen una

comunidad. Las interacciones que se establecen entre las poblaciones de una comunidad pueden ser favorables para ambas, sólo para una de ellas o limitar el crecimiento de las dos. A continuación, se muestran los principales tipos de relaciones que se dan entre las poblaciones de una comunidad, llamadas relaciones interespecíficas.

Depredación: Basada en la ingesta de organismos vivos por otros organismos. En este tipo de

relación se establece un vínculo presa - predador, en el cuál los individuos de una de las poblaciones resultan perjudicados (las presas, que son comidas) y los otros de la otra son beneficiados (los depredadores, que se alimentan de la presa)

Una presa es a aquel animal que es cazado por otro. Los predadores generalmente seleccionan

como presa a aquellos individuos de la población que son más débiles o enfermos. La obtención de pasto de una pradera del que se alimenta un animal herbívoro, se denomina herbivoría, y es en cierta forma un ejemplo de predación.

Competencia: Es una relación que se da entre individuos que tienen necesidades parecidas

y que coexisten en un mismo lugar. Pero sólo se genera competencia entre ellos si el recurso que aprovechan es limitado, es decir si se renueva muy lentamente o se agota. La luz, el agua, el alimento y los sitios donde anidan o descansan los individuos son algunos de los recursos que podrían generar competencia entre individuos de la misma especie (competencia intraespecífica) o de distintas especies (competencia interespecífica). En este tipo de relación, ambos competidores ven limitadas sus posibilidades de crecimiento. Es decir que es perjudicial para ambas.

Simbiosis: En este tipo de relación, ambas especies se ven beneficiados. Pero además son

mutuamente dependientes. Por ejemplo, los líquenes son una asociación simbiótica entre un alga y un hongo. El alga (organismo autrótofo) aporta la materia orgánica para que el hongo se desarrolle. El hongo (heterótrofo) brinda dióxido de carbono, minerales y el sustrato mecánico del alga. Ni el alga ni el hongo podrían vivir por separado.

Mutualismo: Es una relación entre poblaciones en las que ambas partes se benefician. El

mutualismo se considera, frecuentemente un caso particular de simbiosis, la diferencia es que los organismos interactuantes pueden vivir separados. Muchas plantas requieren de algún agente polinizador que lleven el polen a otras flores de su misma especie para fecundarlas. Pero algo ha de llevarse a cambio este polinizador que realiza tan útil actividad: las flores le proporcionan néctar dulce y nutritivo. Cuando el polinizador abandona la flor, se lleva pegado el polen que deposita en la próxima flor que visita, con lo que favorece la reproducción de la planta.

Parasitismo: Es una relación entre poblaciones en la que una se perjudica y el otro se beneficia. Un

parásito es un organismo que vive a expensas de su huésped, del cual obtiene no sólo alimento sino también alojamiento. Algunos parásitos (como virus, bacterias y gusanos) ingresan en el interior del cuerpo del huésped y se llaman endoparásitos. Otros se alojan en el exterior, como los piojos y las garrapatas de los perros y se llaman ectoparásitos. Alguno de estos se nutren directamente de los fluidos vitales del huésped, como la sangre de los animales o la savia de las plantas. Los piojos son ectoparásitos que succionan la sangre del individuo sobre el cual se alojan.


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Actividad: a.- Lea y resuelva

Las garcitas bueyeras son aves que se asocian con animales como, por ejemplo, las vacas y pasan gran

parte del tiempo sobre sus lomos. Allí se alimentan de las garrapatas que quitan de sus hospedadores. ¿Qué tipo de relación es la que se establece entre estos individuos?

b.- Busque y pegue ilustraciones donde puedan ser observadas las distintas relaciones que se dan entre

organismos de diferentes especies. En todos los casos deberá aclarar qué denominación recibe dicha relación.

c.-Con ayuda de la bibliografía sugerida para consulta, investigue sobre las relaciones que se establecen

entre individuos de la misma especie, llamadas INTRAESPECÍFICAS.

d.- Lea y resuelva:

“Una tortuga gigante de las islas Galápagos, se despierta de su siesta. Apenas diez minutos más tarde, un

enjambre de pinzones se lanza sobre ella. Uno de los pequeños pajarillos se posa sobre su caparazón, otro en el suelo muy cerca de su cabeza. El resto de los pinzones comienza a dar vueltas en el aire y pequeños saltitos, como si quisieran aplaudir con sus alas.

Apenas el coloso se da cuenta de esa especie de ballet pajaril hace una profunda reverencia con el cuello

y la cabeza, que después alza en vertical, estirando la garganta a lo máximo, de modo que su boca abierta queda a un metro de altura. La tortuga se queda inmóvil en esa postura de estatua durante varios minutos.

Esto es una señal para todos los pinzones, que se lanzan en un ataque repentino sobre todas las partes

no acorazadas del gran reptil. Por todas partes reina un picoteo generalizado. Los pinzones liberan a su amiga de cientos de garrapatas que se alimentan con la sangre de la tortuga. Se trata de una colaboración mutuamente provechosa.

La representación termina al cabo de pocos minutos y la señal la da uno de los pinzones al emprender al

vuelo. Sus compañeros de bandada obedecen la señal y se marchan para realizar su trabajo de limpieza en otra tortuga. Es curioso que la posición estatuaria de la tortuga gigante, la cual significa “permiso de limpieza” para los pinzones es, a la vez, una postura amenazadora para las demás tortugas. Cada vez que dos de ellas entran en conflicto, se alzan como si quisieran asustar al adversario con su gran tamaño”.

Adaptado de “SOBREVIVIR. La gran lección del reino animal.”

V. Dröscher. Ed. Sudamericana. Planeta

1.Subraye con rojo las relaciones intraespecíficas mencionadas y con verde las interespecíficas. 2.Identifique a qué tipo corresponden las relaciones intraespecíficas subrayadas de qué especie se trata. 3.Proceda de igual forma con las relaciones interespecíficas señaladas.


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NÚCLEO X – MATERIA Y ENERGÍA MATERIA

Todo lo que conocemos a nuestro alrededor está formado por materia, sin embargo, la materia se presenta como distintos cuerpos; ¿por qué son distintos?, ¿por la forma?, ¿por estar constituidos por distintos materiales? ¿o por ambas cosas a la vez?

Otras preguntas que nos hemos tratado de responder es: ¿de qué estamos hechos?, ¿de qué se compone la materia? Supongamos que tomamos un trozo de materia, un trozo de madera, por ejemplo. Si lo partimos, conseguiremos dos o más trozos o componentes. Ahora bien, ¿es ésta la estructura fundamental de la materia? Seguramente no, pues es factible descomponer cada trozo por sí mismo.

¿A qué nos conduce este razonamiento?

Esto nos lleva a concluir que, en algún momento, encontraremos el componente básico o ladrillo

fundamental de la materia. La idea anterior recibe el nombre de teoría atomista. Esta tuvo sus primeros exponentes en la antigua Grecia. Por ejemplo, Leucipo (vivió alrededor del 450 a.C.) y su discípulo Demócrito (470-380 a.C.), quienes fueron los primeros filósofos griegos en plantear que la materia estaba compuesta de partículas fundamentales llamadas átomos (de un término griego que significa ‘sin división’) y que entre ellas existía vacío, o sea, nada.

A lo largo de la historia del pensamiento humano occidental, se ha elaborado un modelo acerca de

cómo está constituida la materia, se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO MOLECULAR o MODELO CORPUSCULAR DE LA MATERIA. Según este modelo de materia, todo lo que vemos está formado por partículas muy pequeñas, que son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas, a su vez, están formadas por átomos. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío. Este modelo nos da herramientas para interpretar fenómenos tales como los estados de agregación de la materia, la disolución de las sustancias, la dilatación de los materiales.

MAGNITUDES:

La masa se define como la cantidad de materia de un cuerpo. Unidades: Se mide en kg. El volumen se define como el espacio que ocupa un cuerpo. Unidades: Se mide en m3.

La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.

Podemos captarla a través de los sentidos


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O sea que es materia lo que comemos, la ropa que usamos, el jabón que empleamos para asearnos, el agua que utilizamos para muchísimos momentos de nuestra vida, el aire que respiramos; es decir, que materia es todo los que nos rodea; nosotros somos materia y todo lo que existe en el universo es materia.

Todos los procesos naturales que acontecen en la materia pueden describirse en función de las transformaciones energéticas que tienen lugar en ella. Las transformaciones de la Energía tienen lugar en la alimentación de los seres vivos, en la dinámica de nuestra atmósfera y en la evolución del Universo.

La materia y sus propiedades

La química estudia la materia, que es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio en el universo, y que somos capaces de identificar y conocer. La materia presenta dos tipos de propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas.

Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia. Por ejemplo: peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera. Las propiedades intensivas, en cambio, tienen que ver más con la estructura química interna de la materia, como la temperatura, punto de fusión, punto de ebullición, calor específico o concentración (ver glosario para estos tres últimos términos), índice de refracción, entre otros aspectos.

Las propiedades intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura, es decir, aquella que está compuesta por un solo tipo de molécula (ver glosario), como, por ejemplo, el agua, que está formada solo por moléculas de agua (H2O), o el azúcar, que solo la conforman moléculas de sacarosa (C12H22O11). También son propiedades de este tipo los caracteres organolépticos, que se pueden percibir por los sentidos como el olor, el sabor, el color.

Glosario Punto de ebullición: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado líquido al gaseoso. Calor específico: cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de un gramo de una sustancia en un grado centígrado (1ºC). Punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al líquido.

EN RESUMEN: La materia es discontinua: está formada por pequeñas partículas entre las cuales hay grandes espacios

vacíos. Estas partículas están en continuo movimiento. La velocidad (y, por lo tanto, la energía cinética) de las partículas aumenta al aumentar la temperatura. Entre las partículas hay fuerzas atractivas o de cohesión cuya intensidad disminuye al aumentar la

distancia entre ellas. La materia presenta propiedades intensivas y extensivas.

CUERPO Y MATERIALES O SUSTANCIAS

Como vemos la materia se presenta ante nuestros sentidos con formas distintas y determinadas, es lo que llamamos cuerpos. Por lo tanto:

CUERPO es toda porción limitada de materia

MATERIALES son los diferentes tipos de componentes que forman los cuerpos.

En química, se usa el término SUSTANCIA en el mismo sentido.


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Ya tienes una idea aproximada para que se usan los materiales, ahora trataremos de explicar cómo podemos clasificarlos; los criterios a utilizar pueden ser varios, como, por ejemplo: según su procedencia u origen; según su estado físico; según su composición; etcétera.

Clasificación según su estado físico: ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA

En el ESTADO SOLIDO las moléculas están muy juntas y se mueven oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de cohesión son muy grandes.

En el ESTADO LIQUIDO las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse.

En el ESTADO GASEOSO las moléculas están totalmente separadas unas de otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.


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Si aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más

rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las moléculas pueden entonces desplazarse, el material se ha convertido en líquido.

Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que, finalmente, las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el material o conjunto de moléculas está en estado gaseoso.

Si disminuimos la temperatura de un material en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el material pasará al estado líquido.

Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a ocupar posiciones fijas, el material se ha convertido en un sólido.

Estos cambios son conocidos como CAMBIOS DE ESTADO y el siguiente es un esquema que lo resume:

Completa el siguiente cuadro resumen de los estados de la materia

Fuerzas intermolecular

es

Distancias intermolecular

es

Movilidad molecular

Forma Volumen Compresibilidad/

Expansibilidad

SÓLIDO

LÍQUIDO

GAS


66

Otros fenómenos que también se explican con el modelo corpuscular son:

Disolución de las sustancias

Al mezclar dos o más sustancias, se produce una interacción entre ellas. A veces, como en este caso, hay una generalización del color de uno de los componentes por toda la mezcla. En otros, mezcla de agua y azúcar, por ejemplo, al probarlo se percibe el gusto dulce en la mezcla. Ambos casos, son ejemplos de disolución.

Explicar este fenómeno según el modelo de partículas

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Dilatación de los materiales

Casi todos los sólidos se dilatan cuando se calientan, e inversamente se encogen al enfriarse. Esta dilatación o contracción es pequeña, pero sus consecuencias son importantes. Un puente de metal de 50 m. de largo que pase de 0° a 50 podrá aumentar unos 12 cm. de longitud; si sus extremos son fijos se engendrarán tensiones sumamente peligrosas. En las vías del ferrocarril se procura dejar un espacio entre los rieles por la misma razón; este intersticio es el causante del traqueteo de los vagones.

Explicar este fenómeno según el modelo de partículas

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


67

SISTEMAS MATERIALES

La observación del mundo que nos rodea nos muestra una realidad compleja e intrincada, cada uno de los objetos que componen nuestro universo, está conformado por elementos químicos.

Si por ejemplo estudiáramos detalladamente la siguiente casa:

Veríamos que tiene ventanas, puertas, pisos, techos y éstos a su vez están formados por distintos materiales como: vidrio, madera, cemento, hierro, cal, etc. Resulta, por lo tanto, evidente que es imposible estudiar simultáneamente todo lo que nos rodea. Por ello es necesario aislar de manera real o imaginaria un conjunto de objetos, o uno de ellos o una fracción para su estudio detenido y meticuloso.

Cada porción que tomemos está formada por materia, por lo cual recibe el nombre de sistema material.

Entonces podemos definir como:

SISTEMA MATERIAL: toda porción del Universo dotada de masa que se aísla en forma real o imaginaria para su estudio experimental

Los materiales se pueden clasificar de muchas maneras. Los criterios a utilizar pueden ser varios, como

por ejemplo: según su procedencia u origen, según su estado físico, según su composición, etcétera.

¿Cómo se clasifican los sistemas materiales? Como se ha visto anteriormente existen dos tipos de propiedades para las sustancias: extensivas e

intensivas. Basándonos en las últimas, los sistemas se clasifican en: 1) SISTEMAS HOMOGÉNEOS: son aquellos en los que las propiedades intensivas no varían, cualquiera

sea el punto de la muestra en donde se las estudie. Ejemplos: agua pura, pepitas de oro, azúcar, aceite, sal de cocina, nafta, agua salada, vino sin borra, queroseno, agua azucarada, alcohol con agua, etcétera, es decir las distintas soluciones y sustancias puras que existen en la Naturaleza.

2) SISTEMAS HETEROGÉNEOS: son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo menos dos de sus puntos. Presentan superficies de separación o de discontinuidad. Ejemplos: agua con aceite, agua con arena, agua - arena- corcho, vino con borra, salmuera - hielo, granito (roca formada por cuarzo, feldespato y mica), agua - hielo - vapor de agua, azufre- limaduras de hierro, agua - nafta - granallas de cinc, agua - alcohol - madera, etc. Se considera que todo sistema heterogéneo está formado por FASES y COMPONENTES. - FASES: es cada uno de los sistemas homogéneos que forman el heterogéneo, se pueden presentar

en cualquiera de los tres estados físicos (sólido, líquido o gaseoso). - COMPONENTES: es cada una de las sustancias que conforman las distintas fases.

EJEMPLOS:

SISTEMA FASES COMPONENTES

Agua - aceite 2: agua y aceite 2 : agua y aceite

Agua – hielo – arena 3: agua, arena y hielo 2: agua y arena

Agua salada- vapor de agua – hielo - corcho

4: Agua salada- vapor de agua – hielo -corcho

3: agua, corcho y sal

Agua destilada – hielo – vapor de agua

3: Agua destilada – hielo – vapor de agua

1: agua


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SISTEMA CLASIFICACIÓN FASES COMPONENTES agua mineral agua y alcohol

clavos de acero y arena limaduras de hierro Y azufre molido corcho, piedras y acetona

tinta china

Completa el siguiente cuadro, teniendo en cuenta lo estudiado sobre sistemas materiales:

¿Existirá alguna forma de transformar un sistema heterogéneo en un sistema homogéneo?

Si por ejemplo tenemos un sistema heterogéneo formado por los fideos que estamos cocinando en agua

y queremos separar sus componentes, podemos simplemente utilizar un colador. Los métodos que se usan en química son en general más precisos, los de separación y fraccionamiento de fases, a los que solo nombraremos.


69

SOLUCIONES Y SUSTANCIAS PURAS

Si se fracciona una solución de agua y sal mediante una destilación simple, se obtiene la sal en el balón y

el agua en el vaso colector. Esto nos indica que la destilación nos permite separar una solución en sus dos componentes. Si realizamos lo mismo con agua pura, vemos que en el balón no queda ningún residuo y en el recipiente colector hay únicamente agua, es decir, que el agua pura no se puede fraccionar en componentes más simples por destilación ni por ningún método visto anteriormente.

Esto nos permite discriminar ante dos tipos de sistemas homogéneos: las soluciones y las sustancias puras.

SOLUCIÓN:

Es todo sistema homogéneo que se puede fraccionar en componentes más sencillos por medio de la destilación o de la cristalización. Ejemplos: agua - azúcar, agua - sal, alcohol - agua, alcohol- éter, etc.

SUSTANCIA PURA: Es todo sistema homogéneo no fraccionable, es decir, que no puede separarse en componentes más

sencillos, posee propiedades físicas constantes y composición química invariable y definida. Ejemplos: agua destilada, alcohol, éter, sal de cocina, azufre, hierro, oro, azúcar, oxígeno, plata, etc.

Completa el siguiente cuadro

Sistema Solución Sustancia Pura agua de mar filtrada

4 trozos de plomo

acetona

salmuera

vidrio

agua mineral

En resumen: SOLUCIÓN SUSTANCIA PURA

* Sistema homogéneo * Sistema homogéneo * Propiedades intensivas idénticas en todas sus porciones

* Propiedades intensivas idénticas en todas sus porciones.

* La proporción de sus componentes puede variar * Composición química constante. * Fraccionable por métodos físicos * No fraccionable por métodos físicos. * Dos o más clases de moléculas. * Una sola clase de moléculas.

ANALIZANDO UNA MANZANA Valiéndose del instrumental adecuado y de los correspondientes métodos de análisis, un químico está en condiciones de analizar una manzana y descomponerla en algunas de las sustancias que la constituyen. Trabajando de esta manera pone en evidencia que dichas sustancias que son:

agua - sal - azúcar - vitamina C - pectina

Si continúas ahora analizando las sustancias obtenidas anteriormente, obtiene ahora los siguientes resultados:

COMPUESTOS ELEMENTOS AGUA hidrógeno y oxígeno

AZÚCAR carbono, hidrógeno y oxígeno SAL sodio y cloro

VITAMINA C carbono, hidrógeno y oxígeno PECTINA carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.


70

En el cuadro anterior se ha dividido a las sustancias en compuestos y elementos, antes de establecer la diferencia entre compuestos o sustancias puras compuestas y elementos o sustancias puras simples, veamos otro ejemplo: si se analizan los tejidos de los seres vivos se encuentra que están constituidos también por compuestos y elementos. El análisis de la sangre humana demostró que tiene muchos de los compuestos y elementos que tiene una manzana. En el siguiente cuadro veremos algunos de ellos:

COMPUESTOS ELEMENTOS

AGUA hidrógeno y oxígeno SAL sodio y cloro

AZÚCAR carbono, hidrógeno y carbono GLOBULINA carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre

HEMOGLOBINA carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, hierro y azufre Como habrás observado en ambos cuadros los compuestos se han podido convertir en elementos, que son sustancias más simples, ahora si podemos establecer la diferencia entre ambos tipos de sustancias.

SUSTANCIAS COMPUESTAS:

Son aquellas que se pueden descomponer en otras más simples, llamadas elementos, y cuyas moléculas están formadas por átomos de distinta naturaleza. Así, por ejemplo, el agua que da origen a hidrógeno y oxígeno o

el óxido de mercurio (HgO, sólido) que se descompone en un líquido plateado: mercurio (Hg) y en una gas: oxígeno (O) que se reconoce porque intensifica la combustión de un fósforo o de una astilla encendida.

Sustancias simples, sustancias elementales o directamente elementos: son aquellas que no se pueden descomponer. Son ejemplos de ellas: oxígeno, hidrógeno, mercurio, plata cobre, carbono, azufre, fósforo, etc.


71

La materia, incluso la que constituye los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos. En la Tierra, existen unos 92 elementos naturales más otros producidos artificialmente. Muchos son muy conocidos, como el carbono, que se encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el aire que respiramos; el calcio, que utilizan muchos organismos para construir las cáscaras de los huevos, huesos y dientes, y el hierro, que es el metal responsable del color rojo de nuestra sangre.

Analiza las gráficas que aparecen abajo y compará las cantidades de los principales elementos

presentes en la Tierra, es decir, en el suelo, en el aire y en el agua, con las del cuerpo humano y las de una de sus fuentes de alimentación: el maíz.

Como hemos visto, las moléculas de las sustancias simples están formadas por una sola clase de átomos, cada una de estas clases particulares de átomos reciben el nombre de elemento químico. Podemos entonces dar la siguiente definición:

Se llama ELEMENTO al componente común a las sustancias simples y a las variedades

alotrópicas que pueden obtenerse a partir de ellas.

A cada elemento se le asigna un nombre, que generalmente proviene del griego o del latín y un

símbolo que permite identificarlo. El nombre se escribe con minúscula y el símbolo, si lleva una sola letra con mayúscula y si lleva 2, la primera con mayúscula y la segunda con minúscula. Los nombres con que se designan a los distintos elementos tienen diversos orígenes, tales como:

a) alguna propiedad importante del elemento b) el nombre del país del cual es originario o donde ha sido descubierto, o del país donde

nació algún científico o el nombre de alguna universidad c) el astro o el planeta al que ha sido dedicado d) en homenaje a destacados investigadores

Oxígeno 65% Oxígeno 75% Oxígeno 49% Carbono 18% Carbono 13% Carbono 0,09%

Hidrógeno 10% Hidrógeno 10% Hidrógeno 0,88% Nitrógeno 3% Nitrógeno 0,5% Nitrógeno 0,03%

Calcio 2% Calcio 0,1% Calcio 3,4% Fósforo, potasio, sodio, Fósforo 0,1% Fósforo 0,1%

flúor, azufre, cloro, Potasio, etc. 1,3% Potasio, etc. 21,5% silicio, Cobre, yodo, 1% magnesio, hierro, manganeso, cinc


72

Clasificación de los elementos químicos

Se los clasifica en 3 grandes grupos:

PROPIEDADES METALES NO METALES GASES INERTES

FÍSICAS

Son buenos conductores del

calor y la electricidad

Malos conductores del calor y la temperatura.

Son malos conductores del

calor y de la electricidad.

Son sólidos a temperatura ambiente (20º C), a excepción del mercurio que es líquido.

Algunos son sólidos a 20º C, como: S, I, C, etc. Otros

son gases: O, Cl, N, H y F. Y el bromo es líquido.

Son todos gases a temperatura ambiente: 20º C.

Son dúctiles y maleables. Son quebradizos en estado

sólido.

Poseen brillo característico

(brillo metálico) No poseen brillo. No presentan brillo.

Sus moléculas son monoatómicas.

Moléculas bi o poliatómicas:

cloro: Cl2 fósforo: P4, azufre: S8

Sus moléculas son monoatómicas.

Forman iones positivos

(cationes)

Forman iones negativos (aniones)

No forman iones.

QUÍMICAS

Se combinan fácilmente con el oxígeno para

formar óxidos básicos.

Se combinan con el hidrógeno con dificultad, formando

hidruros metálicos,

Se combinan con el oxígeno para formar óxidos

ácidos.

Se combinan fácilmente con el hidrógeno para formar hidruros

no metálicos.

Se caracterizan por su casi total inactividad química.

Prácticamente no se combinan con otros elementos.

MODELO ATÓMICO

Desde tiempos ancestrales el hombre se interesó en saber cómo estaba constituida la materia. Así en el siglo V a.C. el filósofo griego Demócrito dijo que la materia estaba formada por partículas muy pequeñas e indivisibles a las que llamó átomos. Su idea no fue aceptada por otros filósofos de su época, como Platón y Aristóteles. Este concepto de átomo, aunque erróneo, persistió hasta unos 2300 años después de lo dicho por Demócrito.

Recién en el siglo XIX, Dalton realiza una descripción algo más detallada, aunque también errónea, de la

estructura del átomo. Considera a éste como “la unidad básica de un elemento que puede entrar en una combinación química”. Lo considera, también, extremadamente pequeño e indivisible.

Estudios posteriores realizados por una serie de científicos, como: Crookes, Thompson, Roentgen,

Rutherford, los esposos Marie y Pierre Curie, Chadwick, Bohr, permiten comprender que el átomo no es una partícula sólida, indivisible, sin forma y sin masa, sino que es un complejo edificio en el cuál tenían fuerte incidencia las fuerzas eléctricas, los fenómenos físicos, los fenómenos electromagnéticos, las leyes de la gravedad y otros muchos factores.

El modelo atómico actual está basado en los estudios realizados por Planck, de Broglie, Heinsenberg,

Schrödinger y Sommerfeld, científicos que profundizaron los estudios realizados anteriormente. Por ahora, sólo nos quedaremos con un modelo atómico simple, que no incluye los aportes de estos científicos.

EL ÁTOMO Es la parte más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades. En griego, átomo significa indivisible. Desde muy antiguo se conoce su naturaleza eléctrica.


73

Partículas elementales del átomo

Dalton había comprobado la discontinuidad de la materia y que estaba formada por átomos. Pero la duda era, ¿el átomo era continuo o discontinuo?

Los estudios demostraron que el átomo es discontinuo y está formado por tres partículas fundamentales: protón, electrón y neutrón, cada una de ellas con las siguientes características:

PARTÍCULA CARGA MASA (u.m.a.*) MASA

(g.) UBICACIÓN

Electrón (e- ) - 1 0,00055 9,11.10-28 fuera del núcleo (corteza)

Protón (p+ ) + 1 1,00728 1,6725.10-24 núcleo

Neutrón (nº ) 0 1,00867 1,6748.10-24 núcleo

* u.m.a.: unidad de masa atómica.

Como se aprecia en la tabla anterior los protones y los neutrones, forman ese núcleo sumamente pequeño. El radio del núcleo y el radio del átomo son, respectivamente, del orden de 10-15 y 10-10 m., es decir que el radio del núcleo es 100.000 veces más pequeño que el radio del átomo, esto nos está indicando que el átomo es prácticamente vacío, podemos sostener que es prácticamente “hueco”. Si por ejemplo el átomo tuviera el tamaño de un estadio de fútbol (aproximadamente 100 m.), el núcleo tendría las dimensiones de un garbanzo.

Como ya dijimos los electrones se mueven alrededor del núcleo, los más externos dan el volumen total del átomo.

De acuerdo a la carga eléctrica, tenemos el núcleo positivo y la corteza negativa, ambas cargas son iguales, en valor absoluto, por lo tanto, el átomo es eléctricamente neutro.

Con respecto a la masa, la misma está concentrada, casi totalmente, en el núcleo.

Las partículas fundamentales forman todos los elementos.

Si todos los átomos están compuestos por las mismas tres partículas fundamentales, ¿cómo surgieron los distintos elementos (naturales y artificiales) conocidos?

Los átomos de los distintos elementos se distinguen entre sí por el número de partículas que poseen. Así al pasar de un elemento al siguiente, en orden creciente de su peso, el número de protones (y, por ende, el número de electrones) aumenta de uno en uno. Por ejemplo: el hidrógeno (el elemento más ligero) tiene 1 protón, el siguiente, el helio (He), 2, y así sucesivamente, hasta el átomo más pesado, Hafnio (Hf) que posee 105 protones. El número que indica el orden (en la Tabla Periódica de los Elementos) se denomina número atómico, Z, coincide con el número de protones.

Se sabe que todo elemento se caracteriza por el número de protones que posea, de este modo, todo

átomo que tenga 8 protones será oxígeno, independientemente del número de las otras partículas. Quizás se esté preguntando, por qué un elemento se individualiza por el número de protones y no por el de electrones o neutrones.

Veamos el siguiente ejemplo: se conocen tres variedades de átomos con 1 protón:

Variedad número de p+

número de nº

número de

e-

masa atómica

1ª 1 0 1 1 2ª 1 1 1 2 3ª 1 2 1 3

Las tres variedades corresponden al hidrógeno, se diferencian entre ellas es el número de neutrones, y por consiguiente por su masa atómica. Si observa la tabla verá que la masa atómica corresponde a la suma de los protones y neutrones que posee cada variedad, el número entero que se obtiene se llama número másico A. Por lo tanto, podemos establecer que: A = Z + nº


74

Veamos un ejemplo:

El oxígeno tiene Z = 8 y A = 16, por lo tanto, de él podemos decir que tiene 8 p+, 8 - y 8 nº. Como vemos todo elemento queda determinado por dos números, el atómico y el másico, por lo tanto, lo podemos representar de la siguiente manera:

A

X Z

Retomemos el caso de oxígeno:

16 O

8

A esto que estábamos llamando variedades, en química se denominan isótopos, de acuerdo a lo visto se designa con el nombre de:

ISÓTOPOS: elementos que poseen el mismo número atómico (Z), pero distinto número másico (A), es decir que

difieren en la cantidad de neutrones que poseen

Debido a que la mayoría de los elementos poseen isótopos (que están presentes en la naturaleza) es

que el número másico es un número decimal y no entero. Teniendo en cuenta el número de masa y el porcentaje de cada isótopo es posible calcular la masa atómica promedio.

Actividad n°:

a. Si el átomo de fósforo (Z = 15) tiene 16 neutrones, ¿cuál es el número de las otras partículas fundamentales? ¿Cuál es su número másico?

b. Se sabe que el azufre tiene Z = 16 y A = 32. Indique el número de partículas que tiene.

c. El uranio tiene 92 p+ y 146 nº, ¿cuál es su número atómico y, cuál su número másico?

d. Completá el siguiente cuadro

Elemento Símbolo químico

Número atómico

Número másico

Número de protones

Número de electrones

Número de neutrones

Fe 26 30 Carbono 12 6

Rubidio 37 86

P

Xenón 54 131


75

NÚCLEO XI - SISTEMAS EN EQUILIBRIO

Hasta aquí se han abordado conceptos tales como materia, energía y cambios en relación con fenómenos físicos y químicos del entorno. Esta instancia tiene como propósito abordar un concepto relevante a la hora de analizar distintos aspectos de la naturaleza.

¿QUÉ ES UN SISTEMA?

Observe las imágenes y discuta entre los integrantes de su grupo, cuáles de ellas les parece que

pueden ser consideradas como representantes de un sistema. Realicen un listado por escrito de las razones por las cuales ustedes creen que las imágenes seleccionadas cumplen con dicha condición.

Podemos encontrar distintas definiciones. Se define como sistema a:

“Un conjunto de elementos en interacción dinámica, organizados en función de un bjetivo”.

“Un conjunto de elementos que interactúan”.

“Un sistema es una parte del universo que se aísla para su estudio y está compuesto por un conjunto de elementos interrelacionados que cumplen una o varias funciones determinadas.”

2- De acuerdo a las definiciones de sistema revise y compare con sus aportes y exprese las diferencias entre ambas.

3- A partir de la idea de sistema, abordado en la actividad anterior, analizaremos las características de algunos sistemas.

Características de los sistemas

Animal Computadora Termo Sistema escolar

Tienen partes

Están relacionadas

Forman una unidad

Si una parte se daña, no funciona el

resto

Tienen reglas de funcionamiento


76

De acuerdo a la interacción del sistema con el ambiente, se pueden clasificar según el intercambio de materia y energía en:

a- Sistema abierto: intercambia materia y energía con el ambiente. b- Sistema cerrado: no intercambia materia, pero sí energía con el medio. c- Sistema aislado: no

intercambia con el medio ni materia ni energía.

4- Lea y responda:

a. ¿Todos los sistemas analizados presentan las mismas características? b. ¿Qué diferencias percibe entre los mismos? c. Determine de los sistemas analizados en el punto anterior cuáles son abiertos, cerrados y

aislados.

ANÁLISIS DE UN SISTEMA ABIERTO

El siguiente esquema representa una visión simplificada de un sistema. Las letras representan

componentes y las flechas representan las flechas entre ellos.

B D

ENTORNO ENTORNO A C

E

ENTRADA SALIDA F

Información, materia información, materia y energía y energía

Responda las siguientes preguntas:

1- ¿Cualquier elemento puede relacionarse directa o indirectamente con los demás? ¿Qué tipo de relación tiene el componente E con los componentes F y B?

2- Un sistema tiene la propiedad de funcionar de un modo integrado, es decir como una unidad ¿Qué sucede cuando un vínculo se modifica?

3- Si el esquema representa un sistema escolar: a. Indique cuáles son los componentes de este sistema e identifique las funciones de los mismos. b. Si el sistema es abierto, determine cuáles son los componentes del entorno de los cuales

depende. c. Considere la posibilidad de anular uno de los elementos constitutivos y analice cómo vería

afectado el sistema. d. El sistema elegido ¿puede considerarse un subsistema?¿Cuál sería el sistema al que pertenece?


77

Reconstruyendo la noción de sistema abierto, enfatizamos lo siguiente:

Es una unidad de estudio donde se reconocen los elementos que constituyen su estructura, se establecen los elementos de entrada que influyen en el funcionamiento de esa estructura y se establecen los elementos de salida resultantes del funcionamiento.

El ámbito o área de donde se reciben y a dónde van las influencias, las definimos como ambiente de la unidad de estudio.

A las relaciones entre los elementos de la estructura y a las que se dan entre estos y los del ambiente, les llamamos interacciones del sistema.

A la globalidad unidad de estudio, ambiente de la unidad de estudio e interacciones, lo llamamos sistema.

A la energía y su procesamiento en el sistema, se le denomina transferencia de energía. A los materiales que son procesados o necesarios para el funcionamiento del sistema, se los

denomina flujo de materiales. A la inclusión de un sistema en otro mayor y en general las dimensiones y los límites de un sistema

son responsabilidad del investigador.

Tal vez, conozcan el juego de las muñecas rusas, en el cual a medida que se van abriendo las cajas,

es posible encontrar otra más pequeña adentro. Asimismo, habrá una caja más grande que contenga a las demás. Cada una de esas cajas puede ser asimilada a un sistema incluído dentro de otro, estableciéndose así distintos niveles de complejidad. Desde este punto de vista podríamos decir que un sistema está dentro de otro de mayor complejidad considerándolo un subsistema. Esta característica es llamada recursividad de los sistemas.

Casa nivel posee sus propias características y funcionamiento. Si analizamos cualquier nivel, encontraremos en él todas las características que rigen en los niveles inferiores, pero aparecerán otras nuevas y únicas que distinguen a este nivel.

Como los elementos de un sistema establecen múltiples relaciones entre sí, una alteración que se produzca en cualquier punto del mismo, se hará sentir en el funcionamiento general. Ësta produce cambios de naturaleza transitoria o permanente, y éstas pueden ser a su vez, contrarrestadas por otras de signo contrario para producir el EQUILIBRIO.

¿Qué significa equilibrio de un sistema?

Este término es utilizado en distintas disciplinas. Proviene del latín “aequa libra”, vale decir que un

sistema está en equilibrio cuando no tiene tendencia a cambiar sus propiedades. Pero, las interacciones que se producen en la naturaleza entre unos sistemas y otros produce cambios que los afecta mutuamente. Sin embargo, un sistema no pierde su equilibrio sino que trata de alcanzarlo o conservarlo. El tipo de equilibrio que alcanza un sistema y su modo de conservarlo depende, en gran parte, de su relación con el medio.

LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS ABIERTOS

Los organismos vivos no viven en forma aislada, actúan entre sí y sobre los componentes químicos

y físicos del ambiente inanimado en forma regular y constante, por lo que son necesariamente SISTEMAS ABIERTOS. Para mantenerse, crecer, deben tomar alimentos y nutrientes del exterior, también deben liberar el calor que se produce en los procesos químicos y eliminar desechos.

Pero este intercambio no se limita a tomar y entregar, lo esencial en este proceso es la transformación y utilización que los seres vivos hacen de la materia y de la energía.

De las innumerables estrategias que han desarrollado los seres vivos para obtener materia del medio, podemos decir que es destinada a dos objetivos principales:

Crecimiento y reparación del organismo Obtención de energía


78

1- ¿Qué procesos de transformación de materia y energía ocurren en los seres vivos? 2- Busque un esquema que represente dichas transformaciones.

Podemos distinguir dos mecanismos básicos: Fabricar materia orgánica compleja partiendo de elementos sencillos como agua,

dióxido de carbono y minerales. Estos organismos son autótrofos Obtener materia orgánica de otros seres vivos. Estos organismos son heterótrofos. ¿Cómo se puede obtener energía a través de la materia? En términos muy simples podemos decir

que para que sustancias sencillas se unan para dar lugar a otras más complejas, es necesario el aporte de energía. Por ejemplo, los organismos autótrofos utilizan la energía solar para fabricar sustancias complejas a partir de sustancias simples, esta energía, llamada energía de unión es la que mantiene unidos los componentes de las sustancias complejas.

De este modo cuando una sustancia compleja se rompe o se degrada en partículas más sencillas, la energía contenida en esa unión se libera.

Es así como los seres vivos obtienen energía, degradando materiales complejos y transformándolos en otros más simples.

¿Qué ocurre después con esa energía liberada? Esa energía puede ser utilizada para fabricar otras sustancias complejas a partir de sustancias

sencillas. También es utilizada para realizar diversos tipos de trabajos (locomoción, reproducción, etc.). Finalmente, parte de la energía puede almacenarse de diversos modos o liberarse en forma de calor.

A + B + C ABC

Sustancias sencillas

energía

sustancia compleja

ABC A + B + C Sustancias sencillas energía sustancias complejas


79

BIBLIOGRAFIÁ

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Profesores Responsables (por orden alfabético):

Barzola Cristian (Biología)

Cañas, María Teresa (Química) Carbonell, María Elizabeth (Biología) Calderon, Mariana (ATP)

Calella, Pedro (Biología)

de Vicente Laura (Biología)

Huczak, Ana Carolina (Biología)

Mottes, Silvana (Biología)

Lagos Silnik, Susana (Biología)

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