BIOLOGIA

1.- Define los siguientes conceptos:

Biología: Ciencia que estudia a los seres vivos y sus manifestaciones.

Ciencia: Conjunto de conocimientos sistematizados y ordenados que permiten

explican los fenómenos por sus principios y causas, para describir leyes generales.

Tecnología: Conocimiento aplicado, es un bien o un servicio.

2.- Menciona la diferencia entre las ciencias auxiliares y las ramas de la

biología. Ciencias Auxiliares: Ciencias que aportan conocimientos propios a la Biología para que

ésta pueda realizar investigaciones completas.

Ramas de la biología: La Biología es una ciencia tan amplia que se ha subdividido en

áreas de estudio especializadas, cada una de ellas es una rama de la Biología.

3.- Completa el siguiente cuadro escribiendo en los espacios de la parte

superior las ciencias auxiliares de la biología y en los espacios de la parte

inferior algunas ramas de la biología indicando, en el caso de éstas

últimas, su objeto de estudio.

METODO CIENTÍFICO

¿Qué es el método experimental?

En la investigación de enfoque experimental el investigador manipula una

o más variables de estudio, para controlar el aumento o disminución de esas

variables y su efecto en las conductas observadas. Dicho de otra forma, un

experimento consiste en hacer un cambio en el valor de una variable (variable

independiente) y observar su efecto en otra variable (variable dependiente).

Esto se lleva a cabo en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de

describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o

acontecimiento particular.

Los métodos experimentales son los adecuados para poner a prueba hipótesis

de relaciones causales.

En el siguiente cuadro podemos ver de manera sintetizada las diferencias

entre la metodología experimental y la metodología no experimental:

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

Niveles de Organización desde átomo hasta biósfera.

Los átomos y moléculas se organizan para formar células, las moléculas para formar

las células, las células para formar los tejidos, los tejidos para formar órganos, los

órganos para formar aparatos y sistemas, y éstos forman el total llamado ser vivo.

Un grupo de individuos que comparten las mismas características genéticas (una

especie) forma una población, un grupo de poblaciones diferentes constituyen

una comunidad, las comunidades actúan recíprocamente con su ambiente para

constituir un Bioma, la suma de todos ecosistemas y comunidades en la Tierra es

la Biosfera.

Las estructuras del ser viviente se construyen con compuestos orgánicos, osea por

moléculas basadas en el elemento Carbono. Las moléculas orgánicas principales que se

arman para construir la vida son los ácidos nucleicos, los carbohidratos, los lípidos y

las proteínas. Estos cuatro tipos de compuestos se organizan para formar las

estructuras de una célula.

La pared celular es una estructura tiesa, celulósica, permeable, exclusiva de plantas,

las algas, los hongos y las bacterias. Su función es contener y proteger el citoplasma; y

la de proporcionar firmeza a la célula.

Interior a la pared de la célula está la membrana del plasma de la célula

La membrana del plasma está constituida por una bi-capa fosfolipídica con proteínas

incrustadas de afuera hacia dentro.

Las permeasas son las enzimas que transportan sustancias a través de la membrana de

la célula, sea al interior o al exterior de la célula, y son altamente específicas en su

función. Además de este papel, las membranas de célula operan como contenedores y

como una protección para el citoplasma.

El citoplasma es un complejo de sustancias orgánicas e inorgánicas, principalmente

proteínas, lípidos, carbohidratos, minerales y agua.

Los organismos, según la forma de nutrición, pueden ser autótrofos o heterótrofos.

Los primeros utilizan como fuente de carbono el dióxido de carbono y como fuente

energética, la luz o la energía que se desprende en reacciones químicas.

Los animales, hongos y muchas bacterias, que son heterótrofos, no pueden asimilar el

carbono oxidado y necesitan obtenerlo en forma de moléculas elaboradas por los

autótrofos.

Población: Es el total de habitantes de un área específica; La disciplina que estudia la

población se conoce como demografía y analiza el tamaño, composición y distribución

de la población.

Comunidad: Es el conjunto de poblaciones de diferentes especies(animales y plantas)

que se encuentran interrelacionadas en un área o habitad determinado.

Bioma: Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por

los ecólogos europeos y biomas por los de América del Norte. Los biomas incluyen la

vida animal asociada.

Biosfera: Capa relativamente delgada de aire, tierra y agua capaz de dar sustento a la

vida, que abarca desde unos 10 Km de altitud en la atmósfera hasta el más profundo

de los fondos oceánicos.

Metabolismo que es el proceso químico mediante los cuales mantiene y produce

energía para crecer o recuperarse.

Materia viviente

Su composición química está basada principalmente en cuatro elementos llamado

BIOGENÉSICOS, BIOELEMENTOS U ORGANÓGENOS, que son: C, H, N, O.

De la combinación de todas la moléculas básicas de la materia viva (C, H, N, O) se

forma el llamado PROTOPLASMA

Biomoléculas orgánicas.

Son sintetizadas solamente por los seres vivos y tienen una estructura a base de

carbono. Están constituidas principalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno, y con

frecuencia están también presentes nitrógeno, fósforo y azufre; otros elementos son a

veces incorporados pero en mucha menor proporción.

Tema 1. Carbohidratos ¿Qué se antoja más en tiempo de frío: un chocolate o un pedazo de carne?

Definitivamente que un chocolate, ya que contiene azúcares que dan energía para

producir calor en el cuerpo.

Los carbohidratos son biomoléculas formadas por átomos de carbono, hidrógeno y

oxígeno. Dependiendo del tamaño, los carbohidratos se pueden dividir en: monosacáridos,

disacáridos y polisacáridos.

Monosacáridos

También llamados azúcares simples; contienen en su cadena principal de tres a siete

átomos de carbono. Un ejemplo de este tipo de carbohidratos es la glucosa, que es la

molécula que principalmente utilizan las células para la obtención de energía; otro

ejemplo es la desoxirribosa que es el carbohidrato que se encuentra en el ADN que

contiene la información genética. Los monosacáridos se dividen en: glucosa, fructosa y

galactosa.

Glucosa

Sustancia muy difundida tanto en los vegetales como en los animales. Forma parte de

muchos disacáridos y polisacáridos. Además es una importante fuente de energía de las

células. En la sangre hay uno por mil de glucosa procedente de la digestión. La glucosa la

puedes encontrar en la miel de abeja y en las uvas.

Fructosa

La fructuosa se encuentra en las frutas, como en el mango, la sandía o la manzana. Otro

ejemplo de esto es que también se encuentra en los refrescos.

Galactosa

La galactosa se encuentra formando el disacárido llamado lactosa.

Disacáridos

Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos, para que se unan es

necesario que se quite una molécula de agua. El proceso de formación de un disacárido,

ocurre cuando dos moléculas de glucosa se unen en una reacción química de

deshidratación debido a que se libera una molécula de agua. Uno de los monosacáridos

pierde un grupo funcional hidroxilo (-OH) y el otro monosacárido de su respectivo grupo

funcional hidroxilo pierde un hidrógeno y aporta el oxígeno que servirá para establecer el

enlace entre las moléculas. Al enlace que se forma entre los monosacáridos se le conoce

como glucosídico.

Los tres disacáridos que existen son la lactosa, sacarosa y maltosa.

Galactosa

Se encuentra en la leche y productos lácteos.

Sacarosa

Un ejemplo muy común de sacarosa es el azúcar de mesa que obtiene de la caña de

azúcar.

Maltosa

Se encuentra en la planta llamada malta, la cual es utilizada como materia prima para la

producción de cerveza.

Polisacáridos

Son cadenas largas de monosacáridos unidos por reacciones de deshidratación; dichas

uniones se pueden romper por una reacción llamada hidrólisis en donde una molécula de

agua H2O se rompe en H- y en OH- para unirse a cada uno de los monosacáridos, en un

proceso inverso al de deshidratación. Algunos ejemplos de polisacáridos son el almidón y

la celulosa.

Almidón

Es material de reserva de los vegetales, lo podemos encontrar en tubérculos como la papa,

y en semillas como el frijol o el arroz. También podemos encontrarla en pastas y panes . El

almidón está formado por la unión de cientos de miles de glucosa.

Celulosa

Es el componente de la pared celular de las células vegetales.

No se puede digerir, sin embargo, su consumo en forma de fibra se recomienda para el

movimiento intestinal. Está formado por la unión de cientos de miles de moléculas de

glucosa.

Glucógeno

Este es material de reserva alimenticia de los animales y se almacena en el hígado. Está

formada por la unión de miles de glucosas. Cuando se requiere de energía para una

actividad física, por lo general el glucógeno almacenado en el hígado es transformado en

glucosas que son utilizadas para realizar esta actividad.

¿Cuáles son las funciones de los carbohidratos?

Son la fuente principal de energía para la célula. Como ya se mencionó, los

monosacáridos como la glucosa, proporcionan energía en forma inmediata a la

célula, mientras que los polisacáridos son reserva energética, que proporciona

energía a más largo plazo.

Forman parte de la estructura del ADN en donde se almacena la información

genética. La azúcar ribosa y la azúcar desoxirribosa son constituyentes básicos de

los de los ácidos nucleicos.

Actúan como un componente estructural en las células. Algunos polisacáridos

forman estructuras muy resistentes, como la celulosa de las paredes de las células

vegetales y la quitina de la cutícula de los insectos.

Tema 2. Lípidos Los lípidos son componentes orgánicos vitales para los seres humanos, que contienen:

átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. En general son cadenas largas de carbono, que

no son solubles en agua. Sus unidades estructurales son los ácidos grasos y el glicerol.

Dependiendo de la cantidad de ácidos grasos que se unen a otras moléculas se forman

diferentes tipos de lípidos.

Existen tres clases de lípidos: fosfolípidos, esteroides y colesterol

Los fosfolípidos, los cuales son solubles en agua.

Los esteroides, éstos se encuentran presentes en los seres humanos en forma de

hormonas sexuales, en los hombre se llama testosterona y en las mujeres se le

llama progesterona.

El colesterol, éste participa en muchos procesos fisiológicos importantes como la

digestión y la síntesis de hormonas, entre otras funciones.

Sin embargo, a través de la alimentación podemos ingerir una cantidad adicional que en

muchas ocasiones es perjudicial para la salud, sobre todo para el corazón. Esto es debido a

que el consumo excesivo de grasas saturadas provoca un aumento de colesterol en la

sangre. Esta acumulación provoca depósitos de colesterol en las arterias, que con el

tiempo puede provocar enfermedades en nuestra salud.

Por su parte, el colesterol bueno, o HDL, es necesario para el organismo, y es

recomendable aumentar sus niveles en sangre cuando existe riesgo de ateroesclerosis,

porque ayuda a reducir el colesterol malo o LDL que se acumula en las paredes de las

arterias.

Funciones de colesterol

Estructural

El colesterol es un componente muy importante de las membranas de las células.

Precursor de la vitamina D

Esencial para la absorción de calcio en los huesos.

Precursor de las hormonas sexuales: progesterona, estrógenos y testosterona.

Precursor de las hormonas corticoesteroides

Como el cortisol y aldosterona

Precursor de las sales biliares

Esenciales en la absorción de algunos nutrientes derivados de los lípidos lipídicos y vía

principal para la excreción de colesterol corporal.

Después de haber revisado puntos importantes del colesterol es importante mencionar las

funciones generales de los lípidos en el ser humano.

Los fosfolípidos son componentes estructurales de las membranas de las células.

Los triglicéridos son reserva de energía conocida comúnmente como grasa. Ésta

aísla, protege y ayuda a mantener la temperatura corporal.

Son constituyentes de vitaminas y hormonas, como es el caso de los esteroides

que forman a las células sexuales.

Proteinas (incluye enzimas)

Las proteínas, debido a las características químicas de los aminoácidos que las forman, se

pliegan de una manera específica y así realizan una función particular.

Se distinguen las siguientes funciones de las proteínas:

• Enzimas, que catalizan las reacciones metabólicas.

• Proteínas estructurales, por ejemplo tubulina o colágeno.

• Proteínas reguladoras, por ejemplo los factores de transcripción o ciclinas que regulan el

ciclo de la célula.

• Proteínas señalizadoras y sus receptores, tales como algunas hormonas.

• Proteínas defensivas, que incluyen desde los anticuerpos del sistema inmune hasta las

toxinas (por ejemplo, la dendrotoxina de las serpientes) y proteínas que contienen

aminoácidos inusuales tales como la canavanina.

Tema 3. Proteínas Las proteínas, al igual que los carbohidratos y lípidos, contienen: átomos de carbono,

hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Se encuentran presentes en hormonas, componentes

estructurales y enzimas (catalizadores de reacciones químicas). Las proteínas son las

moléculas más grandes del organismo, por ejemplo, la hemoglobina (proteína presente en

la sangre) que contiene 3032 átomos de carbono.

Las proteínas están constituidas por unidades estructurales llamadas aminoácidos que

poseen las siguientes partes: grupo amino (NH2), grupo carboxilo (-COOH), carbón central

alfa, grupo radical, hidrógeno y proteínas.

Existen 20 tipos diferentes de aminoácidos, que se pueden combinar para formar la

totalidad de proteínas corporales.

De los 20 aminoácidos, se dividen en:

1. Los que pueden ser producidos por el organismo a partir de otro tipo de moléculas y se

les conoce como aminoácidos no esenciales.

2. Los que no pueden ser producidos por el organismo y tienen que ser consumidos en los

alimentos, a estos aminoácidos se les conoce como aminoácidos esenciales.

Si no se consumen en los alimentos, entonces las proteínas que los usan como materia

prima no pueden producirse o se producen en forma deficiente.

Dependiendo de los aminoácidos que se unen y la secuencia de los mismos, es el tipo de

proteína que se forma.

Dependiendo del número de aminoácidos que contenga la cadena, pueden ser clasificadas

como:

• Oligopéptidos: cuando la cadena contiene menos de 10 aminoácidos

• Proteínas: cuando la cadena contiene más de 50 aminoácidos

• Polipéptidos: si la cadena contiene entre 10 y 50 aminoácidos

Las principales funciones de las proteínas en los seres humanos son: estructural,

enzimática, transporte, contracción, hormonal, inmunológica.

Función estructural

Se encuentran presentes en la membrana celular en forma de glucoproteínas, en la

queratina del pelo y las uñas; y en el tejido cartilaginoso como el de las orejas y nariz.

Función enzimática

Las enzimas son proteínas que intervienen acelerando las reacciones bioquímicas.

Función transporte

Algunas proteínas se encuentran inmersas en la membrana celular y sirven como proteínas

transportadoras para introducir moléculas o iones al citoplasma de la célula. Otras, como

la hemoglobina, están presentes en los eritrocitos y sirven para transportar el oxígeno en

la sangre.

Función de contracción

La miosina es una propina que se encuentra en el tejido muscular y participa en la

contracción del músculo.

Función hormonal

Algunas de las hormonas que sirven como reguladoras de las funciones corporales son

proteínas, producidas en las glándulas endocrinas (glándulas que producen hormonas y las

liberan a la sangre) y transportadas en la sangre hasta los tejidos en donde actúan.

Función inmunológica

Actúan en los procesos infecciosos. Las inmunoglobulinas (anticuerpos) son de naturaleza

proteica.

Tema 4. Ácidos nucleicos Son macromoléculas complejas de suma importancia biológica, ya que todos los

organismos vivos los contienen y regulan las características genéticas, entre otras

funciones. Sus unidades estructurales se llaman nucleótidos y están formados por átomos

de carbón, hidrógeno, oxígeno y fósforo. Cada nucleótido está formado por un grupo

fosfato, una azúcar y una base nitrogenada. Una base nitrogenada es una molécula que

contiene carbón, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos, cada uno presenta características, forma y

localización diferente:

ADN (ácido desoxirribonucleico)

Diferencias entre ADN y ARN ADN ARN

Contiene azúcar desoxirribosa. Tiene azúcar ribosa.

Sus bases nitrogenadas son adenina, Sus bases nitrogenadas son adenina,

Sus nucleótidos presentan un azúcar llamada desoxirribosa, un grupo fosfato y cuatro

tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina. La adenina y la timina son

afines químicamente por lo que se unen entre sí, mientras que la citosina y la guanina

hacen lo mismo. De esta forma la cadena de ADN está formada por la unión de estos

cuatro tipos de nucleótidos (Adenina, Guanina, Citosina y Timina), formando una doble

cadena helicoidal o en forma de hélice.

ARN (ácido ribonucleico)

El ARN se localiza en el citoplasma y ribosomas principalmente. Su función es llevar a cabo

el proceso de producción de proteínas que requiere la célula. Existen tres tipos: el

mensajero, el ribosomal y el transportador.

Los ácidos nucleicos son las sustancias fundamentales de los seres vivos, y se cree que

aparecieron hace unos 3.000 millones de años, cuando surgieron en la tierra las formas de

vida más elementales. Los investigadores han aceptado que el origen del código genéti co

que portan estas moléculas es muy cercano al tiempo del origen de vida en la tierra.

La mayoría de los organismos tienen ADN, sin embargo, algunos virus sólo contienen ARN,

mientras que otros sólo poseen ADN.

Diferencias entre ADN y ARN

Timina, guanina y citosina. uracilo, guanina y citosina.

Es una cadena doble helicoidal Es una cadena sencilla helicoidal

Se localiza en el núcleo. Se encuentra en el citoplasma, núcleo y

ribosomas.

Contiene la información genética de la

célula.

Regula el proceso de producción o síntesis

de proteínas.

Las funciones esenciales de los ácidos nucleicos son:

Código genético:

1. Almacenar el código genético y transmitir las características hereditarias de generación

en generación.

2. Los ácidos nucleicos tienen almacenado el código genético que determina las

características específicas del organismo en particular, esto se logra por medio del arreglo

en la secuencia de sus nucleótidos.

3. La combinación posible de estos es muy grande, por lo que l os organismos de una

misma especie pueden presentar una gran variabilidad en sus ácidos nucleicos.

Proteínas:

1. Dirigir la síntesis de proteínas en el interior de la célula.

2. El ARN se encarga de regular y efectuar la producción de proteínas de la célula a partir

de los aminoácidos que comemos en las proteínas de carnes, leche, lácteos, huevo o

leguminosas.

Cierre de unidad En esta unidad aprendiste que existen cuatro tipos de moléculas que forman a las células y

a los seres vivos. Aprendimos la estructura y función de cada biomolécula en la célula, así

como las unidades estructurales que las forman.

Los carbohidratos son moléculas que nos dan energía inmediata para realizar funciones

vitales o para realizar un trabajo o actividad física. También forman parte de la estructura

de la célula y son responsables del rechazo de tejidos u órganos.

Los lípidos son moléculas que dan energía, pero a largo plazo, y es necesario convertirlas

primero a carbohidratos para poder obtenerla. Algunas de las funciones vitales de los

triglicéridos mantienen la temperatura de la célula, la aíslan del medio ambiente y le dan

reserva alimenticia. En tanto que los esteroides funcionan como hormonas sexuales, y los

fosfolípidos forman la membrana de las células.

Las proteínas tienen diversas funciones, entre éstas, el funcionar como enzimas,

transportar substancias como el oxígeno y formar parte de la estructura de la célula.

Los ácidos nucleicos, son las moléculas más grandes contenidas en una célula, y sus

funciones son: el ADN contiene la información genética que es transmitida de generación

a generación, y el ARN regula y efectúa la síntesis de proteínas.

Por último, la molécula de agua, la cual es responsable del transporte y regulación de

entrada de substancias útiles a la célula, además de que ayuda a regular la temperatura de

la célula.

Lo anterior nos ayuda a comprender la importancia que estas moléculas tienen en nuestra

vida y lo importante que es consumir alimentos ricos en estas moléculas. El no

alimentarnos adecuadamente, hará que tengamos una deficiencia, lo que llevará a

problemas de salud.

La célula. Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, "hueco")1 es la unidad morfológica y

funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que

puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos

según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les

denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos

microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número

de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos

de billones, como en el caso del ser humano.

Teoría celular La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann,

postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células

derivan de otras precedentes.

Que la célula es una unidad morfológica de todo ser vivo: es decir, que en los seres

vivos todo está formado por células o por sus productos de secreción.

Este primer postulado sería completado por Rudolf Virchow con la

afirmación Omnis cellula ex cellula, la cual indica que toda célula deriva de una

célula precedente (biogénesis). En otras palabras, este postulado constituye la

refutación de la teoría de generación espontánea o ex novo, que hipotetizaba la

posibilidad de que se generara vida a partir de elementos inanimados.

Un tercer postulado de la teoría celular indica que las funciones vitales de los

organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, y son

controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto,

que intercambia materia y energía con su medio. En una célula ocurren todas las

funciones vitales, de manera que basta una sola de ellas para tener un ser vivo

(que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de

la vida.

Finalmente, el cuarto postulado de la teoría celular expresa que cada célula

contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su

propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie,

así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.

Membrana celular, pared celular y organelos celuláres, estructura y

función.

La membrana La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la

célula.

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y

glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente. Los

lípidos forman una doble capa y las proteínas se disponen de una forma irregular y

asimétrica entre ellos.

Pared celular Es un componente típico de las células eucarióticas vegetales y fúngicas.

En las células vivas las paredes tienen un papel importante en actividades como

absorción, transpiración, traslocación, secreción y reacciones de reconocimiento,

como en los casos de germinación de tubos polínicos y defensa contra bacterias u

otros patógenos.

La pared celular tiene tres partes fundamentales: 1) la sustancia intercelular o lámina

media, 2) la pared primaria y 3) la pared secundaria. La pared es secretada por la

célula viva, de manera que la capa más vieja está hacia afuera, y la capa más joven

hacia adentro junto al protoplasma, demarcando el lumen o cavidad celular.

Organelos celulares

Coordina los procesos metabólicos, la reproducción y la herencia, por lo cual se

considera centro de control de la célula.

Participa en el proceso de la síntesis de proteínas. A través del retículo fluyen

sustancias de deshecho o de alimento para la célula hacia el aparato de Golgi.

Almacena sustancias como lípidos y proteínas y secreción de ellas. Están implícitos en

la digestión de macromoléculas, como son lípidos, polisacáridos, proteínas y ácidos

nucleicos.

Los lisosomas proveen condiciones de PH ácido para la acción de las proteasas

(enzimas que digieren a las proteínas).

Tema 1. Tipos de células ¿Cómo están organizadas las células?

A pesar de que todas las células están constituidas por los mismos tipos de átomos, la

forma en que se organizan las hace bastante diferentes aún cuando se encuentran

presentes en un mismo organismo. Como ya hemos visto en unidades anteriores, la

célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos.

• Las células existen en diferentes tamaños, formas y tipos de organelos que contienen

en su interior.

• Algunas viven de manera independiente, en forma de organismos unicelulares.

• Las bacterias y otras se agrupan formando tejidos que forman parte de un organismo

complejo pluricelular.

La citología es la rama de la ciencia de la Biología que se dedica al estudio de la célula.

En función de la estructura y de la forma de organización, las células pueden ser

clasificadas como: procariotas y eucariotas.

Células procariotas

También llamadas procarióticas, son aquellas células en donde el núcleo no se

encuentra definido, en esta categoría se encuentran por ejemplo, las bacterias. En vez

de núcleo tienen una estructura llamada nucleoide en donde se localiza el material

genético. Además no tienen organelos definidos. Este tipo de células están delimitadas

por una membrana plasmática y una cubierta exterior llamada pared celular,

constituida por aminoácidos y carbohidratos.

Células eucariotas

También conocidas como eucarióticas, tienen un núcleo bien conformado en donde se

localiza el ADN que contiene la información genética. El citoplasma contiene

mayormente agua con solutos disueltos y unas estructuras membranosas de formas

diversas conocidas como organelos, que se encargan de efectuar las diversas funciones

necesarias para la célula. Estas células son más grandes que las procariotas, y se

encuentran en hongos, vegetales y animales. El ser humano está constituido con este

tipo de células, por lo tanto en esta parte del curso haremos referencia sólo a estas

células.

Tema 2. Estructura celular Básicamente las células consisten en:

Una membrana, un núcleo, y los diferentes organelos inmersos en el líquido llamado

citoplasma. Sin embargo, las células eucariotas, cuentan con una diversidad de

organelos especializados que en conjunto la mantienen viva.

Las partes de una célula y sus funciones son las siguientes:

Membrana celular o plasmática

Es la estructura cuya función principal es delimitar a la célula del medio externo,

evitando que las sustancias fluyan libremente hacia su interior. En cuanto a su

estructura, en la actualidad se acepta un modelo llamado mosaico fluido que explica

que la membrana está compuesta por una doble capa de fosfolípidos, con la parte no

soluble al agua (parte no polar) hacia el centro de la membrana, y la parte soluble en

agua (parte polar) hacia las superficies externa e interna de la membrana. También

tiene proteínas unidas a la superficie exterior de la membrana y son conocidas como

proteínas periféricas y otras proteínas se incrustan en la membrana y la traviesan de

un extremo a otro y se les conoce como proteínas integrales.

El núcleo

El sitio en donde se encuentran los ácidos nucleicos encargados de dirigir la síntesis

proteica y de determinar las características genéticas se llama núcleo. En su interior

contiene el nucléolo (comúnmente se encuentran dos) que ocupa hasta el 25% del

volumen del núcleo y está constituido por filamentos de cromatina que es el

encargado de generar ribosomas (los cuales veremos más adelante). El núcleo es un

cuerpo grande, frecuentemente esférico y, por lo común, es la estructura más

voluminosa dentro de las células eucariotas. Está rodeado por la membrana nuclear,

que presenta pequeños poros nucleares, por donde circulan los materiales entre el

núcleo y el citoplasma.

Las principales funciones del núcleo son:

a) Regular la síntesis (fabricación) de proteínas por parte de la célula.

b) Contener la información genética para la adecuada duplicación celular.

c) Regular las reacciones bioquímicas que conducirán a la síntesis, degradación y

transporte de diversos materiales en la célula.

Mitocondria

Son estructuras de forma ovalada o cilíndrica delimitada por dos membranas

separadas por un pequeño espacio, la membrana exterior es lisa y la interior tiene

numerosos pliegues llamados crestas que aumentan la superficie activa de la misma.

Depositadas sobre la superficie de la membrana interna se encuentran las enzimas

necesarias para realizar la respiración celular, mecanismo a través del cual la glucosa

en presencia de oxígeno se transforma en energía, agua y CO2 (dióxido de carbono);

con esto nos damos cuenta de la importancia de nuestro aparato respiratorio, porque

el buen funcionamiento de los pulmones permite que llegue el oxígeno a este organelo

y que le pueda ser retirado el CO2 (dióxido de carbono). Si no llega el oxígeno, la célula

dificulta sus procesos de obtención de energía, y si no se retira el CO2 la célula se

intoxica.

Ribosomas

Son estructuras muy abundantes en forma de esferas que se encuentran libres en el

citoplasma o unidas al retículo endoplásmico, conformándolo en retículo

endoplásmico rugoso. Químicamente contiene ARNr (ácido desoxirribonucleico

ribosomal) en donde se fija el ARNm (ácido desoxirribonucleico mensajero) para servir

de plantilla para la síntesis de proteínas.

Retículo endoplásmico liso y rugoso

En las células eucarióticas muchos ribosomas están unidos a la superficie del retículo

endoplásmico, produciendo el retículo endoplásmico rugoso, que es especialmente

abundante en células que producen proteínas de exportación.

El retículo endoplásmico liso, que carece de ribosomas, es abundante en células

especializadas en la síntesis o metabolismo de lípidos. La molécula de proteína recién

sintetizada en los ribosomas, que se encuentran en la superficie del retículo

endoplásmico rugoso, se mueve después hacia adentro y es encerrada en una vesícula

de transporte cuyo destino es el complejo de Golgi. El retículo endoplásmico l iso se

encuentra muy desarrollado en células especializadas en la síntesis o metabolismo de

lípidos, como las células glandulares que producen hormonas esteroides y así como

también en las células hepáticas, donde parece estar relacionado con varios proces os

de desintoxicación (una de las muchas funciones del hígado).

Complejo de Golgi

Es un organelo que genera vesículas, está formado por membranas plegadas y apiladas

unas sobre otras, rodeadas por túbulos y vesículas que participa en los procesos de

secreción celular. El complejo de Golgi recibe vesículas provenientes del retículo

endoplásmico, modifica sus membranas y contenidos para llevarlos hasta la superficie

celular y de ahí al exterior. Existen de 10 a 20 de estos complejos en una misma célula.

Lisosomas

Los lisosomas son un tipo de vesícula relativamente grande, formada en el complejo

de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas a las que aíslan de la célula y están implicados

en las actividades digestivas intracelulares de algunas células. Estas enzimas están

implicadas en la degradación de proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos.

Para su óptima actividad, las enzimas hidrolíticas requieren de un medio ácido. Los

lisosomas proveen este medio ya que su pH interno se mantiene cercano a 5. Las

enzimas lisosomales son capaces de hidrolizar a todos los tipos principales de

macromoléculas que se encuentran en una célula viva.

Las enzimas hidrolíticas, que los lisosomas liberan en unas bolsas internas digieren su

contenido. Las enzimas no destruyen la membrana de los lisosomas que las contienen.

Los lisosomas constituyen el aparato digestivo de la célula.

Citoesqueleto

La observación del interior de la célula en tres dimensiones ha revelado

interconexiones antes insospechadas entre estructuras de proteínas filamentosas

dentro del citoplasma de células eucarióticas. Estas estructuras forman un esqueleto

celular: el citoesqueleto, que mantiene la organización de la célula, le permite

moverse, posiciona sus organelos, impidiendo que se muevan libremente y dirige el

tránsito intracelular de moléculas. Se han identificado tres tipos diferentes de

filamentos como integrantes principales del citoesqueleto: los microtúbulos, los

filamentos de actina (también conocidos como microfilamentos) y los filamentos

intermedios.

Cierre de la unidad En esta unidad, hemos visto como los organismos pueden estar formados por una

célula o por muchas. Los organismos que tienen una sola célula son llamados

unicelulares, mientras que los que tienen muchas se llaman pluricelulares.

Existen dos tipos de células de acuerdo a su estructura, las procariotas y las eucariotas.

Las primeras se caracterizan porque no tienen núcleo definido, por lo que su ADN se

encuentra en una estructura llamada nucleoide, además de que no tienen organelos

definidos.

Las células eucariotas, tienen núcleo y organelos definidos y su ADN se encuentra

dentro del núcleo. Ejemplo de células procariotas es la bacteria y de eucariotas los

hongos y las células humanas.

También estudiamos como está estructurada una célula. Vimos que está conformada

por una serie de organelos, cada uno con una función específica, que en conjunto

permite que la célula sobreviva, se desarrolle y se reproduzca.

Conclusión del Módulo La célula es la unidad más pequeña que tiene vida a la vez éstas células forman

organismos unicelulares o multicelulares, cada célula está organizada de manera que

puede subsistir gracias a sus componentes y procesos que lleva a cabo.

En este módulo, vimos cómo las células transportan substancias, obtienen energía y se

reproducen, todo esto le permite sobrevivir, desarrollarse y reproducirse, asegurando

su continuidad en el planeta.

Las células requieren de distintos elementos para llevar a cabo sus procesos, estos

componentes son introducidos por medio de transporte pasivo o activo. Mediante

estos mismos procesos, la célula expulsa los desechos producidos como subproductos

en los procesos de digestión y respiración.

También requieren de energía para sobrevivir, y ésta la obtienen consumiendo los

carbohidratos formados por las células autótrofas para convertirlos en ATP por medio

de la respiración celular. Posteriormente este ATP es utilizado para obtener energía

para sus diferentes procesos.

Por último, las células tienen la necesidad de reproducirse, esto con la finalidad de que

se mantengan sus características en el planeta, para esto la célula realiza la mitosis y la

meiosis. Estos procesos hacen posible que se sanen heridas, crezcamos, nos

desarrollemos y reproduzcamos.

Mantener las células de nuestro cuerpo en buen estado es muy importante, de tal

manera que el próximo curso estará dedicado a aprender cómo lograrlo.

Tema 1. Cómo entran y salen moléculas de la célula Los mecanismos de transporte celular son importantes porque permiten la entrada de

sustancias vitales para las funciones celulares y la salida de productos de desecho. Los

mecanismos que cumplen con lo anterior son:

Transporte pasivo

En este mecanismo no se requiere el consumo de energía y las sustancias fluyen desde

donde hay mayor concentración hacia donde hay menor concentración, e incluye la

difusión simple, la osmosis y la difusión facilitada.

Transporte activo

En este mecanismo la célula introduce o expulsa sustancias, pero existe un consumo de

energía debido a que se efectúa en contra del gradiente (diferencia de concentraciones

entre una zona y otra) de concentración, es decir desde donde hay menos hacia donde hay

más.

Comenzaremos con los mecanismos de transporte celular pasivo

Difusión simple

Mediante este mecanismo las moléculas pequeñas y los solutos se encuentran entre las

principales sustancias que entran y salen de las células. La dirección en la cual se mueven

está determinada por la concentración de los mismos y siempre fluye desde donde hay

mayor concentración hacia donde hay menor concentración.

Osmosis

Este es un caso especial de difusión en donde existe una membrana semipermeable a

través de la cual únicamente puede pasar el agua. Hay que recordar que una gran parte de

la célula es agua, en donde se encuentran disueltos diversos solutos. La membrana celular

funciona como esa barrera semipermeable a través de la cual puede pasar agua pero no

pueden pasar los solutos por este mecanismo.

Supongamos que un soluto fue introducido a la célula por un mecanismo diferente a la

osmosis, entonces existe una gran concentración de este soluto en el interior de la célula,

para “diluirlo”, el agua pasa a través de la membrana hacia el interior de la célula hasta

lograr tener la misma concentración con respecto al exterior, es decir hasta estar

equilibrado.

En función de la concentración, comparada con el interior de la célula, se habla de tres

tipos de soluciones:

Hipotónica: Cuando la cantidad de soluto es menor que la cantidad de solvente.

Hipertónica: Cuando la cantidad de soluto es mayor que la de solvente.

Isotónica: Cuando la cantidad del soluto y solvente es igual a la que existe en el interior de

la célula.

Difusión facilitada

Al igual que la osmosis y la difusión simple, no hay consumo de energía y se efectúa de

concentraciones mayores a concentraciones menores, pero en este caso con la ayuda de

las proteínas incrustadas en la membrana celular, llamadas proteínas transportadoras. A

través de este mecanismo facilita que se introduzca moléculas tales como las de la

glucosa, los aminoácidos y los iones, como el calcio, que forma parte de nuestros huesos.

Revisemos ahora el transporte activo, un ejemplo común de este mecanismo es la bomba

de sodio-potasio en donde la célula expulsa el sodio e introduce el potasio, a pesar de que

en el exterior hay una gran concentración de sodio y en el interior una gran concentración

de potasio.

En este mecanismo también se incluye el transporte mediado por vesículas. Cuando una

vesícula alcanza la superficie interior de la membrana celular, su membrana se fusiona con

la membrana citoplasmática y expulsa su contenido al exterior. Este proceso es conocido

como exocitosis. Recuerda que el prefijo “exo” quiere decir “fuera”.

El transporte por medio de vesículas o vacuolas también puede operar en sentido

contrario.

En la endocitosis, el material que se incorporará a la célula induce una invaginación de la

membrana, produciéndose una vesícula que encierra a la sustancia. Esta vesícula es

liberada en el citoplasma. Se conocen tres formas distintas de endocitosis: la fagocitosis

("células comiendo"), la pinocitosis ("células bebiendo") y la endocitosis mediada por

receptor; todas ellas requieren energía.

Pinocitosis Endocitosis: pinocitosis y fagocitosis

Endocitosis:

Mecanismo por el cual las células toman partículas del exterior mediante unas

invaginaciones producidas en la membrana, las cuales forman las llamadas vesículas

intracelulares.

Según el tamaño de las partículas endocitadas podemos distinguir dos tipos de

endocitosis:

Fagocitosis: (partículas grandes). La célula extiende unas prolongaciones de membrana

llamadas pseudópodos, que van rodeando progresivamente a la partícula que va a ser

fagocitada hasta formar una vesícula de gran tamaño que se denomina fagosoma. Los

materiales fagocitados acaban siendo digeridos en los lisosomas.

Pinocitosis: el material ingerido es líquido y queda englobado en pequeñas vesículas que se

forman a partir de pequeñas depresiones de membrana, llamadas pozos recubiertos. Estas

regiones se caracterizan por la presencia de un armazón proteico formado pro subunidades de

una proteína llamada clatrina. A partir de ella se están formando continuamente vesícula de

pinocitosis. En este caso el material endocitado también acaba en los lisosomas.

En los dos tipos de endocitosis participan proteínas denominadas receptores de endocitosis

que reconocen específicamente los materiales que van a ser endocitados uniéndose a ellos. De

este modo, las células incorporan solo las sustancias que les interesan en cada momento.

Endocitosis:

La endocitosis es un proceso celular que consiste en la invaginación de la membrana

citoplasmática la cual acaban cerrándose y formando una vesícula intracelular cuyo contenido

puede ser muy diverso, es así transportado del exterior de la célula al interior. Tipos:fagocitosis

y pinocitosis.

Fagocitosis:

El material ingerido suele ser partículas relativamente grandes, como microorganismos

o restos celulares. La célula extiende unas prolongaciones de membrana llamadas

pseudópodos, que van rodeando progresivamente a la partícula que va a ser fagocitada hasta

formar una vesícula de gran tamaño que se denomina fagosoma. Los materiales fagocitados

acaban siendo digeridos en los lisosomas.

Pinocitosis:

El material ingerido es líquido o está en forma de pequeñas partículas, La cual que da

englobado en pequeñas vesículas que se forman a partir de pequeñas depresiones de

membrana, llamadas pozos recubiertos. Estas regiones, que existen en todas las células, se

caracterizan por la presencia, en la cara citosólica, de un armazón proteico formado por

subunidades de una proteína llamada clatrina. A partir de ellas se están formando

continuamente vesículas de pinocitosis. En este caso, el material endocitado también acaba en

los lisosomas.

1. Las lipoproteínas cargadas de colesterol se unen a sus receptores de endocitosis en los

pozos recubiertos.

2. La acción de la clatrina provoca que los pozos recubiertos se invaginen y formen vesículas

recubiertas que encierran a los receptores unidos a las lipoproteínas.

3. A continuación, las vesículas recubiertas pierden su cubierta de clatrina y se transforman en

vesículas desnudas.

4. Las vesículas desnudas se fusionan con un compartimento membranoso, llamado

endosoma temprano. En este compartimento los receptores y las lipoproteínas se separan y se

reparten en vesículas que siguen caminos diferentes.

5. Por una parte, los receptores se concentran en vesículas de reciclaje que, mediante un

proceso de exocitosis, vuelven a fusionarse con la membrana plasmática. De esta manera, los

receptores de endocitosis son devueltos a la membrana plasmática, donde son reutilizados.

6. Por otra parte, las lipoproteínas se reúnen en otras vesículas diferentes y son transportadas

a otro compartimento membranoso más interno, denominado endosoma tardío.

7. Finalmente, el endosoma tardío se fusiona con los lisosomas primarios procedentes del

aparato de Golgi y forma un gran lisosoma secundario. En su interior los enzimas lisosomales

degradan las lipoproteínas y el colesterol sale libre al citosol donde puede ser utilizado por la

célula.

Tema 3: Cómo se reproducen las células Para que una célula pueda reproducirse, debe duplicar su información genética. Esta

información se encuentra en el núcleo en estructuras formadas de ADN y proteínas, que se

llaman cromosomas. Nuestras células y las de otros organismos se reproducen por medio

de dos procesos: mitosis y meiosis.

Ambos procesos constan de cuatro fases en las que se van presentando cambios en cuanto

a estructura y número de cromosomas.

Mitosis

La mitosis se lleva a cabo en células llamadas somáticas. Estas células son aquellas que

forman los tejidos de nuestro cuerpo, por ejemplo la piel o los riñones. Cada vez que

sufrimos una cortada, crecemos, o restituimos células que mueren, se efectúa este

proceso de mitosis. Si la mitosis no se llevará a cabo, el número de nuestras células

disminuiría y no podríamos realizar procesos tan importantes como el de sanar nuestras

heridas o crecer.

Sus fases son las siguientes:

Profase

Los cromosomas se hacen visibles, la membrana del núcleo desaparece, aparecen unos

organelos llamados centriolos, y se duplican los cromosomas.

Metafase

Los cromosomas se alinean en el centro de la célula formando una fila movidos por las

fibras de huso acromático que producen los centriolos.

Anafase

El huso mueve los cromosomas hacia los extremos de la célula, la mitad para cada lado.

Telofase

Se forma una división o estrangulamiento del citoplasma dividiendo la célula en dos,

aparece la membrana nuclear rodeando a cada grupo de cromosomas y desaparecen el

huso y los centriolos.

Al final de la mitosis quedan dos células hijas idénticas a la célula original o célula madre.

Las células hijas tienen el mismo número y tipo de cromosomas, son genéticamente

iguales.

Meiosis Este proceso se efectúa en células germinales o gametos. Las células

resultantes tienen la mitad de la información genética de la célula original, además

de que es diferente debido a que los cromosomas intercambian segmentos.

Los espermatozoides y óvulos, deben de tener la mitad de la información, debido a que se

unirán para formar al nuevo ser, y al unirse completarán el número de cromosomas que

debe de tener el descendiente.

Todos los organismos que tienen reproducción sexual, es decir, que intervienen

espermatozoides y óvulos, son diferentes debido a la meiosis. Esto proporciona

variabilidad a las especies y les da mayor éxito en el proceso evolutivo. Entre más

descendientes tenga una especie, mayor variación y mayor probabilidad de supervivencia.

Las fases de la meiosis son las mismas que las de la mitosis, pero se llevan a cabo dos

veces.

Profase I

Los cromosomas se hacen visibles, la membrana del núcleo desaparece, aparecen unos

organelos llamados centriolos, y se duplican los cromosomas. Se lleva a cabo el

sobrecruzamiento cromosómico, esto es, los cromosomas intercambian segmentos entre

sí, lo que hace que ninguno sea igual entre sí ni con la célula madre.

Metafase I

Los cromosomas se alinean en el centro de la célula formando una fila movidos por las

fibras de huso acromático que producen los centriolos.

Anafase I

Las cromátidas enteras, es decir los dos cromosomas unidos, se separan, la mitad hacia

cada lado.

Telofase I

Esta es una fase de transición entre la primera división meiótica y la segunda divide el

citoplasma en dos, originando dos células hijas. Cada una de estas células continuará con

las siguientes fases meióticas.

Profase II

Aquí no hay duplicación del material genético, sólo aparecen de nuevo los centriolos en

caso de que hayan desaparecido en la telofase I. Tampoco hay sobrecruzamiento

cromosómico.

Metafase II

Las cromátidas se alinean en el centro de la célula.

Telofase II

El huso separa las cromátidas, la mitad hacia cada lado de la célula. Aparece la membrana

nuclear, el citoplasma se divide en dos y desaparecen los centriolos y el huso.

En las fases de la meiosis, al final se obtienen cuatro células hijas genéticamente

diferentes a la célula original y con la mitad de la información genética.

Los espermatozoides y óvulos se forman de esta manera en los testículos y los ovarios. La

formación de óvulos se llama Ovogénesis y la formación de espermatozoides se llama

Espermatogénesis.

La mitosis y meiosis presentan diferencias que se muestran en la siguiente tabla

comparativa:

Mitosis Meiosis

Número de células que

produce

2 4

Células en las que se lleva

a cabo el proceso

Somáticas Gametos o células

reproductoras

Tipo de células producidas Diploides (cantidad

completa de cromosomas)

Haploides (la mitad del

número normal de

cromosomas

Genética de las células

hijas

Igual a la célula madre Diferente a la célula madre

Presencia de

sobrecruzamiento

No Sí

Cierre de unidad En esta unidad aprendimos la forma en que las células obtienen su energía, transportan

substancias y se reproducen.

Vimos que la membrana celular es la que regula la entrada y salida de substancias en la

célula por medio de dos tipos de transporte: pasivo y activo. El transporte pasivo no

requiere de energía y va de mayor a menor concentración, en tanto que el activo requiere

de energía y va de menor a mayor concentración.

Después conocimos la forma en que las células obtienen su energía, desde las células

autótrofas que convierten la energía solar a energía química por medio de la fotosíntesis,

hasta las células heterótrofas que utilizan los compuestos formados en la fotosíntesis para

obtener su energía por medio de la respiración celular.

Por último, vimos que las células se reproducen para asegurar la continuidad de la vida.

Descubriste que existen dos mecanismos para que una célula se reproduzca; mitosis y

meiosis.

La mitosis se efectúa en células somáticas y es responsable de que sanen nuestras herid as,

que tengas un desarrollo y crezcas y además de que restituyamos las células que van

muriendo en nuestro cuerpo. Sin la mitosis no sobreviviríamos a accidentes o

enfermedades.

La meiosis se presenta en la formación de gametos o células reproductoras y su finalidad

es que el organismo tenga la capacidad para reproducirse y mantener r la especie. Sin este

proceso, las especies se extinguirían ya que no podrían dar descendientes que continúen

con las características de sus padres. Este proceso, además, es importante porque permite

la recombinación genética, con el sobrecruzamiento cromosómico.

Conclusión del Módulo La célula es la unidad más pequeña que tiene vida a la vez éstas células forman organismos

unicelulares o multicelulares, cada célula está organizada de manera que puede subsistir

gracias a sus componentes y procesos que lleva a cabo.

En este módulo, vimos cómo las células transportan substancias, obtienen energía y se

reproducen, todo esto le permite sobrevivir, desarrollarse y reproducirse, asegurando su

continuidad en el planeta.

Las células requieren de distintos elementos para llevar a cabo sus procesos, estos

componentes son introducidos por medio de transporte pasivo o activo. Mediante estos

mismos procesos, la célula expulsa los desechos producidos como subproductos en los

procesos de digestión y respiración.

También requieren de energía para sobrevivir, y ésta la obtienen consumiendo los

carbohidratos formados por las células autótrofas para convertirlos en ATP por medio de

la respiración celular. Posteriormente este ATP es utilizado para obtener energía para sus

diferentes procesos.

Por último, las células tienen la necesidad de reproducirse, esto con la finalidad de que se

mantengan sus características en el planeta, para esto la célula realiza la mitosis y la

meiosis. Estos procesos hacen posible que se sanen heridas, crezcamos, nos desarrollemos

y reproduzcamos.

Mantener las células de nuestro cuerpo en buen estado es muy importante, de tal manera

que el próximo curso estará dedicado a aprender cómo lograrlo.

Tema 2. Fotosíntesis y respiración celular

En el universo, la materia no se crea ni se destruye, solamente se transforma. En el caso de

los ecosistemas, este principio aplica de la misma forma. Una fuente inagotable de energía

luminosa es el sol. Los organismos autótrofos son capaces de utilizar esta energía para

formar compuestos químicos que luego podrán ser utilizados por los organismos

heterótrofos, esto representa el flujo de energía en los ecosistemas.

La fotosíntesis

Este proceso se lleva a cabo en las células vegetales, en el organelo celular llamado

cloroplasto. Este organelo contiene una estructura llamada tilacoide que son sacos

aplanados, o vesículas, que forman parte de la estructura de su membrana interna y en

donde se efectúa la fase luminosa de la fotosíntesis. También, posee estructuras llamadas

estromas que es una sustancia acuosa incolora con gran cantidad de proteínas y enzimas y

que conforma el espacio interno del cloroplasto. En este lugar ocurre l a fase oscura de la

fotosíntesis.

La reacción general de este proceso es…

6CO 2 + 6H 2 O + energía 6O 2 + C 6 H 12 O 6

REACTIVOS PRODUCTOS

La reacción se lleva a cabo en dos fases:

Fase luminosa: es cuando la molécula de agua es convertida en oxígeno. Se efectúa en la

membrana de los tilacoides del cloroplasto.

6H 2 O + energía 6O 2

Fase oscura: es cuando el dióxido de carbono es convertido, junto con los hidrógenos

sobrantes en la transformación del agua, en moléculas de carbohidratos. Se lleva a cabo

en el estroma del cloroplasto.

6CO 2 + energía C 6 H 12 O 6

Los requisitos para que este proceso se lleve a cabo son la luz solar y la clorofila.

La respiración celular aeróbica

Este proceso se lleva a cabo en dos partes de la célula. En el citoplasma, que es la parte

líquida de la célula en donde se encuentran suspendidos los demás partes celulares, así

como en las mitocondrias, que son partes de la célula en los que se termina e l proceso de

respiración.

La reacción general de la respiración celular aeróbica es:

Glucosa + O2--- 2 Piruvato -- CO2 + H2O + 36 ATP

Este proceso se lleva en tres fases:

Glicólisis: se efectúa en el citoplasma de la célula y aquí la glucosa es transformada

en dos moléculas de piruvato, 2 ATP y NADH+.

Ciclo de Krebs: se lleva a cabo en la mitocondria, en donde las moléculas de

piruvato se transforman en CO2, 2 ATP, NADH+ y FADH+.

Cadena de transferencia de electrones: es en la mitocondria y aquí el oxígeno se

combina con los NADH+ y FADH+ formando agua y 32 ATP.

El ATP (Adenosín Trifosfato)

El adenosin trifosfato, es la molécula transportadora de energía en los seres vivos. Está

formado de una molécula de adenosín unido a tres grupos fosfato.

Cuando un organismo requiere energía para llevar a cabo alguna unción vital, los ATP

obtenidos de la respiración celular son transformados en ésta. El proceso comienza

cuando una enzima rompe e enlace de unión entre un grupo fosfato del ATP dejándolo

libre y liberando energía.

La forma en que esto se lleva a cabo, se muestra en el siguiente diagrama:

Tema 3. Relación entre fotosíntesis y respiración celular La materia prima de la fotosíntesis son dióxido de carbono y el agua, los cuales son

liberados durante el proceso de respiración celular. La materia prima de la respiración

celular son el oxígeno y los carbohidratos, los cuales son producto de la fotosíntesis.

Como podemos darnos cuenta, el flujo de energía en un ecosistema es algo constante y

permanente. Unos organismos capturan la luz solar para convertirla a compuestos de

donde posteriormente obtendrán su energía (plantas) y otros se comen a estos para

obtener estos compuestos y mantenerse vivos (animales).

Cada una de nuestras células requiere de energía y cuentan con la maquinaria necesaria

para producirla, sin embargo, necesitan la materia prima para hacerlo. Es aquí en donde

los alimentos entran en juego, proporcionándonos este material. Es de ahí de donde

obtendremos nuestra energía y de donde nos mantendremos vivos.

La cantidad de energía que aportan los alimentos se mide en Kilocalorías. El valor

energético o calórico de un alimento es proporcional a la cantidad de energía que puede

suministrar al quemarse en presencia de oxígeno (respiración ce lular).

Cierre de la unidad En esta unidad, hemos visto como los organismos de un ecosistema establecen relaciones

de diversos tipos.

Todas estas relaciones crean una interdependencia entre especies, de manera que algunos

no pueden sobrevivir sin el otro.

También estudiamos dos procesos muy importantes en los ecosistemas y que establecen

otro tipo de dependencia entre organismos autótrofos y heterótrofos: la fotosíntesis y la

respiración celular. Ambos procesos hacen posible que los organismos puedan obtener

una molécula transportadora de energía, llamada ATP. Sin ésta, los organismos no podrían

llevar a cabo los procesos celulares vitales para su supervivencia.

A la larga, esto determina que si una especie se extingue en el ecosistema, otras

desaparezcan también. Lo que nos lleva a visualizar las verdaderas consecuencias de

alterar el medio ambiente y sus organismos.

Tema 1 Teorías de la evolución Para explicar cómo han evolucionado las especies, es necesario ver las diferentes teorías

que se han propuesto a través de la historia.

1. Teoría Creacionista

Esta teoría es la que siguen muchas religiones en el mundo. No es una teoría científica ya

que carece de fundamentos y no es posible aplicar el método científico en su estudio.

Propone que cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por

uno o varios seres divinos , cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un

propósito divino

2. Teoría de Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) formuló la primera teoría de la evolución. Propuso

que los organismos, habían evolucionado de formas más simple. Para él, los protagonistas

de esa evolución habían sido los propios organismos ya que los cambios en el ambiente

generaban nuevas necesidades en los organismos y esas nuevas necesidades provocaron

na modificación en los mismos la cual sería heredable . Para esta teoría se apoyó en los

fósiles de formas intermedias extintas.

Lamarck afirmaba que las características que un individuo adquiere en su interacción con

el medio se transmiten después a su descendencia, a esto se le conoce como

Lamarckismo.

De acuerdo a Lamarck, la causa de las modificaciones en las diferentes especies se

encuentra en el uso o no de los diversos órganos. Así explicaban la aparición del cuello

largo en las jirafas, como un proceso paulatino de adaptación, al ir comiendo las hojas de

los árboles situadas cada vez más altas. Lo que supondría que sus crías heredarían un

cuello más largo aún.

3. Teoría de Darwin y Wallace

Charles Darwin, viajando a bordo del Beagle, durante muchos años (1831- 1836) recogió

datos sobre plantas, animales y geología que le permitieron establecer un conjunto de

hipótesis que cuestionaban las ideas precedentes sobre la evolución de las especies.

En su paso por las islas Galápagos, encontró 14 subespecies distintas de pinzones, que se

diferencian únicamente en la forma del pico. Es decir, que cada una, estaba adaptada a un

tipo de alimentación y vivía en un hábitat diferente en las diferentes islas.

Darwin conoció a Wallace, otro científico que había llegado a las mismas conclusiones

sobre la importancia de la selección natural.

La obra de Malthus sobre el crecimiento de la población con respecto a los recursos

naturales, fue la base para los estudios de Darwin y de Wallace.

Esta obra, establece que el crecimiento de la población tiende a ser muy elevado, mientras

que la disponibilidad de alimento y espacio son limitados y tienden a permanecer

constantes.

Las claves de la teoría evolutiva de Darwin y Wallace son las siguientes:

Variación al azar. Entre los individuos de una población

existen variaciones que pueden ser

pequeñas e imperceptibles, pero de suma

importancia para la evolución de las

especies.

Selección natural Es el mecanismo que escoge los caracteres

que confieren una ventaja adaptativa a los

individuos que los portan, permitiendo su

reproducción y la transmisión de estos

genes a la siguiente generación. Esto

permite que sobrevivan únicamente los

organismos con las mejores características

para un determinado ambiente.

Gradualismo Con el paso del tiempo, los individuos

portadores del carácter adaptativo irán

haciéndose mayoritarios en la población,

debido a que los que no tienen esta

característica mueren sin reproducirse,

mientras que los mejor adaptados se

reproducen y sus hijos nacen con sus

mismas características.

De la teoría de Darwin se desprenden tres consecuencias importantes:

1 Si retrocedemos en el tiempo, llegaremos a un origen común para todas las

formas de vida ya que los organismos semejantes están emparentados de

alguna forma.

2 El azar es la fuente de variación, y la selección natural actúa sobre los

caracteres que resultan adaptativos frente a un entorno determinado. Esto

quiere decir que un carácter puede resultar ventajoso en un ambiente y no

serlo en otro.

3 Sitúa al hombre como una especie más, sujeta a los mismos principios que

los seres vivos, lo que fue el punto más polémico de todos.

¿Pero cuál es la diferencia entre la teoría de Lamark y de Darwin?

Observa los siguientes dibujos que explican esta diferencia.

4. Neodarwinismo

A finales del siglo XIX, el biólogo alemán A. Weismann fue uno de los principales

exponentes del neodarwinismo primitivo. Esta hipótesis admite que las variaciones sobre

las que actúa la selección se transmiten según las teorías de la herencia enunciadas por

Mendel.

Durante el siglo XX, se desarrolla la teoría neodarwinista moderna o teoría sintética,

denominada así porque surge a partir de la fusión de tres disciplinas diferentes:

La Sistemática La Sistemática aporta el concepto biológico de especie en la se

convierte en un conjunto de variedades distribuidas

geográficamente que reflejan las diferentes adaptaciones a los

ambientes locales por los que se distribuye.

La Paleontología La Paleontología, constata el hecho de la evolución y que ésta

ocurre por la aparición de pequeñas variaciones que se extienden

poco a poco en las poblaciones provocando la aparición gradual de

nuevas especies a partir de otras preexistentes.

La Genética La Genética fue fundamental para el reforzamiento de las teorías

darwinistas, ayudó a explicar una teoría de la evolución.

El cambio que se introduce, considera a los seres vivos no como formas aisladas, sino

como partícipes de una población. Esto implica entender los cambios como frecuencia

génica de los alelos, es decir en cambios constante en los genes de la población, los cuales

determinan un carácter concreto. Si esta frecuencia es muy alta, esto puede suponer la

creación de una nueva especie.

5. Teoría Sintética de la Evolución

Genética

De acuerdo a la Genética, las variaciones sobre las que actúa la selección natural tienen su

origen en pequeñas mutaciones en el material hereditario. La consecuencia de estos

cambios es la aparición de nuevas variantes de genes, los cuales se heredan tal y como lo

establecen las leyes de Mendel.

El descubrimiento de la naturaleza de los genes, el código genético, la expresión génica y

su regulación, permite poner de manifiesto la relación de parentesco entre todos los

seres vivos, establecer las conexiones, directas e indirectas, entre genes y fenotipo y

eliminar para siempre del panorama evolutivo nociones precedentes tales como la

herencia de los caracteres adquiridos o la tendencia hacia la perfección.

De esta forma, se establece la teoría sintética de la evolución, la cual consiste,

principalmente en radiaciones adaptativas a nuevos ambientes, ajustes a cambios

ambientales que se producen en un hábitat determinado y el origen de nuevas formas de

explotar hábitats ya existentes.

Ahora ya puedes contestar la duda inicial de la unidad: ¿Qué fue primero, el huevo o la

gallina?

El huevo fue primero, ya que éste fue puesto por un ave predecesora a la gallina. El ave

que nació de este huevo, presentaba características diferentes al ave original (mutaciones)

que con el tiempo formaría una nueva especie, la de la gallina.

Tema 2. Mecanismos evolutivos Los mecanismos de la evolución permitir explicar el evolucionismo en base al método

científico. Entre los mecanismos de la evolución más importantes se pueden citar los

siguientes.

1. Selección Natural: Es el proceso de la supervivencia de aquellos organismos mejor

adaptados a su ambiente. Las características que adquieren aleatoriamente los

organismos, son puestas a prueba por la naturaleza, lo que hace que frente a los demás

individuos de la población tengan mayor o menor posibilidad de supervivencia. Só lo así las

modificaciones evolutivas son filtradas y transmitidas a las siguientes generaciones

2. Migración: Es cuando una población, se dirige a otro lugar, en busca de mejores

condiciones ambientales. En este caso, las especies al desplazarse en ocasi ones grandes

distancias, no pueden reproducirse con cualquiera de su población, sino que lo podrán

hacer solamente con aquellos que hayan logrado emigrar y llegar al sitio de reproducción.

Esto, limita la combinación de genes y, a la larga, hace que solamente algunos genes sigan

pasando de generación en generación. A imagen siguiente muestra a la mariposa monarca,

que es una especie que emigra cada año para reproducirse, por lo que no pueden hacerlo

más que con los miembros de su misma especie.

3. Deriva génica: Es el cambio en la genética causado por el azar. La deriva génica puede

trabajar a favor o en contra de la selección natural. Por cuestión meramente estadística, la

deriva genética tiende a inclinar a la población hacia la homogeneidad genética

(genéticamente iguales). Este fenómeno fue incorporado por la teoría sintética como un

mecanismo evolutivo complementario, mucho menos importante que la selección natural.

4. Aislamiento: Es cuando los organismos de una especie quedan separados entre sí, por

diferentes razones, lo que provoca que no puedan reproducirse entre sí. Hay dos tipos

principales de barreras.

Las barreras precigóticas que tienen lugar antes o durante la fecundación,

a la que limitan, actuando antes del intercambio de genes en los gametos.

Puede ser por aislamiento ecológico, etológico o mecánico.

Las barreras postcigóticas son todas las que se relacionan a la viabilidad de

los individuos producidos, a través de abortos espontáneos, esterilidad del

híbrido, muerte prematura, híbridos débiles y enfermizos, entre otros.

5. Mutación: Es cualquier cambio en el material genético de un individuo. Es la fuente de

las variaciones que se presentan en una población o especie. Permite la supervivencia de

la misma ya que contribuye a que caracteres nuevos y con mayor posibilidad de

adaptación aparezcan.

6. Variación genética: Son las diferencias perceptibles entre los individuos de una especie

y es la materia prima de la evolución. Se refiere a la variación en el material genético de

una población o especie. La variabilidad genética nueva puede estar causada por

mutaciones o recombinaciones y en el número, forma, tamaño y ordenación interna de los

cromosomas.

El asilamiento tiene juega un factor muy importante para comprender los mecanismos de

aislamiento. Existen siete tipos de aislamiento.

Aislamiento ecológico

A veces, individuos que ocupan el mismo territorio viven en diferentes hábitats y, no

tienen oportunidad de cruzarse. Por ejemplo, varias especies morfológicamente

indistinguibles del mosquito Anopheles, que están aisladas por aguas salobres, dulces y

estancadas.

o Aislamiento estacional

Los organismos pueden madurar sexualmente en diferentes estaciones u horas del día, lo

que no permite su reproducción. Ejemplo de esto, es que todas las especies tienen

diferentes tiempos de maduración sexual y reproducción.

Aislamiento conductual

La atracción entre machos y hembras, o entre gametos masculinos y femeninos, en el caso

de plantas y organismos acuáticos, es necesaria para que se produzca la unión sexual. Por

ejemplo, el cortejo de ciertos peces atrae a las hembras, pero si el macho nace con una

variación en este comportamiento, no atraerá a ninguna hembra y no podrá reproducirse.

Aislamiento mecánico

La cópula es a veces imposible entre individuos de diferentes especies, ya sea por el

tamaño incompatible de sus genitales, o por variaciones en la estructura floral. Esto hace

que no sea posible su reproducción.

Aislamiento gamético

En los animales con fecundación interna los espermatozoides son inviables en los

conductos sexuales de las hembras de diferentes especies. En las plantas, los granos de

polen de una especie generalmente no pueden germinar en el aparato reproductor

femenino de otra planta. Esto impide que se forme un nuevo organismo o un híbrido.

Aislamiento postcigótico

Los mecanismos der aislamiento reproductivo que actúan tras la formación del cigoto

pueden ser clasificados en diferentes categorías: inviabilidad, esterilidad y reducción de

ambas. Por ejemplo, los embriones de borrego y vaca mueren en estados incipientes de

desarrollo. La inviabilidad de los híbridos es común en plantas, cuyas semillas híbridas no

germinan.

Aislamiento geográfico

Ocurre cuando una barrera física, como una cadena de montañas, evita que los miembros

de dos poblaciones puedan tener contacto unos con otros. Por lo tanto, no es posible el

cruce entre dos poblaciones.

Tema 3. Evidencias de la evolución Como ya hemos visto, los organismos han cambiado a través del tiempo debido a la acción

de varios factores, como son la selección natural y las variaciones dentro de una especie. Ahora, es momento de conocer las evidencias en las que se fundamentan las teorías que

explican este fenómeno.

Fósiles: son restos de organismos, tanto animales como plantas, que vivieron en épocas

geológicas pasadas y que constituyen una evidencia directa de la evolución. La ciencia que

se dedica a su estudio es la paleontología. Generalmente los fósiles se encuentran en rocas

sedimentarias. Los fósiles más antiguos que se conocen pertenecen a bacterias de ambiente acuático, encontrados en rocas que pueden llegar a tener más de 3.000 millones

de años.

Fósiles vivientes: son criaturas vivas actualmente y que son idénticas a fósiles de hace millones de años. Junto con los fósiles, constituyen una evidencia directa de la evolución.

Algunos ejemplos incluyen, el pez Celacanto (340 millones de años), los árboles Gingko

(125 millones de años), cocodrilos (140 millones de años), cangrejos de herradura (200

millones de años) y la lagartija tuatara (200 millones de años), entre otros. Pruebas biogeográficas: las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la

existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan

lugares relacionados entre sí por su proximidad, situación o características. La prueba

evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se

adaptaban a las condiciones de un lugar concreto. Por ejemplo, los pinzones de las islas

Galápagos que fueron estudiados por Darwin. Embriología comparada: durante el desarrollo embrionario de diferentes grupos de

organismos, como son: un pez, un anfibio, un reptil, un ave y un mamífero, podemos

observar que entre más temprano sea el desarrollo, más parecido estructural tienen. Así,

el embrión humano presenta agallas no funcionales en etapas tempranas del desarrollo, que son vestigios de nuestro parentesco con los peces.

Anatomía comparada: constituye una evidencia indirecta de la evolución. Cuando

comparamos órganos o estructuras entre organismos de diferentes grupos encontramos que hay dos tipos de órganos:

Órganos homólogos: tienen una misma estructura pero diferentes

funciones. Por ejemplo: el brazo del humano, la pata de un caballo. El ala

de un murciélago y la aleta de una ballena. Todos tienen estructura semejante, pero sus funciones son diferentes, la aleta es para nadar, el ala

para volar, la pata para sostenerse y el brazo para mover y manipular

objetos.

Órganos análogos: tienen la misma función pero diferente estructura. Por

ejemplo: el topo tiene patas con pezuñas diseñadas para cavar

rápidamente, y el grillotopo, tiene quelíceros modificados en estructuras parecidas a las pezuñas de los topos, que también le sirven para cavar.

Bioquímica comparada: esta evidencian indirecta de la evolución, compara la composición química de los diferentes organismos. De esta manera se ha encontrado que todos los

seres vivos estamos formados por las mismas moléculas, por ejemplo, casi todos tenemos

ADN.

Pruebas genéticas: esta evidencia indirecta, muestra que todos los organismos compartimos genes, en menor o mayor proporción. Los humanos y el chimpancé,

compartimos cerca del 85% de los genes. Entre más porcentaje de genes se compartan,

mayor es el parentesco.

Cierre de la unidad Podemos recapitular esta unidad mencionando lo siguiente:

cuál era el origen de las diferentes especies, incluyendo la humana.

el material hereditario que nos permite evolucionar como seres vivos.

Existen múltiples evidencias que fundamentan la teoría evolutiva, con la observación de

las especies y su entorno se pudo recuperar las pruebas necesarias para afirmar que los seres vivos nos encontramos en constante cambio.

Cierre del módulo En este módulo aprendiste tres ideas centrales.

1. Existieron diversos debates sobre el origen de la vida y se siguen comprobando hipótesis

que sustentan la teoría del big bang como el parte aguas de la vida del universo.

2. Las células fueron evolucionando hasta convertirse en organismos a través de miles de

años de evolución en la tierra.

La teoría de la evolución que, aunque fue muy criticada por la comunidad religiosa, es una

de las teorías que mejor están fundamentadas en la adaptación, mutación y evolución de

las especies.