materia de biología
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA
Calidad, Pertinencia y Calidez
PRIMER SEMESTRE/2014
PROYECTO DE VIDA
ESTUDIANTE:
DAYANA MARÍN VÉLEZ
ÁREA:
SALUD
ASIGNATURA:
BIOLOGÍA
PARALELO:
V02
EL ORO – MACHALA
BIOLOGÍA POR TEMAS UNIDAD 1
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA
1. Organización y evolución del universo. (qué edad tiene el
universo),
La teoría del Big Bang o gran explosión.
Teoría evolucionista del universo.
Teoría del estado invariable del universo.
Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y
científico.
Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar,
planetas y sus satélites.
Edad y estructura de la tierra.
Materia y energía,
Materia: propiedades generales y específicas; estados de la
materia.
Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía.
Teoría de la relatividad.
2. Origen y evolución de la vida y de los organismos.
Creacionismo
Generación espontánea (abiogenistas).
Biogénesis (proviene de otro ser vivo).
Exogénesis (panspermia), (surgió la vida en otros lugares del
universo u otros planetas y han llegado a través de meteoritos
etc.)
Evolucionismo y pruebas de la evolución.
Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)
Condiciones que permitieron la vida.
Evolución prebiótica.
Origen del oxígeno en la tierra.
Nutrición de los primeros organismos.
Fotosíntesis y reproducción primigenia.
3. La Biología como ciencia.
Historia de la biología.
Ciencias biológicas, (conceptualización).
Subdivisión de las ciencias biológicas.
Relación de la biología con otras ciencias.
Método científico. Procesos del pensamiento sistemático y de
inducción y deducción.
Nomenclatura de las unidades biológicas.
4. Diversidad de organismos, Clasificación y características de los
seres vivos.
Diversidad de organismos,
Clasificación y características de los seres vivos.
5. El medio ambiente y relación con los seres vivos.
El medio ambiente y relación con los seres vivos.
Límites y Factores:
Temperatura luz, agua, tipo de suelo, presión del aire, densidad
poblacional, habitad y nicho ecológico.
Naturaleza de las moléculas biológicas (niveles de organización
de la materia viva).
Niveles de organización de la materia viva: subatómico, atómico
molecular celular, pluricelular. Organización ecológica:
población, comunidad, ecosistema, biosfera.
UNIDAD 2
BASES QUÍMICAS DE LA VIDA
6. BIOELEMENTOS
BIOELEMENTOS PRIMARIOS
(C,H,O,N)
BIOELEMENTOS SECUNDARIOS
INDISPENSABLES
(S, P, Na, K, Cl, Mg, Ca)
VARIABLES
(Br, Ti, V, Pb,)
OLIGOELEMENTOS
(Fe, Cu, Mn, I, F, Co, Si Cr, Zn, Li, Se Mo)
7. BIOMOLÉCULAS
INORGANICAS
EL AGUA
SALES MINERALES
OGANICAS
GLUCIDOS o CARBOHIDRATOS o HC o AZUCARES
o MONOSACARIDOS
o DISACARIDOS
o POLISACARIDOS
LIPIDOS
PROTEINAS
o HOLOPROTEINAS
o HETEROPROTEINAS
VITAMINAS
o Liposolubles
(A, D, E, K)
o Hidrosolubles
(B1, B2, B6, B12, C)
ENZIMAS
ACIDOS NUCLECOS
o ADN
o ARN
RNA(m)
RNA(r)
RNA(t)
UNIDAD 3
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA CELULAR.
8. Citología, Teoría celular.
Definición de la célula.
Teoría celular: reseña histórica y postulados.
9. El microscopio y sus aplicaciones
Características generales del microscopio
Tipos de microscopios.
Observación de las células.
10. Organización Estructural y funcional de las células.
Características generales de las células
Células eucariotas y procariotas, estructura general (membrana,
citoplasma y núcleo).
Diferencias y semejanzas
11. Multiplicación de las células.
Ciclo celular, mitosis importancia de la mitosis.
12. Tejidos.
Tejidos enumerarlos y algunas características de los tejidos
epitelial, conjuntivo, muscular y nervioso.
UNIDAD 1
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA
ORIGEN DE LA VIDA
Teoría del creacionismo: El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente. Hay diferentes visiones del creacionismo, pero dos escuelas principales sobresalen: el creacionismo religioso y el diseño inteligente. Tipos de creacionismo: El creacionismo religioso es la creencia que el universo y la vida en la tierra fueron creados
por una deidad todopoderosa. Esta posición tiene un fundamento profundo en las escrituras, en la que se basan los pensamientos acerca de la historia del mundo. Dentro del campo creacionista se hallan los que creen en una tierra joven y los que creen en una tierra antigua.
El Diseño Inteligente (DI) infiere que de las leyes naturales y mero azar no son adecuados para explicar el origen de todo fenómeno natural. No es dirigido por una doctrina religiosa, ni hace suposiciones de quién el Creador es. El DI no usa textos religiosos al formar teorías
acerca del origen del mundo. El DI simplemente postula que el universo posee evidencia de que fue inteligentemente diseñado.
El Creacionismo extraterrestre cree que el mundo fue creado por una raza extraterrestre que vinieron a ser adorados por los hombres como dioses y descrito en antiguos textos religiosos. Teoría de la evolución: La teoría de la evolución es una explicación al proceso por el cual las especies cambiamos con las generaciones. La teoría científica de la evolución ya había sido formulada previamente, sin embargo, Charles Darwin le dio una vuelta de hoja y la popularizó con la publicación de su libro ‘El origen de las especies’, de 1859, en el que se formula que todos estamos emparentados entre nosotros, por descender de antepasados comunes. Enfrentada desde siempre con el ‘creacionismo fijista’, la teoría de la evolución ha tenido que enfrentarse a los diferentes dogmas religiosos e incluso, a día de hoy, su difusión sigue siendo obstaculizada en ciertas partes de Estados Unidos. Uno de los primeros pensadores en hablar sobre la posible evolución de las especies fue Anaximandro de Mileto, en el siglo VI a. C., aunque, como ya hemos comentado, la idea de la evolución de los seres vivos no había sido tomada en serio hasta los escritos de Darwin. La teoría de la evolución se resumiría en los siguientes puntos:
1) Las formas de vida evolucionan, no son estáticas, y unas especies se originan y otras se extinguen.
2) El proceso de evolución es gradual, por lo tanto, lento pero continuo.
3) Existe un origen único de la vida, del cual todos los organismos procedemos.
4) La selección natural explica el sistema evolutivo, es una supervivencia en la lucha por la
vida. Los individuos mejor dotados se adaptarán mejor a su medio ambiente y tendrán más posibilidades de sobrevivir en él.
Teoría cosmogónica o panspermia: Según esta hipótesis, la vida se ha generado en el espacio exterior y viaja de unos planetas a otros, y de unos sistemas solares a otros.
Dicha teoría se apoya en el hecho de que las moléculas basadas en la química del carbono,
importantes en la composición de las formas de vida que conocemos, se pueden encontrar en
muchos lugares del universo. El astrofísico Fred Hoyle también apoyó la idea de la panspermia por
la comprobación de que ciertos organismos terrestres, llamados extremófilos, son
tremendamente resistentes a condiciones adversas y que eventualmente pueden viajar por el
espacio y colonizar otros planetas.
La panspermia puede ser de 2 tipos:
Panspermia interestelar: Es el intercambio de formas de vida que se produce entre
sistemas planetarios.
Panspermia interplanetaria: Es el intercambio de formas de vida que se produce entre
planetas pertenecientes al mismo sistema planetario.
La explicación más aceptada de esta teoría para explicar el origen de la vida es que algún ser vivo
primitivo (probablemente alguna bacteria) viniera del planeta Marte (del cual se sospecha que
tuvo seres vivos debido a los rastros dejados por masas de agua en su superficie) y que tras
impactar algún meteorito en Marte, alguna de estas formas de vida quedó atrapada en algún
fragmento, y entonces se dirigió con él a la Tierra, lugar en el que impactó. Tras el impacto dicha
bacteria sobrevivió y logró adaptarse a las condiciones ambientales y químicas de la Tierra
primitiva, logrando reproducirse para de esta manera perpetuar su especie. Con el paso del
tiempo dichas formas de vida fueron evolucionando hasta generar la biodiversidad existente en la
actualidad.
Teoría de la evolución química y celular: Mantiene que la vida apareció, a partir de materia inerte, en un momento en el que las condiciones de la tierra eran muy distintas a las actuales y se divide en tres.
Evolución química. Evolución prebiótica. Evolución biológica.
La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace 3.000 a 4.000 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose.
Teoría de la generación espontánea: La teoría de la generación espontánea consistía en la creencia (por parte de los científicos y el resto de las personas) de que las formas de vida podían emerger de objetos inanimados e inclusive de otros tipos de especies vivas. Estoy ampliamente seguro que cualquier persona que hoy en día esté leyendo este artículo es consiente que una forma de vida tanto animal como vegetal sólo puede provenir de otra forma de vida de su misma especie. Lo curioso es que la teoría de la generación espontánea fue apoyada durante varios siglos, desde aproximadamente el siglo IV A.C hasta finales del siglo XIX D.C., cuando fue substituida por la Biogénesis. Teoría abiogénesis: La Abiogénesis es el nombre de la teoría que la cual postula que la vida puede tener origen a partir de materia inerte. Como ya dijimos esta teoría fue sostenida desde los tiempos de la antigua Grecia hasta hace algunos siglos. Aristóteles sostenía que la vida podía dar origen a partir de los cuerpos sin vida de otros animales, o inclusive el polvo o el barro.
ORIGEN DEL UNIVERSO
La teoría del BIG BANG o gran explosión:
supone que, hace entre 12.000 y 15.000
millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona
extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía
en todas direcciones.
Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en
algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde
entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
Esta teoría se basa en observaciones rigurosas
y es matemáticamente correcta desde un
instante después de la explosión, pero no tiene
una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".
La teoría inflacionaria: de Alan Guth intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa
en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.
Supone que una fuerza única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen
al Universo.
El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de
que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.
No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de materia en el vacío, porque en
este punto se concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera"
ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el Universo.
La teoría creacionista: Es que "Dios" aparto el agua así quedándose libre la tierra aunque es
aceptable que el universo ya existía antes de la aparición de la tierra , ya conformado la tierra, fue
creando las especies, los seres vivos entre ellos los animales pronto aparece el
hombre como producto de la misma.
Teoría de estado invariable del universo: De acuerdo con la teoría del estado estacionario, la
disminución de la densidad que produce el Universo al expandirse se compensa con una creación
continua de materia. Debido a que se necesita poca materia para igualar la densidad del Universo .
átomos de hidrógeno por cada m³ por cada 1.000 millones de años, esta Teoría no se ha podido
demostrar directamente.
La teoría del estado estacionario: Surge de la aplicación del llamado principio cosmológico
perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en
cualquier lugar del espacio. La versión perfecta de este principio incluye el tiempo como variable
por lo cual el universo no solamente presenta el mismo aspecto desde cualquier punto sino
también en cualquier instante de tiempo siendo sus propiedades generales constantes tanto en el
espacio como en el tiempo.
Origen del oxígeno en la tierra Se supone que el oxígeno de la atmósfera tiene origen fotosintético. En la atmósfera primitiva no había oxígeno, y los primeros fotosintetizadores lo generaron. Pero, no existen organismos fotosintetizadores anaerobios, ya que tanto las plantas y algas como las cianobacterias respiran con oxígeno cual la energía solar excita electrones que son usados para formar enlaces de alta energía en moléculas orgánicas. Estos electrones provienen de una molécula dadora de electrones; que hoy en día es el agua, pero no siempre fue así. Se cree que en un comienzo, la fotosíntesis se realizaba usando el H2S como dador de electrones, siendo el producto de desecho el azufre elemental presente en la Tierra.
Con el tiempo, apareció la fotosíntesis tal y como la conocemos, en que la molécula dadora de electrones para el proceso fotosintético es el agua, H2O. Pero este organismo fotosintético que usa el agua como fuente de electrones es aún anaerobio, es decir, no utiliza el oxígeno, luego no hace respiración celular. Esto es posible ya que en la fotosíntesis libera ATP (que es utilizado para la síntesis de moléculas orgánicas, pero no todo: se produce más ATP del usado en esta síntesis. Además, por la vía glicólitica podían también obtener energía de los azucares. Por tanto, los primeros organismos fotosintéticos fueron anaerobios. Un organismo que, dado que ahora había más concentración de oxígeno, fue capaz de utilizar este oxígeno para degradar los productos de alta energía que antes quedaban solo a medio consumir por la vía anaerobia. Teoría sobre el origen del oxígeno molecular en la Tierra: Para este caso, existe una sola teoría
general aceptada —aunque todavía bajo discusión— entre los científicos, la cual plantea que el
oxígeno molecular en la Tierra se originó a partir de la fotosíntesis de las cianobacterias
ancestrales. Antes de desarrollar esta teoría es importante repasar el origen del elemento oxígeno
en la Tierra.
El átomo de oxígeno fue uno de los primeros en formarse en el proceso de evolución química, sin
embargo la forma diatómica molecular (O2) tardaría en aparecer porque la mayor parte del
oxígeno se encontraba asociado a otros elementos (H, C, N, metales, etc.), y en este estado no era
reactivo ni podía ser usado como aceptor final de electrones en las cadenas metabólicas.
Para describir el modelo de las cianobacterias, es necesario situarse en un planeta Tierra que ya
posee grandes cantidades de agua, donde habitan microorganismos heterótrofos y fotosintéticos
distribuidos en diferentes profundidades, y por lo tanto con diferentes características ecológicas.
En este planeta primitivo ya existía una atmósfera de carácter fuertemente reductor (totalmente
reductor), debido a la heterogeneidad de la mezcla gaseosa que la componía, en la cual los
procesos metabólicos eran simples, anaerobios y de baja eficiencia energética. Las cianobacterias
son un grupo de microorganismos procariotas fotosintéticos, cercano a las algas (bajo algunas
clasificaciones se encuentran clasificadas como algas verde azules) por la presencia de pigmentos
fotosintéticos clorofílicos que, mediante la acción de la luz, catalizan la siguiente reacción:
Luz nCO2 + nH2O > (HCHO)n + nO2
Esta reacción muestra el origen del oxígeno molecular a partir de la ruptura de las moléculas de
agua, y de esta forma se fue aportando —durante millones de años— el O2 a la atmósfera,
incrementando su concentración hasta cambiar su carácter de reductora a oxidante. Si bien la
teoría de las cianobacterias plantea que este mecanismo fue el responsable de la presencia del O2
en la atmósfera, evidencias experimentales han mostrado que puede no ser el único: la incidencia
de la radiación ultravioleta produce la foto degradación de la molécula de agua, que genera una
cierta porción de oxígeno molecular, sin embargo ésta no debió ser muy significativa porque la
longitud de onda necesaria para la foto degradación del agua (ë < 210 nm) es la misma que
absorbe el oxígeno, y por lo tanto la reacción se detiene en poco tiempo.
La capa de ozono en la Tierra se formó como consecuencia de la aparición del oxígeno molecular
atmosférico, puesto que las moléculas de oxígeno que se encontraban a mayor altura fueron
alcanzadas por la radiación ultravioleta produciendo una molécula triatómica de oxígeno (O3),
denominada ozono.
Nutrición de los primeros organismos.
Los primeros seres vivos eran Bacterias Anaerobias, capaces de vivir en ausencia de oxigeno (este gas aún no estaba en la atmosfera primitiva). Luego comenzó la evolución y la aparición de bacterias distintas, capaces de realizar fotosíntesis. Esta nueva función permití a a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la atmosfera y liberar oxigeno, y este, no se quedaba en la atmosfera, pues era absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se oxido todo el hierro de las rocas, el oxígeno pudo empezar acumularse en la atmosfera. Su concentración fue aumentando y el actual en las capas altas de la atmosfera se transformó en ozono, que tiene la capacidad de filtrar los rayos ultravioletas nocivos para los seres vivos. A partir de ese momento hay una verdadera explosión de vida. Los primeros organismos eucariotas aparecieron hace unos 1.600 millones de años y los primeros pluricelulares hace unos 670 millones. Cuando la capa de ozono alcanzo el espesor suficiente, los animales y vegetales pudieron abandonar la protección que proporcionaba el " MEDIO ACUATICO " y colonizar la tierra firme. En el Precambrico (1600 millones de años) aparecieron las primeras Algas -(Mar). El periodo cámbrico data de unos 570 millones de años, (aparecieron los primeros trilobites ( artropodos cuyo cuerpo estaba constituido por 3 partes, tórax, cabeza y cola ; algunas de estas extrañas especies tenían ojos complejos y su longitud variaba entre el 1/2 cm. hasta medir más de 60 cm.) y esponjas - ( Mar ).
En el Silurico (400 millones de años), los Corales - (Mar). En el Devonico (395 millones de años), Braquiópodos y Escualos - (Mar). Hasta ese entonces todas las plantas y animales vivían en el agua. La Historia, a través de estas innumerables edades, nos muestra un mundo maravilloso, que pugnaba por alcanzar las formas superiores del futuro... La Tierra no contaba gran cosa, lo que realmente importaba era el Mar..... y es que fue desde sus profundidades, donde se estaba gestando el vasto drama de la vida. La vida surgió del Mar.....y durante millones de años, el Mar fue su hogar.
BIOLOGÍA COMO CIENCIA.
Concepto: Es la ciencia que estudia a los seres vivos de una forma organizada sistematizada o
esquematizada.
Etimológicamente proviene de 2 voces griegas:
BIOS – VIDA
LOGO – ESTUDIO o TRATADO
Importancia: Porque estudia a los seres vivos, origen y propiedades, características de los
organismos individuales, interacción, reproducción, las leyes generales de la orgánica.
Nos hace comprender la responsabilidad que tenemos con el ambiente, las investigaciones que
nos hace ver especies de animales y plantas.
Desarrollo histórico de la biología.
La historia de la biología se divide en 3 etapas:
Etapa Milenaria:
En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano
productor de la seda China también ya tenían tratados de medicina
naturista y de acupuntura.
La antigua civilización Hindú, curaba sus pacientes basados en el
pensamiento racional, en la fuerza de la mente.
La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la agricultura basado en la mejora de la semilla y de la
producción, además conocían la Anatomía humana y las técnica de embalsamamiento de
cadáveres. En el III Milenio A.C. los egipcios ya tenían jardines botánicos y zoológicos para el
deleite de sus reyes y sus princesas.
Etapa Helénica:
Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano
y medio oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV A.C.
Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua.
Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la
primera Escuela de Medicina siendo su
figura más relevante
Hipócrates (S. V A.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de
Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.”
JURAMENTO HIPOCRATICO
"Juro por Apolo el Médico y Esculapio por Hygeia y Panacea y por todos los dioses y diosas,
poniéndolos de jueces, que éste mi juramento será cumplido hasta donde tengo poder y
discernimiento. A aquel quien me enseñó este arte, le estimaré lo mismo que a mis padres; él
participará de mi mantenimiento y si lo desea participará de mis bienes.
Consideraré su descendencia como mis hermanos, enseñándoles este arte sin cobrarles nada, si
ellos desean aprenderlo.
Instruiré por concepto, por discurso y en todas las otras formas, a mis hijos, a los hijos del que me
enseñó a mí y a los discípulos unidos por juramento y estipulación, de acuerdo con la ley médica, y
no a otras personas.
Llevaré adelante ese régimen, el cual de acuerdo con mi poder y discernimiento será en beneficio
de los enfermos y les apartará del prejuicio y el terror. A nadie daré una droga mortal aun cuando
me sea solicitada, ni daré consejo con este fin. De la misma manera, no daré a ninguna mujer
supositorios destructores; mantendré mi vida y mi arte alejado de la culpa.
No operaré a nadie por cálculos, dejando el camino a los que trabajan en esa práctica.
A cualesquier cosa que entre, iré por el beneficio de los enfermos, obteniéndome de todo error
voluntario y corrupción, y de la lasciva con las mujeres u hombres libres o esclavos.
Guardaré silencio sobre todo aquello que en mi profesión, o fuera de ella, oiga o vea en la vida de
los hombres que no deban ser públicos, manteniendo estas cosas de manera que no se pueda
hablar de ellas.
Ahora, si cumplo este juramento y no lo quebranto, que los frutos de la vida y el arte sean míos,
que sea siempre honrado por todos los hombres y que lo contrario me ocurra si lo quebranto y soy
perjuro."
La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién estudió algunos sistemas
anatómicos y clasificó a las plantas y animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió
su libro Historia de los Animales.
Aristóteles (384 – 322 a.C)
Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció
entre los años 300 y 30 a.C., encontraron los romanos
abundantes escritos de partes y estructuras anatómicas
realizadas con disecciones de cadáveres, sin duda fue una
investigación seria. Lamentablemente los romanos una vez
establecidos en Alejandría mediante “Decretos” prohibieron
toda investigación directa utilizando el cuerpo humano.
Etapa Moderna:
Con la creación de las Universidades en España, Italia,
Francia a partir del siglo XIV, los nuevos estudiantes de
medicina se vieron obligados a realizar disecciones de
cadáveres, se fundaron los anfiteatros en las Facultades
de Medicina, de donde surgieron destacados
anatomistas y fisiólogos:
Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–1564)Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562)
Fabricius (1537–1619), Harvey (1578–1657).Con el invento del microscopio a principios del siglo
XVII, se pudieron estudiar células y tejidos de plantas y animales, así como también los
microbios, destacan:
Robert Hooke (1635 - 1703), quien observó y grafico las cédulas (1665), Malpighi (1628 – 1694),
Graaf (1641 – 1673), Leeuwenhoek (1632 – 1723).
Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de
estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista
sueco Carlos Linneo (1707 - 1778) proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales,
llamo el sistema binomial escrito en latín clasico. También tenemos al biólogo francés Georges
Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomia y paleontología.
Después de unos 150 años de que Hooke, publicará su libro Micrographia, Bichat (1771 – 1802)
llegó a la conclusión de que las células forman los tejidos y los tejidos a las estructuras
macroscópicas. Hizo una lista de 21 tipos de tejidos en animales y en el hombre. Así mismo Mirbel
en 1802 y Dutrochert en 1824 confirmaron que los tejidos vegetales tienen base en sus propias
células.
El escocés botánico Robert Brown (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el
movimiento browniano.
El zoólogo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botánico alemán Mattias Schleiden (1804
- 1881) enunciaron la teoría celular.
Theodor Schuwann Mattias Schleiden
El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro Célular Patholog (1858), donde
propuso que toda celula viene de otra celula (ovnis cellula e cellula). Decubrió la enfermedad del
cáncer.
Rudolf Virchow Carlos Darwin
En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las
Especies, donde defendía la teoría de la evolución 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin
(1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la Evolución.
En el año 1865 el monje y naturalista austiaco Gregor Mendel (1882 - 1884) describió las leyes que
rigen la herencia biológica. En 1879 el citogenético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó
los cromosomas y descubrió las fases de la mitosis celular.
Gregor Mendel Walter Fleming
Etapa de la Biotecnología:
Actualmente a principios del siglo XXI, la Biología está desempeñando un papel fundamental en la
vida moderna.
Después del descubrimiento de la estructura del ADN por Watson y Crick en 1953 ha surgido la
Biología molecular, Biotecnología e Ingeniería Genética.
En el año 1985 se inició el Proyecto Genoma Humano con el objetivo de responder:
¿Cuáles son cada uno de los 40 mil genes de la especie humana?
¿A dónde se encuentra cada uno de los 40 mil genes?
¿Qué rol cumplen cada uno de los 40 mil genes?
En el año 2000 ya se había culminado con el borrador del Proyecto. Estos días (2007) ya todo está
culminado inclusive se está trabajando con el genoma de los animales.
Los científicos han encontrado que el 99,99% de los genes son idénticos
para todos los seres humanos, la variación de una persona y otra es de
solo 0,01%. Es por esa razón para que en la prueba biológica del ADN, es
positivo cuando la relación entre los dos individuos pasa del 99,99%.
El 98% de los genes del Chimpancé, por ejemplo son idénticos a los
seres humanos, pero nadie duda que un mono y una persona sean
diferentes. Así mismo el 30% de los genes de las ratas son idénticos a los
genes humanos.
Recientemente la aplicación de la Biología en otras ciencias ha llegado a modificar las estructuras
de dichas ciencias, por ejemplo en el Perú con la aplicación de la prueba biológica (ADN) ley No.
27048, ha influido decisivamente en el Derecho Civil, y ya es tiempo que incluyan los legisladores
nuevas normas en el Código Civil acerca de:
La fecundación en laboratorio o In vitro.
La inseminación artificial humana homóloga y heteróloga
La fecundación e inseminación post morten.
El alquiler de vientre uterino.
El congelamiento de espermatozoides, óvulos y embriones.
La determinación de la maternidad y de la paternidad en los casos de fecundación asistida.
La clonación humana y si el clon es descendiente o copia.
Los abortos.
Los trasplantes de órganos y donación en vida.
Subdivisión de las ciencias biológicas.
Relación de la biología con otras ciencias:
ESPECIAL
-Entologia Insectos
- Helmintología Gusano
- Ictiología Peces
Zoología - Hepetologia Anfibios, Reptiles
- Ornitología Aves
- Mastozoología Mamíferos
- Antropología Hombre
- Ficología Algas
-Briología Musgos
Botánica -Pterielogía Helechos
-Fanerógama Plantas con semillas
-Criptogámicas Plantas sin semillas
-Virología Virus
Microbiología -Bacteriología Bacterias
-Protistas Protozoarios
Micología -Hongos
GENERAL
-Bioquímica Química de la vida
-Citología Célula
-Histología Tejidos
-Anatomía Órganos
-Fisiología Función
-Taxonomía Clasificación
-Biogeografía Distribución geográfica
-Paleontología Fósiles
-Fitología Desarrollo de las especies
-Genética Herencia
APLICADA
-Medicina Aplicación de medicamentos -Farmacia Elaboración de fármacos
Atomo
Molecula
Celula
Tejido
Organo
Aparato
Sistema
Ser vivo
-Agronomía Mejoramiento en la agricultura
Organización de los seres vivos (pirámide de la org. seres vivos célula. Ser vivo)
DIVERSIDAD DE ORGANISMOS, CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.
Especie.- Grupo de seres vivos que son físicamente similares y que pueden reproducirse entre sí.
Produciendo hijos fértiles.
- Reino Mónera Bacterias
- Reino Protista Algas
REINOS - Reino Fungí Setas
- Reino Vegetal Limón
- Reino Animal Chimpancé
¿Por qué los hongos no pertenecen al reino vegetal?
Son un grupo de organismos que incluyen a mohos, zetas, levaduras.
No tienen clorofila y no hacen la fotosíntesis, son heterótrofos, se reproducen por esporas.
EL MEDIO AMBIENTE Y SU REALCIÓN CON LOS SERES VIVOS
Ecología: Proviene de dos voces griegas:
OIKOS: casa LOGOS: tratado o estudio Ecología es la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente y también el
ecosistema.
El ecosistema es una unidad de funcionamiento de la Naturaleza formada por las condiciones ambientales de un lugar, la comunidad que lo habita y las relaciones que se establecen entre
ellos.
Ernst Haeckel, científico alemán del siglo XIX, que fue quien inventó el término Ecología, la definió
como la ciencia que se ocupa del estudio de los seres vivos, tal y como se encuentran en las
condiciones naturales en los lugares donde habitan.
El Medio Ambiente: Es el conjunto de todos los factores y circunstancias que existen en el lugar
donde habita un ser vivo y con los que se halla en continua relación.
Existen tres tipos de medios ambientales: terrestre, aéreo y acuático.
El Habitad: Es conjunto de lugares geográficos que poseen las condiciones ambientales adecuadas
para que una especie de ser vivo habite en ellos.
Factores abióticos: Son las características físicas y químicas del medio ambiente. Son diferentes de
unos medios ambientes a otros y pueden variar a lo largo del tiempo. Influyen en los seres vivos,
que, para sobrevivir mejor, adquieren adaptaciones a ellos. Son ejemplos de factores abióticos la
temperatura, la humedad, la cantidad de luz, la salinidad, la composición del suelo, la abundancia
de oxígeno, etc.
Factores abióticos Terrestres:
a) Temperatura.- La temperatura varía en función de la hora del día, de la estación, de la
latitud y de la altitud. Así, en invierno suele hacer más frío que en verano, en los Polos más
frío que en el Ecuador y en la montaña más frío que en el valle.
b) Humedad.- La cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma
absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad
relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la
cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para
saturarse a idéntica temperatura.
c) Luz.- resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente
suministra la energía necesaria para la vida.
Los Factores Abióticos Del Medio Acuático:
Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto.
a) Salinidad.- Es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona
el in- tercambio hídrico de los organismos con su medio externo.
b) Luz.- como en el medio terrestre, es indispensable directa o indirectamente de los
ecosistemas acuáticos. El agua actúa como un filtro absorbiendo las radiaciones luminosas
de forma desigual
c) Los animales acuáticos respiran el oxígeno disuelto en el agua. Este oxígeno puede
proceder del producido por las algas, pero en su mayoría proviene del aire por disolución a
través de la superficie.
Los Seres Vivos En El Ecosistema
Población: Al conjunto de organismos de la misma especie que comparten un espacio
determinado.
Comunidad o biocenosis: Al conjunto de poblaciones de distintas especies que comparten un
espacio determinado.
Especie: Se considera que dos organismos pertenecen a la misma especie cuando comparten
rasgos comunes y son capaces de reproducirse entre sí produciendo descendencia fértil.
Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Población
Un factor ambiental biótico es toda relación entre los organismos que conviven en un ecosistema.
Se les puede clasificar en intraespecíficas, si se establecen entre miembros de una misma
población (una misma especie), e interespecíficas, si se establecen entre organismos de especies
distintas.
La competencia intraespecífica
Competencia: Es una relación entre individuos encaminada a la obtención de un mismo recurso. El
efecto de la competencia se traduce siempre por un efecto negativo sobre la fecundidad y la
supervivencia. Así, por ejemplo, las liebres de una zona superpoblada, que compiten por comer
hierba.
Las asociaciones intraespecíficas.
Son relaciones encaminadas a la mejor obtención de un objetivo común, generalmente, el cuidado
de la prole, la defensa o el reparto del trabajo. Hay diferentes tipos:
Familiar: Formada en general por individuos emparentados entre sí, generalmente los
progenitores y sus crías. Facilita la procreación y el cuidado de las crías, aunque también sirve para
la defensa común o incluso la cooperación en la obtención de alimento (caza). Hay muchos tipos:
Macho, hembra y crías, como en el caso de las cigüeñas.
Hembra y crías, como en el caso de los ciervos.
Macho, hembras y crías, como en el caso de los leones.
Hembras (emparentadas) y crías, como en el caso de los Elefantes.
Gregaria: Formada por individuos no necesariamente emparentados que se reúnen para obtener
un beneficio mutuo de diversa índole: búsqueda de alimento, defensa, migraciones, etc. Es el caso
de las bandadas de aves o rebaños de mamíferos migratorios, los bancos de peces, etc.
Colonial: Formadas por individuos procedentes por gemación de un único progenitor y
permanecen unidos toda la vida. Hay distintos tipos de individuos especializados en diferentes
funciones. Es típica de los corales, gorgonias y de algunos pólipos flotantes como la carabela
portuguesa.
Estatal: Formada por individuos descendientes de una única pareja reproductora (denominados
generalmente rey y reina). Presentan diferenciación en distintos tipos de individuos (cas- tas)
especializados en diferentes tipos de trabajo y general- mente estériles. Es típica de hormigas,
abejas, termitas y algunas avispas.
Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Biocenosis.
Depredación: Consiste en una relación en la que un organismo, el depredador, se alimenta de otro
organismo vivo, la presa. Esta definición excluye a los consumidores de materia orgánica muerta,
sean resto o cadáveres, ya que en estos casos no se establece ninguna relación. Se puede hacer
una distinción:
Depredadores verdaderos: matan y consumen total o parcialmente a sus presas. Son lo que se
entiende en lenguaje corriente por “depredadores” e incluye a lobos, leones, orcas, arañas, pero
también a los roedores granívoros y a las plantas carnívoras.
Ramoneadores: consumen porciones de su presa que se restablecen con el tiempo. No suelen
causar la muerte de su presa. Pertenecen a este grupo la mayor parte de los herbívoros, los
pulgones que se alimentan de fluidos vegetales, las mariposas, etc.
Estrategias del depredador frente a su presa:
La mayoría de los depredadores verdaderos se valen de su habilidad, fuerza o astucia para atrapar
a sus presas. En ocasiones forman grupos para la caza (leones, lobos, hormigas, etc.) con lo que
consiguen vencer a presas de mayor tamaño y asegurar el éxito de la caza, así como una mejor
defensa contra los carroñeros que podrían arrebatársela.
Hay que señalar que, aunque la depredación es evidentemente perjudicial para la presa, se
considera beneficiosa para la población a la que pertenece, porque los depredadores suelen
cazar a los individuos viejos o enfermos.
Estrategias de la presa frente al depredador
Esencialmente lo consiguen mediante tres mecanismos:
Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten un rápido desplazamiento.
Defenderse: mediante la adquisición de revestimientos protectores (tortugas, cangrejos, almejas) u órganos defensivos (cuernos en los toros o ñus, espinas en los erizos, estructuras tóxicas o venenosas en ortigas, medusas o ciertas ranas tropicales, etc.).
Esconderse: fenómeno llamado mimetismo y del que existen varios tipos:
Mimetismo críptico: Por el cual el ser vivo adopta un aspecto que les permite pasar desapercibidos respecto al entorno (insectos palo, lenguados o pulpos que adoptan la coloración del fondo, camaleones que cambian de color, etc.
Mimetismo aposemático: En el que las presas adoptan aspectos que los hacen parecerse a otras especies más peligrosas (mariposas u orugas que tienen dibujados “ojos” que asustan a sus depredadores, anfibios o insectos que imitan la forma de otras especies peligrosas o ve- nenosas).
Parasitismo: El parasitismo es un tipo de simbiosis sensu lato, una estrecha relación en la cual uno
de los participantes, (el parásito) depende del otro (el hospedero u hospedador) y obtiene algún
beneficio, lo cual no necesariamente implica daño para el hospedero. El parasitismo puede ser
considerado un caso particular de depredación. Los parásitos que viven dentro del huésped u
organismo hospedador se llaman endoparásitos y aquéllos que viven fuera, reciben el nombre de
ectoparásitos. Un parásito que mata al organismo donde se hospeda es llamado parasitoide.
Algunos parásitos son parásitos sociales, obteniendo ventaja de interacciones con miembros de
una especie social, como son los áfidos, las hormigas o las termitas.
Mutualismo: Es una relación en la que dos especies se asocian con beneficio mutuo. La intensidad de la asociación es muy variable. Existen mutualismos en los que el grado de cooperación es tan grande que las especies ya no pueden vivir separadas: se habla entonces de simbiosis.
El pez payaso y la anémona conviven: el pez es inmune a las células urticantes de la anémona y consigue protección frente a sus depredadores; la anémona en principio es indiferente, pero probablemente se vea beneficiada porque otras posibles presas pueden acercarse a ella como el pez payaso. Las abejas y las flores se benefician mutuamente: las abejas consiguen alimento con el néctar y parte del polen de la flor, a cambio actúan como transportistas de polen entre flores.
Inquilinismo y comensalismo: Son relaciones muy similares entre sí en las que una especie se beneficia y la otra resulta indiferente. Se suele hablar de comensalismo si la relación es alimenticia y de inquilinismo si la relación está en relación con el hábitat.
La relación del buitre con los grandes carnívoros es un comensalismo: los buitres aprovechan los restos de las presas de los predadores una vez que éstos se han marchado.
Los tiburones suelen nadar rodeados por un cortejo de peces que se aprovechan de los restos de su comida (comensales); algunos, incluso, (rémoras) se adhieren al cuerpo del tiburón y se dejan transportar: éste sería un caso de inquilinismo.
Ecosistema: Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de
organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es
una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los
ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los
organismos dentro del sistema.1 También se puede definir así: «Un ecosistema consiste de la
comunidad biológica de un lugar y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente
abiótico.
El ecosistema es el conjunto de especies de un área determinada que interactúan entre ellas y con
su ambiente abiótico; mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la
simbiosis, y con su ambiente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de
nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales
dependen unas de otras. Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de
materia y energía del ecosistema.
Pirámides tróficas: La pirámide trófica es una forma especialmente abstracta de describir la circulación de energía en la biocenosis y la composición de ésta. Se basa en la representación desigual de los distintos niveles tróficos en la comunidad biológica, porque siempre es más la energía movilizada y la biomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico.
Pirámide de energía en una comunidad acuática. En ocre, producción neta de cada nivel; en azul, respiración; la suma, a la izquierda, es la energía asimilada.
Pirámide de energía: En teoría, nada limita la cantidad de niveles tróficos que puede sostener una cadena alimentaria sin embargo, hay un problema. Solo una parte de la energía almacenada en un nivel trófico pasa al siguiente nivel. Esto se debe a que los organismo usan gran parte de la energía que consumen para llevar a cabo sus procesos vitales, como respiración, movimiento y reproducción. El resto de la energía se libera al medio ambiente en forma de calor: Solo un 10% de la energía disponible dentro de un nivel trófico se transfiere a los organismos del siguiente nivel trófico. Por ejemplo un décimo de la energía solar captada por la hierba termina almacenada en los tejidos de las vacas y otros animales que pastan. Y solo un décimo de esa energía, es decir, 10% del 10%, o 1% en total, se transfiere a las personas que comen carne de vaca.
Pirámide de biomasa: la cantidad total de tejido vivo dentro de un nivel trófico se denomina biomasa. La biomasa suele expresarse en término de gramos de materia orgánica por área unitaria. Una pirámide de biomasa representa la cantidad de alimento potencial disponible para cada nivel trófico en un ecosistema.
Pirámides de números: las pirámides ecológicas también pueden basarse en la cantidad de organismos individuales de cada nivel trófico. En algunos ecosistemas, como es el caso de la pradera, la forma de la pirámide de números es igual a las pirámides de energía y biomasa. Sin embargo, no siempre es así. Por ejemplo, en casi todos los bosques hay menos productores que consumidores. Un árbol tiene una gran cantidad de energía y biomasa, pero es un solo organismo. Muchos insectos viven en el árbol, pero tienen menos energía y biomasa.
También se suele manifestar este fenómeno indirectamente cuando se censan o recuentan los individuos de cada nivel, pero aquí las excepciones son más frecuentes y tienen que ver con las grandes diferencias de tamaño entre los organismos y con los distintos tiempos de generación, dando lugar a pirámides invertidas. Así en algunos ecosistemas los miembros de un nivel trófico pueden ser mucho más voluminosos y/o de ciclo vital más largo que los que dependen de ellos. Es el caso que observamos por ejemplo en muchas selvas ecuatoriales donde los productores primarios son grandes árboles y los principales fitófagos son hormigas. En un caso así el número más pequeño lo presenta el nivel trófico más bajo. También se invierte la pirámide de efectivos cuando las biomasas de los miembros consecutivos son semejantes, pero el tiempo de generación
es mucho más breve en el nivel trófico inferior; un caso así puede darse en ecosistemas acuáticos donde los productores primarios son cianobacterias o nano protistas.
Relación entre la energía y los niveles tróficos
En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos.
Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor.
Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una red trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina la entropía.
Las plantas obtienen la energía directamente del Sol por medio de la fotosíntesis. Los animales obtienen la energía a partir del alimento que ingieren, sea vegetal o animal. Mediante la respiración, tanto las plantas como los animales aprovechan la energía, pero disipan parte de ella en forma de calor, que pasa al medio externo. Por tanto, el flujo de energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional.
UNIDAD 2
BASES QUÍMICAS DE LA VIDA
Toda la materia viva está compuesta por H2O de un 70% a 80% del peso celular, bioelementos
primarios como C-H-O-N-S-P, imprescindibles para formar los principales tipos de moléculas
biológicas.
Glúcidos
Proteínas
Carbohidratos
Ácidos Nucleicos
Bioelementos secundarios como: CA, NA, Cl, K, Mg, Fe entre otros.
Bioelementos o elementos biogenéticos:
Biogénesis propio de 2 voces griegas Bios= Vida, Génesis= Origen, a los cuales se les pueden dividir
en primarios, secundarios y oligoelementos.
PRIMARIOS: Son básicos para la vida forman moléculas como glúcidos, proteínas, carbohidratos,
ácidos nucleicos y son el C-H-O-N-S-P.
Carbono (C): Se encuentra libre en la naturaleza en 2 formas alotrópicas, cristalinas bien definidas
(Diamante y grafito), además forma parte de compuestos inorgánicos y orgánicos como la glucosa
C6H12O6. Proporción: 20%
Hidrogeno (H): Es un gas incoloro, inodoro e insípido y más ligero que el aire, es muy activo
químicamente H-O-H. Proporción: 10%
Oxigeno (O): Es un gas muy importante para la mayoría de los seres vivos para la respiración, se
encuentra en una proporción del 65% en la sustancia fundamental del ser vivo.
Nitrógeno (N): Forma el 3% de la sustancia fundamental del ser vivo, es el componente
fundamental de los aminos ácidos y los ácidos nucleicos es decir participan en la constitución del
ADN.
Azufre (S): Se encuentra de forma nativa en regiones volcánicas.Elemento químico esencial para
todos los organismos necesarios para muchos aminoácidos y por lo tanto también para las
proteínas.
Fosforo (P): Forma la base de 1 gran número de compuestos de los cuales los más importantes son
los fosfatos. En todas las formas de vida estos desempeñan un papel fundamental.
SECUNDARIOS.- Son aquellos cuya concentración en las células es entre 0.05 y 1% se dividen en
indispensables, variables y oligoelementos.
Sodio (Na): Necesarios para la contracción muscular.
Potasio (K): Necesario para la conducción nerviosa.
Cloro (Cl): Necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluidos intersticial.
Calcio (Ca): Participa en la construcción del musculo, en la coagulación de la sangre, en la
permeabilidad de la membrana y en el desarrollo de los huesos.
Magnesio (Mg): Forma parte de muchas enzimas de la clorofila, interviene en síntesis y
degradación del ATP, replicación del ADN, síntesis del ARN, etc.
OLIGOELEMENTOS: Intervienen en cantidades muy pequeñas, pero cumplen funciones esenciales
en los seres vivos los principales son:
Hierro (Fe): Sintetiza la hemoglobina de la sangre y la pro globina del musculo.
Zinc (Zn): Abunda en el cerebro y páncreas, donde asocia la acción de la insulina que regula a la
glicerina.
Cobre (Cu): Forma la hemocianina que es el pigmento respiratorio de muchos invertebrados
acuáticos y enzimas oxidativas.
Cobalto (Co): Sirve para sintetizar vitaminas B12 y enzimas fijadora de nitrógeno.
LOS GLÚCIDOS (hidratos de carbono, carbohidratos) (hidrosolubles)
Monosacáridos: Petrosa, Glucosa, Pentosa.
Disacáridos: Sacarosa, Lactosa, Maltosa.
Polisacáridos: Almidón, Glucógeno, Celulosa, Quitina.
LÍPIDOS (grasas) (liposolubles o hidrófobos)
SATURADOS Reino animal (aceite de coco y cacao)
INSATURADOS Reino vegetal (aceite de soya) (oleico, linoleico, araquidónico)
PROTEÍNAS (Protos= primero).
Son la base de la estructura del ADN.
Se clasifican en:
OLOPROTEINAS
Formadas por aminoácidos
Globulares.
Filo mentarías o estructurales.
HETEROPROTEINAS:
Formada por aminoácidos y otras moléculas no proteicas.
UNIDAD 3
INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA CELULAR
TEORÍA CELULAR
Citología celular.- Es la ciencia que estudia la célula, proviene de 2 voces griegas: Kutos o kitus =
célula, logos = estudio o tratado.
Célula: Es la unidad funcional y estructural de todo ser vivo.
Año Personaje Reseña Histórica
1665 Robert Hooke Observo tejidos vegetales (corcho)
1676 Antonio Van Leeuwenhoek Construyo microscopios de mayor aumento, descubrió así la existencia de microorganismos.
Formas de células:
Existen células que adoptan sus formas de acuerdo a la función que realizan, también
encontramos células que tienen su forma bien definida, sobresalen las:
- Esféricas (ovulo)
-Fusiforme (musculo liso)
-Cilíndricas (musculo estriado)
1831 Robert Brown Observa que el núcleo estaba en todos las células vegetales.
1838 Theodor Schwan Postulo que la célula era primera de construcción de organismos más complejos.
1855 Remorak y Virchow Afirmaron que una célula proviene de otra célula.
1865 Gregol Mendel Establece: -La 1ra ley o principio de regragación. -La 2da ley o principio de distribución independiente.
1869 Friedrich Miescher Aisló el ácido desoxirribonucleico.
1902 Sottony Bovery Refiere que la información biológica hereditaria reside en los cromosomas.
1911 Stuntevant Observo el locus y las licus de los gérmenes.
1914 Robert Feulgen Descubrió que el ADN podría teñirse con fucsina, demostrando que el ADN se encuentra en los cromosomas.
1953 Watson y Crick Elaboraron un modelo de doble hélice del ADN
1997 Ion Wilmut Científico que clono a la oveja Dolly.
2000 EEUU, Gran Bretaña, Francia, Alemania.
Las investigaciones realizadas por estos países dieron lugar el 1er borrador del genoma humano. Actualmente el mapa del genoma.
-estrellados (neuronas)
-planos (mucosa bucal)
-cúbicas (folículo de la tiroides)
-poligonales (hígado)
-filiformes (espermatozoides)
-ovalados (glóbulos rojos)
-proteiformes (glóbulos blancos)
Tamaño de la célula:
El tamaño de la célula es variable, así tenemos que le glóbulo rojo mide 7 micras de diámetro, la
célula hepática (hepatocito 20 micras de diámetro).
Las células, en general son más grandes que las bacterias pueden medir entre 5 a 25 micras, en
relación entre estos últimos que varían entre 1 a 2 micras. Existen células mucho más grandes con
funciones especiales como son:
CELULA MEDIDA
Espermatozoide 53 micras de longitud
Óvulo 150 micras de diámetro
Grano de polen 150 a 300 micras de diámetro
Paramecio 500 micras (variable a simple vista)
Huevo de codorniz 1 cm de diámetro
Huevo de gallina 2,5 cm de diámetro
Huevo de avestruz 7cm de diámetro
Neurona
CÉLULA EUCARIOTA
Se denominan como eucariotas a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una
doble capa lipídica: la envoltura nuclear, la cual es porosa y contiene su material hereditario,
fundamentalmente su información genética.
Entre aquellas células eucariotas encontramos a la célula animal y vegetal.
CÉLULA ANIMAL
La célula animal se diferencia de otras eucariotas, principalmente de las células vegetales, en que
carece de pared celular y cloroplastos, y que posee vacuolas más pequeñas.
Debido a la ausencia de una pared celular rígida, las células animales pueden adoptar una gran
variedad de formas, e incluso una célula fagocitaria puede de hecho rodear y engullir otras
estructuras.
CÉLULA VEGETAL
La célula vegetal adulta se distingue de otras células eucariotas, como las células típicas de los
animales o las de los hongos, por lo que es descrita a menudo con los rasgos de una célula del
parénquima asimilador de una planta vascular.
Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta,
meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente
llamados vegetales.
CÉLULA PROCARIOTA
Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se
encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. Por el contrario,
las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir
aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula.
Diferencia y semejanza entre una célula procariotas y una eucariota:
SEMEJANZA
CELULA PROCARIOTA CELULA EUCARIOTA
•Posee membrana plasmática
•Posee una pared celular
•Posee nucleoplasma
•Es una célula
•Posee membrana plasmática
•Posee una pared celular
•Posee nucleoplasma
•Es una célula
DIFERENCIA
CELULA PROCARIOTA
•Comprenden bacterias y cianobacterias
•Son células más pequeñas que las
eucariotas
•Carecen de cito esqueleto
•Carece de retículo endoplasmatico
CELULA EUCARIOTA
•Forman los demás organismos
•Son mucho mayores que las células
eucariotas
•Está posee cito esqueleto
•Está posee retículo endoplasmático
EL MICROSCOPIO
Es un instrumento que permite observar elementos que son demasiados pequeños a simple vista
del ojo ocular, el microscopio más utilizado es el de tipo aptico por el cual podemos observar
desde 1 estructura de una célula hasta pequeños microorganismos, unos de los primeros en
observaciones de estructuras celulares es Robert Hooke (1635-1703), científico inglés muy
reconocido y muy recordado porque observo finísimos cortes de corcho. De su observación se
dedujo que las celdillas observadas eran células.
¿Quién y en qué año se descubrió el microscopio?
Zacharias Janssen (1590)
Partes de microscopio:
Revolver
Base
Pinza
Porta objetos
Platino
Tornillo Macro métrico
Lente Iris
Brazo
Cabezal
Oculares
Espejo
Switch
Tornillo Micrométrico
Tipos de microscopios:
REPRODUCCION CELULAR
La célula cuando se reproduce da lugar a nuevas células. Tal y como ya sabemos existe organismos
unicelulares y pluricelulares, estos últimos forman parte de los diferentes tejidos que tienen la
función de sustituir a una célula muerta o ayudarla a crecer. Para la reproducción celular se
necesita dos procesos:
División del núcleo:
División de citoplasma (citocinesis)
Dependiendo de los distintos tipos de células podemos diferenciar dos clases de reproducciones:
Mitosis: es la que se produce en todos los organismos menos los sexuales, también llamadas
células somáticas.
Meiosis: se reproduce en las células sexuales o también llamados gametos.
Ciclo celular, mitosis importancia de la mitosis:
Profase: Al comienzo de la profase la cromatina empieza a condensarse visualizandosé los cromosomas individuales. Cada cromosoma consta de dos cromátidas duplicadas conectadas a nivel del centrómero. Al mismo tiempo, la célula adopta una forma esferoidal y se hace más refringente y viscosa.
Metafase: Algunas veces se denomina prometafase a la transición entre la profase y la metafase. Se trata de un período muy corto durante el cual se termina de desintegrar la envoltura nuclear y se acaba de armar el aparato mitótico.
En la metafase, los cromosomas unidos a las fibras del huso por sus cinetocoros; sufren movimientos oscilatorios hasta que se ordenan en el plano central o ecuatorial, formando la placa ecuatorial.
Anafase: Al comienzo del anafase, los centrómeros se separan simultáneamente en todos los pares de cromátidas. Los cinetocoros y las cromátidas se separan y comienzan su migración hacia los polos. El cinetocoro siempre precede al resto de la cromátida o cromosoma hijo, como si éste fuera traccionado por las fibras cromosómicas del huso.
El cromosoma puede adoptar la forma de una V de brazos iguales si es metacéntrico o de brazos desiguales si es submetacéntrico.
Durante la anafase, los microtúbulos de las fibras cromosómicas se acortan a un tercio o a un quinto de su longitud original. Simultáneamente, aumenta la longitud de los microtúbulos de las fibras continuas, algunas de las cuales constituyen las llamadas fibras interzonales.
Telofase: El final de la migración de los cromosomas hijos indica el principio de la telofase. Los cromosomas comienzan a desenrollarse y se vuelven cada vez menos condensados, mediante un proceso que en cierta forma es inverso a la profase.
Los nucléolos aparecen en las etapas finales a nivel de los organizadores nucleares de algunos cromosomas.
CITOCINESIS
Es el proceso de clivaje y separación del citoplasma. Puede producirse simultáneamente a la anafase y telofase, o en una etapa posterior.
Durante la citocinesis, los distintos organoides citoplasmáticos se distribuyen equitativamente en ambas células hijas.
Ciclo celular, meiosis importancia de la meiosis:
MEIOSIS I
Todas las células corporales de un organismo contienen un número determinado de cromosomas, característico de la especie a la que pertenece. En los organismos eucariontes más complejos los cromosomas siempre existen en pares, hay invariablemente dos de cada clase formando parejas, cada uno de ellos se llama homólogo. Así los 46 cromosomas humanos, constituyen 23 pares. Meiosis I: Para su mejor estudio describimos varios períodos: Profase I, Metafase I, Anafase I y Telofase Profase I: Es el período más prolongado de la meiosis, a la vez para su mayor comprensión consideramos varias subetapas:
Leptonema: Los cromosomas se presentan como largas fibras, delgadas, poco
espiralizadas. Las cromátidas no son visibles.
Cigonema: Los cromosomas homólogos se alinean y aparean de una manera
altamente específica, este proceso es llamado sinapsis.
El apareamiento comprende la formación del complejo sinaptonémico, una
estructura proteínica que se halla interpuesta entre los homólogos. Al par de
cromosomas homólogos apareados lo llamamos bivalente.
Paquinema: Los homólogos se aparean íntegramente ( en toda su longitud ). Los
cromosomas se visualizan más cortos y gruesos debido al alto grado de
espiralización. Cada unidad es ahora una tétrada, compuesta por dos homólogos,
es decir cuatro cromátidas. Las dos cromátidas de cada cromosoma se denominan
cromátidas hermanas.
Durante el Paquinema es característico el intercambio de segmentos, proceso
llamado entrecruzamiento o crossing-over. Este intercambio de material
cromosómico es una fuente importante de variabilidad genética.
Diplonema: Los cromosomas apareados empiezan a separarse, aunque
permanecen unidos en los puntos de intercambio o quiasmas.
Diacinesis: La contracción de los cromosomas llega a su máximo, los cromosomas
homólogos siguen unidos por los quiasmas que ahora se ubican en los extremos
(termalización de los quiasmas).
Mientras ocurren los procesos antes mencionados, se desorganiza la envoltura
nuclear y se organiza el huso acromático.
Los homólogos unidos como en diacinesis se asocian por sus centrómeros a las
fibras del huso, ubicándose en el plano ecuatorial de la célula.
Anafase I: Se separan los homólogos cada uno hacia polos distintos de la célula. Hacia finales de esta etapa puede observarse el comienzo de la citocinesis ( división del citoplasma ). Cabe aclarar que la migración de los cromosomas hacia polos opuestos de la célula es al azar. Telofase I: Los cromosomas ubicados en los polos de la célula se reagrupan. Cada polo recibe la mitad del número de cromosomas de la célula origina. Se completa la citocinesis. Luego de este período puede existir un intervalo llamado intercinesis.
MEIOSIS II Esta segunda división es muy parecida a la Mitosis, excepto que no va precedida por una duplicación del ADN. Al comienzo de esta división los cromosomas pueden haberse dispersado un poco, pero vuelven a condensarse. Profase II: Se organiza nuevamente el huso acromático. Los cromosomas se unen a las fibras del mismo por sus centrómeros. Metafase II: Los cromosomas (cada uno formado por dos cromátidas) se ubican en el plano ecuatorial. Anafase II: Al igual que en la anafase mitótica las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan, migrando hacia polos distintos de la célula. Telofase II: Se desorganiza el huso acromático, se forman las envolturas nucleares. Ahora hay cuatro núcleos hijos, cada uno de los cuales tiene la mitad del número de cromosomas de la célula progenitora. GAMETOGÉNESIS El proceso antes descripto es el que ocurre en aquellas células destinadas a formar células sexuales. Según el tipo de organismo del que se trate, podemos hablar de una gametogénesis (es decir que la meiosis produce gametas ) o esporogénesis ( cuando los productos son esporas ). En el caso de las gametas, se originan por meiosis los óvulos femeninos y los espermatozoides masculinos. En ambos casos, se trata de células especiales, las gametogonias, las que en los órganos reproductivos (ovarios y testículos) van a experimentar la meiosis y así originar los gametos.
Comparación mitosis vs meiosis (Diferencias)
TEJIDOS.
Tejido epitelial: El tejido epitelial es el tejido que se encuentra sobre acúmulos subyacentes de
tejido conectivo.
Características:
Cubren todas las superficies del cuerpo, excepto las cavidades articulares Descansa sobre una membrana basal y un tejido conectivo subyacente Por lo general son vasculares Se nutren por difusión desde los vasos del tejido conectivo subyacente Posee escasa sustancia intercelular Posee diversidad de funciones Posee una amplia multiformidad estructural Posee una marcada capacidad para renovarse y regenerarse Posee la capacidad para desarrollar cambios morfológicos y funcionales de un tipo de
epitelio a otro (metaplasia) cuando las condiciones del medio local se alteran crónicamente
Derivan de las tres capas germinativas: ectodermo, mesodermo y endodermo
Funciones:
Protección Lubricación Secreción Excreción Absorción Transporte Digestión
Tejido Conectivo: Son un grupo de tejidos muy diversos, que comparten:
Su función de relleno, ocupando los espacios entre otros tejidos y entre órganos, y de sostén del
organismo, constituyendo el soporte material del cuerpo.
Su estructura: Están formados por:
o Células bastante separadas entre sí. Se denominan con la terminación “-blasto” cuando
tienen capacidad de división y fabrican la matriz intercelular y con la terminación “-cito”
cuando pierden la capacidad de división.
o Fibras de colágeno (proporcionan resistencia a la tracción), de elastina (proporcionan
elasticidad) y de reticulina (proporcionan unión a las demás estructuras.
o Matriz intercelular de consistencia variable que rellena los espacios entre células y fibras y
constituida por agua, sales minerales, polipéptidos y azúcares. La consistencia de la matriz
determina la clasificación de los tejidos conectivos.
Tejido conjuntivo: Es un conjunto heterogéneo de tejidos orgánicos que comparten un origen
común a partir del mesénquima embrionario originado del mesodermo.
Así entendidos, los tejidos conjuntivos concurren en la función primordial de sostén e integración
sistémica del organismo. De esta forma, el TC participa de la cohesión o separación de los
diferentes elementos tisulares que componen los órganos y sistemas, y también se convierte en
un medio logístico a través del cual se distribuyen las estructuras vasculonerviosas.
Con criterio morfofuncional, los tejidos conjuntivos se dividen en dos grupos:
Los tejidos conjuntivos no especializados Los tejidos conjuntivos especializados
Tejido adiposo: El tejido adiposo es uno de los tejidos más abundantes y representa alrededor del
15-20% del peso corporal del hombre y del 20-25% del peso corporal en mujeres. Los adipocitos
almacenan energía en forma de triglicéridos. Debido a la baja densidad de estas moléculas y su
alto valor calórico, el tejido adiposo es muy eficiente en la función de almacenaje de energía.
Los adipocitos diferenciados pierden la capacidad de dividirse; sin embargo, son células de una
vida media muy larga y con capacidad de aumentar la cantidad de lípidos acumulados. Además, el
tejido adiposo postnatal contiene adipocitos inmaduros y precursores de adipocitos residuales a
partir de los cuales pueden diferenciarse adipocitos adicionales. Estos mecanismos se hacen
operativos cuando la ingasta calórica aumenta exageradamente.
El tejido adiposo se clasifica en adiposo unilocular y el tejido adiposo multilocular, de acuerdo a las
características de las células que lo constituyen.
Tejido cartilaginoso: El cartílago y el hueso son tejidos conectivos de sostén. La matriz
extracelular, formada y mantenida por las células, se especializa para proveer este sostén. Es una
estructura avascular, fuerte y, en cierto modo flexible.
Estructura: Los condrocitos son redondos u ovales. Los condrocitos activos contienen retículo
endoplásmico rugoso (REr) abundante y Complejo de Golgi bien desarrollado. La superficie celular
presenta microvellosidades. El núcleo de estas células es redondeado u oval y contiene de uno a
varios nucléolos. Los condrocitos son capaces de dividirse por mitosis. Ocupan cavidades o
lagunas, llamadas condroplastos. Los condrocitos presentan prolongaciones que le dan un aspecto
estrellado. Sin embargo, normalmente, las células llenan los condroplastos y se conectan
directamente con la matriz cartilaginosa, en consecuencia, su forma es semejante a una laguna. La
imagen que se puede observar con microscopía óptica obedece a la desigual retracción que sufren
ambos componentes del cartílago durante su procesamiento. Los condrocitos generalmente se
disponen en grupos que corresponden a una familia celular que los origina.
Función. Los condrocitos secretan las proteínas y los glucosaminoglicanos que forman y mantienen
la matriz extracelular.
Los condrocitos se ubican en lagunas, cavidades localizadas en la matriz extracelular.
Tejido óseo: El tejido óseo forma la mayor parte del esqueleto y tiene como función dar soporte
estructural y proteger nuestro organismo.
Sostén. Forma la estructura de nuestro cuerpo y permite la inserción de los músculos para generar movimiento gracias a las articulaciones.
Protección. Protege a órganos internos como, por ejemplo, el cráneo al encéfalo.
Homeostasis mineral. El tejido óseo almacena minerales.
Hematopoyesis (formación de células sanguíneas).
Almacenamiento energético.
Tejido muscular: Este tejido, de origen mesenquimático, está constituído por células musculares
(fibras musculares), capaces de generar movimientos al contraerse bajo estímulos adecuados y
luego relajarse y tejido conjuntivo estrechamente asociado a las células musculares. Este actúa
como sistema de amarre y acopla la tracción de las células musculares para que puedan actuar en
conjunto. Además, conduce los vasos sanguíneos y la inervación propia de las fibras musculares.
Tejido nervioso: Es un conjunto de células especializadas presente en los órganos del sistema
nervioso. El tejido nervioso está formado por células nerviosas denominadas neuronas y por
células de la glía o neuroglias, que se distribuyen como redes nerviosas por todo el organismo. Las
neuronas tienen la misión de transmitir los impulsos nerviosos a todas partes del cuerpo. Las
células de la glía son estructuras que cumplen funciones de sostén, de nutrición y de defensa de
las células nerviosas.
La función del tejido nervioso es captar los estímulos internos y externos y transformarlos en
impulsos nerviosos. Todas las modificaciones del medio externo o interno y los estímulos
sensoriales como la temperatura, la presión, la luz, los sonidos y el gusto, entre otros, son
detectados, examinados y transmitidos por las células nerviosas. Por otra parte, el tejido nervioso
se encarga de coordinar las funciones motoras, glandulares, viscerales y psíquicas del individuo.
Neuronas: Son formaciones celulares muy especializadas que poseen la capacidad para recibir
estímulos externos e internos y conducir impulsos nerviosos. Un estímulo es todo agente físico,
químico o mecánico capaz de desencadenar una reacción positiva o negativa en una célula o en un
organismo. Los estímulos son captados por receptores formados por células sensoriales.
Tras la recepción del estímulo se produce una respuesta a través de células efectoras. Las
neuronas establecen comunicación con distintas células a una distancia variable, de manera rápida
y precisa. Ese contacto se establece mediante impulsos nerviosos con otras células nerviosas, con
células musculares o con estructuras glandulares. Las neuronas se caracterizan por presentar
prolongaciones de longitud variable a partir del citoplasma. Las más cortas, llamadas dendritas,
son múltiples y se unen con otras neuronas. La dendrita es el lugar por donde ingresa el estímulo
nervioso a la neurona.
Tejido sanguíneo: Es un derivado del tejido conectivo, formado por una fase intercelular líquida
llamada plasma y una fase sólida de elementos celulares (glóbulos rojos y glóbulos blancos) y no
celulares (plaquetas). Todos los componentes de la sangre deben tener una concentración óptima
para que los procesos biológicos puedan llevarse a cabo de manera eficiente. Cualquier alteración
manifiesta en alguno de ellos provoca diversas anomalías, como mal funcionamiento de algún
órgano o estructura corporal o enfermedades de variada etiología.
La sangre utiliza el sistema cardiovascular para llegar a las partes más íntimas del organismo,
asegurando un riego permanente a los tejidos, permitiendo innumerables reacciones bioquímicas
y brindando un aporte constante de sustancias indispensables para las células, para la vida.
Fisiología del tejido sanguíneo: Una de las principales funciones de la sangre es el transporte de
sustancias, ya que:
Por medio de los glóbulos rojos se encarga de la distribución del oxígeno desde los
pulmones hacia todas las células del cuerpo, como así también de la remoción de parte del
dióxido de carbono producido por el metabolismo celular.
Transporta los nutrientes absorbidos en los intestinos hacia todos los tejidos, y conduce
hacia los riñones las sustancias de desecho celular.
Se encarga de distribuir las hormonas secretadas por las glándulas endócrinas.
Características del tejido sanguíneo: El color rojo de la sangre es debido a que dentro de los
glóbulos rojos, llamados también eritrocitos o hematíes, hay un pigmento llamado “hemo”, que se
une a una proteína de nombre “globina” para dar formación al compuesto hemoglobina. Esta
sustancia tiene la propiedad de unirse fuertemente al oxígeno a nivel de los alvéolos pulmonares
para luego cederlo a todas las células del organismo. Es así que la oxihemoglobina le proporciona
una típica coloración rojo brillante a la sangre arterial, a diferencia de la sangre venosa que es de
color rojo cereza por transportar menos cantidad de oxígeno.