modulo ciencias de la salud area disciplinaria biologia
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GUIA DE PRUEBA DIAGNOSTICA CIENCIAS DE SALUD
BIOLOGIA
TEMA I BIOLOGÍA Y SOCIEDAD
1) ¿Qué estudia la biología?
Biología: Bios= Vida y Logos= Tratado.
La Biología estudia la vida, sus orígenes y su evolución.
Estudia cualquier organizaciónque tiene en su estructura por lo menos una molécula de ADN.
Se ubica como una ciencia natural.
2) Historia de la biología
Personaje Acontecimiento
Grecia Cuna del método científico
Aristóteles ( 384 – 322 A. C Fundador de la Biología. Concepto de clasificación
Teofrasto Padre de la Botánica
Galeno (130 – 216- D..C ) Anatomía de los animales. Fisiología
Andrés Vesalio ( 1515-1564) Disección en humanos
William Harvey ( Siglo XVI) Circulación sanguínea
Zacarías Janssen (1590) Inventó el microscopio compuesto
Antoine Von Leewenhoeck Observó y describió los glóbulos rojos, espermatozoides, protozoarios,
bacterias
Robert Hooke ( 1635-1703) Descubrió la célula, cuando investigaba un delgadísimo corte de corcho
Carlos Linneo ( 1707 – 1778 ) Padre de la taxonomía moderna
La teoría de la generación espontánea o
abiogénesis
Es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida
(animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir de de materia
orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas.
Francisco Redi (1626 - 1697) Hizo los primeros experimentos para demostrar la falsedad de la generación
espontánea
Roberto Brown Describió el núcleo
Mathias Schleiden ( 1838) Propone la teoría celular. Células vegetales
T. Schwann(1860) Propone la teoría celular . Células animales
Luis Pasteur Pasteurización.
Teoría de las enfermedades infecciosas.
Refutó la teoría de la generación espontánea.
Desarrolló la primera vacuna contra la rabia
Baptiste Lamarck ( 1744 -1829 ) Formuló la primera teoría de la evolución biológica. Teoría de los caracteres
adquiridos.
Charles Darwin ( 1842) Teoría sobre el mecanismos de la evolución
Plantea la selección natural en su libro “El origen de las especies”
Gregorio Mendel (1865) Padre de la genética
Ernest Haeckel ( 1834 – 1919) Introdujo el término Ecología
Alexander Fleming ( 1928) Descubrió la penicilina
Wattson y Crick ( Siglo XX) Modelo molecular DNA
Biología del siglo XXI Biotecnología, vacunas y clonación
TEMA II LA CÉLULA: UNIDAD DE VIDA
1) Origen y teoría celular, instrumentos de la biología
a) Teoría celular
Entre 1838 y 1839 Mathias Schleiden y Theodor Schwann elaboraron la Teoría celular
Es una de las ideas fundamentales de la biología moderna y consta de 3 principios fundamentales:
Todos los organismos vivos están compuestos por una o más células
Las células son la unidad básica de la estructura y organización de todos los organismos vivos
Las células únicamente se originan de otras células que han existido previamente, mediante la duplicación y transferencia
de material genético a sus células hijas.
b) Historia
El científico inglés Robert Hooke creó un microscopio simple y observó células de corcho (células muertas de un roble y les
llamó cellulae (que en latín significa habitación pequeña).
Una célula es la unidad básica estructural y funcional de todos los organismos vivos, cumple 3 funciones:
Nutrición, relación y reproducción
En la actualidad sabemos que la célula tiene un alto nivel de organización y que es sorprendentemente compleja: tienen su propio centro
de control, su sistema de transporte interno, fuentes de energía, fábricas para procesar la materia que re- quiere, plantas de
empaquetamiento e incluso, un sistema de autodestrucción
Todas las células tienen funciones en común
Los científicos han agrupado a las células en dos categorías: CÉLULAS PROCARIOTAS Y CÉLULAS EUCARIOTAS
Biólogo holandés que descubre organismos unicelulares con características animales, actualmente protozoarios
Antoine van Leeuwenhoek
¿Quiénes fueron los pioneros en el estudio de bacterias, usando un microscopio compuesto?
Luis Pasteur y Robert Koch
2) Niveles de organización de los seres vivos
a) Nivel subatómico: integrado por las partículas subatómicas que forman los elementos químicos (protones, neutrones, electrones).
b) Nivel atómico: son los átomos que forman los seres vivos y que denominamos bioelementos. Del total de elementos químicos del sistema
periódico, aproximadamente un 70% de los mismos los podemos encontrar en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres
categorías:
Bioelementos primarios: función estructural
Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica.
Oligoelementos o elementos vestigiales: función catalítica.
c) Nivel molecular: En él se incluyen las moléculas, formadas por la agrupación de átomos (bioelementos). A las moléculas orgánicas se les
denomina Biomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales
minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).
En este nivel también debemos agrupar las macromoléculas y los virus. Las primeras resultan de la unión de monómeros (aminoácidos,
nucleótidos, etc...) y los segundos son la unión de proteínas con ácidos nucleicos.
d) Nivel celular: donde nos encontramos a la célula (primer nivel con vida). Dos tipos de organizaciones celulares, Eucariota (células animales y
vegetales) y Procariota (la bacteria). Los organismos unicelulares (Ej. Protozoos) viven con perfecta autonomía en el medio, pero en ocasiones nos
podemos encontrar agrupaciones de células, las colonias, que no podemos considerar como seres pluricelulares porque a pesar de estar formados
por miles de células cada una vive como un ser independiente.
5) Nivel pluricelular: constituido por aquellos seres formados por más de una célula. Surge de la diferenciación y especialización celular. En él
encontramos distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos.
Mientras los tejidos son conjuntos de células de origen y forma parecida que realizan las mismas funciones, los órganos son un conjunto
de tejidos diferentes que realizan actos concretos.
Los sistemas son conjuntos de órganos parecidos, al estar constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos completamente
independientes. Los aparatos (Ej. aparato digestivo), formados por órganos que pueden ser muy diferentes entre sí (Ej. dientes, lengua,
estómago, etc...), realizan actos coordinados para constituir lo que se llama una función biológica (Ej. nutrición).
e) Nivel de población: los individuos de la misma especie (aquellos que son capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil) se agrupan
en poblaciones (individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio).
f) Nivel de ecosistema: las poblaciones se asientan en una zona determinada donde se interrelacionan con otras poblaciones (COMUNIDAD O
BIOCENOSIS) y con el medio no orgánico (Biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA, objeto de estudio de los biólogos. Los
ecosistemas son tan grandes o tan pequeños como queramos, sin embargo el gran ecosistema terrestre lo forman la Biosfera (biocenosis) y el astro
Tierra (biotopo).
3) Características de los seres vivos
a) Conceptos básicos
Organismo: Conjunto de átomos y moléculas que forman una estructura organizada y compleja que desempeña una función
básica.
Vida: Término que se utiliza para globalizar las características de todos los seres vivos.
Muerte: Interrupción irreversible de la vida, pérdida de las características esenciales.
b) Características de un ser vivo
Nacimiento
Todo ser vivo surge o aparece en la Tierra a partir de un organismo parecido a él, lo diferente son las formas: A partir de la división
de un progenitor, de una gema, de una espora, de una semilla, de un huevo o de un vientre materno.
Respiración
Capacidad de oxidar compuestos orgánicos, principalmente glucosa, para producir energía (ATP) necesaria para realizar sus
funciones.
La obtención de dicha energía puede darse en presencia (organismos aerobios) o ausencia (organismosanaerobios)de oxígeno.
Crecimiento
Los seres vivos crecen y se desarrollan, agrandan su tamaño ya sea aumentando su volumen celular (como los seres unicelulares)
o el número de sus células (como los seres multicelulares).
Organización
Los seres vivos exhiben organización de acuerdo a una complejidad ascendente. Los seres vivos están formados porcélulas.
Irritabilidad
Capacidad de todo ser vivo de reaccionar ante un estímulo físico o químico.
Dentro de los físicos están la luz, la temperatura, la presión, entre otros. Diversas sustancias son ejemplos de estímulos químicos.
Reproducción
Capacidad de multiplicarse con la finalidad de perpetuar la especie.
Existen 2 grandes tipos de reproducción: Asexual y sexual.
En la asexual solo se requiere de un progenitor, para la sexual se requieren dos y existe recombinación de genes de los padres.
Movimiento
Todos los organismos, aunque no se aprecie, cambian ya sea de lugar o de posición.
Lo anterior tiene la finalidad de transportarse, alimentarse o reproducirse.
Homeostasis
Capacidad que tienen los seres vivos de mantener el equilibrio de su medio interno.
Lo anterior lo logran regulando la temperatura corporal, el pH, la cantidad de agua, sales, glucosa…
Adaptación
Es la adecuación de los organismos a través del tiempo, a las diferentes características de la Tierra; capacidad que les ha permitido
sobrevivir a los cambios del medio.
Existen 3 tipos de adaptaciones: Morfológicas, fisiológicas y de comportamiento
Morfológicas: Tienen que
ver con la forma o la
anatomía, como el color del
pelaje, el aumento de la grasa
corporal, la modificación de
los huesos para el vuelo…
Ejemplos: el camuflaje de
unos animales y las alas del
murciélago
Fisiológicas: Relacionadas
con las adecuaciones en las
funciones o el metabolismo.
Ejemplos: hibernación y la
bioluminiscencia
Etológicas: Tienen que ver
con los cambios en la
conducta.
Ejemplos: el comportamiento
gregario de los pingüinos y
ave alimentando a su cría
4) Biomoléculas
a) Introducción
El carbono es único en la química porque forma un número de compuestos mayor que la suma total de todos los otros
elementos combinados. Es un átomo de 4 electrones disponibles para establecer enlaces covalentes,puede ser con más carbonos o
con otros elementos.
De los 118 elementos que hay en la naturaleza, 25 se encuentran en los seres vivos y en los materiales necesarios para las
actividades químicas de la vida, 19 de ellos son materiales traza, es decir, se encuentran en pequeñas cantidades: Ca, Co, Cr, Na, K, Mg,
Mo, Fe, F, Zn, Si, B, Cl, Mn, Cu, I, Se, Sn, V.
Y hay seis elementos indispensables para la vida que son: C, H, O, N, P, S, más el agua, que es el compuesto
inorgánico más importante.
Estos seis elementos al unirse forman las biomoléculas, también llamadas macromoléculas o “moléculasde la vida”.
b) Tipos de moléculas
Moléculas inorgánicas
Las moléculas inorgánicas son fundamentales para los seres vivos, las más importantes son: agua y algunas sales
minerales.
El agua (H2
O) es el compuesto inorgánico más importante para los seres vivos. Constituye del 60 al 95% de los organismos y
es indispensable para las funciones vitales de la célula.
Biomoléculas orgánicas
También se les suele llamar macromoléculas o moléculas de la vida.
Se basan en la combinación de átomos de carbono, hidrógeno , oxígeno, nitrógeno y otros elementos como el azufre y el
fósforo
Hay cuatro tipos:
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
c) Carbohidratos
Grupo Composición Funciones
Carbohidratos + Son biomoléculas formadas por C, H y O. ( 2 oxígenos por cada
carbono)
+ Los más sencillos son solubles en agua.
+ Dan la energía sencilla de arranque y son componentes
estructurales.
+ Son las biomoléculas que más existen en la naturaleza
+ La célula los utiliza para almacenar y
liberar energía
Envejecimiento
La muerte celular en organismos multicelulares es inevitable, debido no solo al paso del tiempo, sino a otros factores como: Se deja
de producir la hormona del crecimiento, contaminación, radicales libres, agentes mutágenos, entre otros. Como consecuencia se llega al
deterioro y senectud.
Muerte
Es el término de todo ser vivo, aunque componentes se reintegran al ecosistema.
d) Clasificación de los carbohidratos por las unidades de azúcar que los forman
Monosacáridos: con la unidad monomérica. Ejemplos: glucosa, fructosa, ribosa y desoxirribosa
Disacáridos: con dos unidades monoméricas. Ejemplos: sacarosa, lactosa y maltosa
Polisacáridos: con cientos y miles de unidades monoméricas. Ejemplos: almidón, celulosa, glucógeno y quitina
e) La unión entre monosacáridos
Se unen a través del llamado enlace glucosídico, en el que un átomo de oxígeno sirve de puente entre dos unidades
f) Lípidos saponificables
Son los lípidos que forman jabones cuando reaccionan con sustancias alcalina como KOH y NaOH incluyen: ceras, triglicéridos,
fosfolípidos y ceramidas
g) Los ácidos grasos
Son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número de par de átomos de carbono
h) Cuadro de macromoléculas
Proteínas + Son biopolímeros de elevado peso molecular formados por la unión
de diferentes unidades o monómeros llamados aminoácidos, cada uno
con características particulares.
•Son biomoléculas formadas por C, H, O, N y a veces pequeñas
cantidades de P y S.
+ Son específicas para cada especie.
+ Son componentes estructurales de las membranascelulares.
+ Todos los aminoácidos proteicos tienen en común un grupo amino (–
NH2) y un grupo carboxilo (– COOH) unidos covalentemente a un
átomo de carbono central (C), al cual también se unen un átomo de H y
una cadena lateral R (radical) diferente a cada uno de los 20
aminoácidos.
+Estructural (sostén): Queratina (uñas),
colágeno y elastina (tendones, piel y músculos).
+ Transporte: Proteínas en los canales de las
membranas para dejar pasar o no ciertas
sustancias y transporte de gases en la sangre
(hemoglobina).
+ Catalítica (enzimas): Aceleran las reacciones
químicas en el organismo.
+ Defensa: Como los anticuerpos.
+ Reguladora: hormonas que sirven como
mensajeros (insulina, hormona del
crecimiento…).
+ Movimiento: Proteínas contráctiles como la
actina y miosina de los músculos.
Ácidos nucleicos + Biomoléculas formadas por C, H, O, N, P.
+ Se componen de subunidades llamadas nucleótidos.
+ Son el ADN y el ARN:
-DNA: Ácido desoxirribonucleico. Formado por
monómeros de nucleótidos para originar polímeros. Tiene doble
cadena helicoidal. Forma el código genético.
- RNA: Ácido ribonucleico. Tiene una sola cadena lineal. Varios
tipos. Síntesis de proteínas.
+Macromoléculas que almacenan y transmiten
información genética
Lípidos + Biomoléculas formadas por C, H y en menor proporciónO.
+ Son insolubles en agua y solubles en solventes no polares como el
benceno y cloroformo.
+Son formadores de membranas celulares
+Forman barreras de protección y aislamiento.
+Recubren las fibras nerviosas (mielina) para la
transmisión de impulsos eléctricos.
i) ¿Qué es el ATP?
Es el adenosin trifosfato en un nucleótido con tres grupos fosfato
j) ¿Cuál es la función del ATP?
Almacenar energía química que la célula puede usar para diversas reacciones
k) Los esteroides
Son lípidos insaponificables derivados del esterano. El más conocido es el colesterol
l) Enzimas
Proteinas que catalizan las reacciones químicas, disminuyendo la energía de activación y aumentando la velocidad con la que se realiza
m) Bases nitrogenadas del ADN
Adenina, guanina, citosina y timina
n) Bases nitrogenadas del ARN
Adenina, guanina, citosina y uracilo
o) ¿Cuál es el elemento componente en casi todas las moléculas biológicas?
El carbono
p) ¿Con qué otro nombre se le conoce a las macromoléculas?
Polímeros
q) Si un lípido es sólido se llama:
Grasas
18) Si un lípido es líquido se llama
Aceite
19) Lípido especial, responsable de la estructura y función de la membrana celular
Fosfolípidos
CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Célula procariota
Se llama procariotas a las células sin núcleo celular
diferenciado, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso
en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. .
Las células que sí tienen un núcleo, es decir, con el ADN
dentro de un compartimiento rodeado de membranas, se llaman
eucariotas
Se definen como células sin núcleo ni organelos. Los
encontramos en:
Hongos
Animales
Plantas
La mayoría de los organismos unicelulares como las bacterias son procariotas
Célula eucariota
Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su materialhereditariofundamental(su informacióngenética) encerradodentro de una
doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño
grande y variado comparado con las otras células.
La alternativa a la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula procariota. En estas células el material hereditario se
encuentra en una región específica denominadanucleoide, no aislada por membranas en el seno del citoplasma.
Las células eucariotas no cuentan con un compartimientoalrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células
procariotas.
Célula animal
Las células animales componen los tejidos de los animales y se distinguen de las células vegetales en que carecen de paredes celulares y
de cloroplastos y poseen centriolos y vacuolas más pequeñas y, generalmente, más abundantes. Debido a la carencia de pared
celular rígida, las células animales pueden adoptar variedad de formas e incluso pueden fagocitar otras estructuras.
Célula vegetal
Las características distintivas de las células de las plantas son:
Una vacuola central grande (delimitada por una membrana, el tonoplasto), que mantiene la forma de la célula y controla el
movimiento de moléculas entre citosol y savia.
Una pared celular compuesta de celulosa y proteínas, y en muchos casos, lignina, que es depositada por el protoplasto en el
exterior de la membrana celular. Esto contrasta con las paredes celulares de los hongos, que están hechas de quitina, y la de los
procariontes, que están hechas de peptidoglicano.
Los plasmodesmos, poros de enlace en la pared celular que permiten que las células de las plantas se comuniquen con las
células adyacentes. Esto es diferente a la red de hifas usada por los hongos.
Los plastos, especialmente cloroplastos que contienen clorofila, el pigmento que da a la plantas su color verde y que permite que
realicen la fotosíntesis.
Los grupos de plantas sin flagelos (incluidas coníferas y plantas con flor) también carecen de los centriolos que están presentes
en las células animales. Estos también se pueden encontrar en los animales de todos los tipos es decir en un mamífero en un ave
o en un reptil.
c) Célula de los hongos
Las células de los hongos, en su mayor parte, son similares a las células animales, con las excepciones siguientes:
Una pared celular hecha de quitina.
Menor definición entre células. Las células de los hongos superiores tienen separaciones porosas llamados septos que permiten el paso de
citoplasma, orgánulos, y a veces, núcleos. Los hongos primitivos no tienen tales divisiones, y cada organismo es esencialmente una
supercélula gigante. Estos hongos se conocen como coenocíticos.
Solamente los hongos más primitivos, Chytridiomycota, tienen flagelo
c) Organelos y funciones
Estructura celular Características y funciones
Membrana plasmática
Define la extensión de la célula y establece sus límites.
Constituye una barrera selectivamente permeable.
Controla las interacciones de la célula con el medio extracelular .
Interviene en las respuestas a señales externas a la célula
Tiene espesor de 6 a 10nm
Citoplasma
La apariencia del citoplasma es granulosa debido a la presencia de ribosomas.
En el citoplasma se encuentra el citosol o hialoplasma, una solución constituida por agua y
enzimas, donde se realizan numerosas reacciones metabólicas.
Núcleo
El núcleo es la estructura más destacada de la célula eucarionte, tanto por su morfología como
por sus funciones.
Su tamaño es variable (5 a 10 μm), al igual que su ubicación, siendo en la mayoría de los tipos
celulares central.
Funciones:
Almacenar la información genética en el ADN.
Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de ARN.
Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través del producto de la expresión
de los genes de las proteínas.
Nucléolo
Es una región del núcleo que no posee membrana que lo limite. Está formado por fibras de una
proteína llamada cromatina.
En el nucléolo tiene lugar la formación de subunidades ribosómicas, la síntesis y procesamiento
de ARNr y actualmente se considera que desempeña un importante papel en la regulación del
ciclo celular
Citoesqueleto
Es propio de las células eucarióticas.
Es una estructura tridimensional dinámica que se extiende a través del citoplasma
Funciones:
Estabilidad y forma celular y locomoción celular.
División celular y movimiento de orgánulos internos.
Regulación metabólica.
Centriolos
Orgánulos con estructura cilíndrica, constituidos por 9 tripletes de microtúbulos, que forman
parte del citoesqueleto.
Característico de las células animales.
Funciones:
Intervienen en la división celular.
Contribuyen al mantenimiento de la forma de la célula.
Transportan orgánulos y partículas en el interior de la célula.
Conforman el eje citoesquelético en cilios y flagelos eucariotas.
Ribosomas
Son complejos macromoleculares de proteínas y ácido ribonucleico (ARN) que se encuentran en
el citoplasma, en las mitocondrias, en el retículo endoplasmático y en los cloroplastos.
Son un complejo molecular encargado de sintetizar proteínas a partir de la información genética
que les llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).
Mitocondria
Organelo apenas visible al microscopio óptico, formado por dos membranas, interna y externa,
que determinan la existencia de dos compartimientos, de los cuales el mayor y más interno se
conoce como matriz mitocondrial.
Funciones
Producción aeróbica de la energía.
Termogénesis: Es la capacidad de generar calor en el organismo debido a las reacciones
metabólicas.
Origen de especies reactivas de oxígeno.
Involucrada en la apoptosis o muerte celular programada.
Homeostasis del Calcio.
Retículo endoplásmico rugoso
Es un grupo de cisternas aplanadas que se conectan entre sí mediante túbulos.
Presente en todos los tipos celulares, se halla especialmente desarrollado en las células
secretoras de proteínas.
El REG ofrece una cara citosólica con de ribosomas, a los que debe su aspecto rugoso.
Funciones:
Síntesis y almacenamiento de proteínas.
Glucosilación de proteínas.
Retículo endoplásmico liso
Su aspecto es más tubular y carece de ribosomas. Es poco conspicuo en la mayoría de las células,
pero alcanza un notable desarrollo en las células secretoras de hormonas esteroides.
Funciones
Síntesis de lípidos (fosfolípidos, colesterol).
Contracción muscular (liberación de calcio).
Aparato de Golgi
Está compuesto por una serie de pilas formadas por cisternas muy aplanadas con unas
dilataciones laterales. Estas pilas están interconectadas entre sí por túbulos y vesículas.
En las células animales, el aparato de Golgi se localiza cerca del núcleo y alrededor del
centrosoma, que es un orgánulo citoplasmático del que surgen los microtúbulos.
Funciones:
Responsable de la mayor parte de las modificaciones que sufren los lípidos y las proteínas una
vez finalizada su síntesis en el RE.
Participa en la síntesis y reciclado de las membranas celulares.
Producción de membrana plasmática
Formación de los lisosomas.
Lisosomas
Pequeñas vesículas membranosas de forma esférica, producidas por el aparato de Golgi, que
contienen en su interior enzimas digestivas
Función:
Digerir macromoléculas y partes celulares viejas.
Pared celular
Es una capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las células de
plantas, hongos, algas y bacterias.
Función:
Protege el contenido de la célula y da rigidez a ésta, funciona como mediadora en todas las
relaciones de la célula con el entorno y actúa como compartimiento celular. Además, en el caso
de hongos y plantas, define la estructura y otorga soporte a los tejidos y muchas más partes de
la célula.
Vacuolas
Son organelos en forma de cavidades o sacos, llenas de líquido, casi siempre agua, rodeadas por
una membrana vacuolar (tonoplasto) que controla el movimiento de moléculas de y hacia el
citoplasma.
Está presente principalmente en plantas y hongos.
Peroxisomas
Organoides presentes en todas las células eucariontes, son vesículas ovoideas que están
rodeadas por una membrana simple y contienen enzimas en su interior.
Función:
La principal enzima que poseen es la catalasa, que descompone el peróxido de hidrógeno
producido en el peroxisoma o el originado en otras localizaciones, como el citosol, RE y las
mitocondrias.
Plástidos
Los plastos, plástidos o plastidios son orgánulos celulares eucarióticos, propios de las plantas y
algas.
Su función principal es la producción y almacenamiento de importantes compuestos químicos
usados por la célula. Juegan un papel importante en procesos como la fotosíntesis, la síntesis de
lípidos y aminoácidos, determinando el color de frutas y flores, entre otras funciones.
Tipos de plástidos
Cloroplastos: Son los orgánulos celulares que en los organismos eucariontes se ocupan de la
fotosíntesis.
Cromoplastos: Sintetizan y almacenan pigmentos. Su presencia en las plantas determina el color
rojo, anaranjado o amarillo de algunas frutas, hortalizas y flores.
Leucoplastos: Estos plastos son incoloros y se localizan en las células vegetales de órganos no
expuestos a la luz, tales como raíces, tubérculos, semillas y órganos que almacenan almidón.
PROCESOS FISIOLÓGICOS, TRANSPORTE MOLECULAR A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR Y SU INCIDENCIA EN ASPECTOS
METABÓLICOS (FOTOSÍNTESIS, RESPIRACIÓN, REPRODUCCIÓN Y FERMENTACIÓN)
1) Homeostasis. Proceso de mantener en condiciones constantes el medio interno de un sistema biológico.
Medio externo ------- Ambiente
Medio interno -------Células y tejidos
El término fue acuñado por Walter Cannon en 1926 para referirse a la capacidad del cuerpo para regular la composición
y volumen de la sangre, y por lo tanto, todos los fluidos que bañan a las células del organismo.
El término homeostasis deriva de la palabra griega Homeo que significa «igual» y stasis que significa «posición».
Homeostasis celular
Todos los organismos llevan a cabo la homeostasis a nivel celular ya que para poder vivir es necesario que los componentes
de las células se mantengan en unas concentracionesmás o menos uniformes.
Homeostasis en el ser humano
La homeostasis se produce en todos los organismos, pero se ha estudiado con más detenimiento en la especie humana
y en otros mamíferos superiores.
La homeostasis opera tanto en células aisladas como en células integradas.
Puesto que se mantienen condiciones constantes dentro de un tejido, cada célula está sometida a variaciones
más pequeñas en su propio medio externo.
La principal estructura de la homeostasis es la
membrana plasmática.
2) Transporte celular
Movilización del agua y solutos en respuesta a cambios
en el medio.
A través de :
Transporte pasivo: Vías difusionales: Difusión
simple, ósmosis y difusión facilitada (proteínas
transportadoras).
Transporte activo: Primario (bombas
biológicas), secundario (acoplado) y en masa
(vesicular).
3) Transporte activo y pasivo
El transporte pasivo
Es el intercambio simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no gasta energía, debido a
que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una
gran concentración a uno donde hay menor.
El transporte activo
Requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana, es el único que puede transportar
moléculas contra un gradiente de concentración.
4) Transporte pasivo. Vías difusionales:
a) Difusión simple
Proceso espontáneo en el que una sustancia se mueve desde una región de alta concentración a una de baja.
Movimiento neto de partículas de la sustancia a otras donde hay pocas, no se requiere consumo de energía
La cantidad de una sustancia en área particular se llama concentración.
Las sustancias difunden desde un área de mayor concentración a un área de menos concentración.
El proceso de difusión no requiere energía porque sus partículas se encuentran en movimiento
La diferencia de la concentración de una sustancia de un espacio dado se llama gradiente de concentración
L a difusión continua hasta que no haya gradiente de concentración
b) Ósmosis
La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de agua a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento
supone una difusión simple a través de la membrana, sin gasto de energía.
Comportamiento osmométrico de las células
Solución Isotónica
Las moléculas de agua entran y salen de la célula a la misma tasa y las células mantienen su forma normal
La célula están en equilibrio con la solución, no hay movimiento del agua, es decir la concentración del medio
está igual a la concentración de la célula
La mayoría de las células se encuentran en esta solución, como la sangre
Solución hipertónica
Cuando hay mucho soluto y poca agua
El agua sale de la célula y se hace chiquita se llama plasmólisis
Si la solución es extremadamente hipotónica es posible que la célula estalle
Las células vegetales no estallan por su pared celular rígida. En lugar de estallar se hace más rígida
Solución hipotónica
La concentración de soluto es mayor en el exterior que en el interior de la misma. El movimiento neto del agua
es hacia el exterior de la célula
Las células animales se escogen, debido a la baja presión
Las células vegetales pierden agua
Turgencia:
Se produce cuando las condiciones del medio extracelular son hipotónicas. Es la
presión ejercida por los fluidos y por el contenido celular sobre las paredes de la
célula.
Plasmólisis:
Se produce cuando las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, es decir,
que tienen una concentración mayor que la que existe en el interior celular. Debido a
esto, el agua que hay dentro de la célula sale al medio y la célula se deshidrata, ya
que pierde el agua que la llenaba, reduciendo así su tamaño.
Presión osmótica
Aquella presión que es necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.
Cuando una célula se sumerge en un líquido con diferente concentración a la de su interior, la presión osmótica puede ocasionar
plasmólisis o turgencia.
Concentración interna Concentración externa Nombre de la solución Movimiento neto del agua
Menor Mayor Hipertónica Hacia el exterior
Igual Igual Isotónica Hacia el interior y hacia el exterior en
forma equilibrada
Mayor Menor Hipotónica Hacia interior
c) Factores que afectan la difusión
La concentración de solutos:
Cuando es alta, la difusión ocurre más rápidamente debido a las colisiones de las partículas.
Temperatura y presión
Tanto la temperatura y la presión aumentan la tasa de difusión.
A altas temperaturas las partículas se mueven más rápido y altas presiones se juntan unas con otras, esto incrementa las
colisiones y se acelera la difusión.
5) Transporte pasivo. Vías difusionales:
a) Difusión facilitada
Por medio de acarreadores o transportadores y proteínas de canal con sitios de unión específicos para el compuesto transportado.
Es saturable.
El flujo llega a su Velocidad máxima (Vmax) cuando todos los transportadores están ocupados.
b) Proteínas de canal y transportadores
Proteínas de canal: Son proteínas transmembrana que contienen poros acuosos que cuando se abren permiten el paso selectivo de iones
específicos a través de las membranas celulares.
Transportadores o “carriers”: Proteínas de transporte de membrana que se unen al soluto y lo transfieren a través de la membrana por
cambios en su conformación.
c) Transporte activo
Transporte activo primario: Mediante proteínas acarreadoras llamadas bombas o ATPasas. Utiliza energía de proteínas de membrana.
Transporte activo secundario: Utiliza la energía para crear un gradiente a través de la membrana.
Transporte en masa o vesicular: Utiliza la energía para mover partículas grandes.
d) Transporte activo primario: Bomba de sodio-potasio: ATPasa Na+ - K+
Su función es el transporte de los iones inorgánicos más importantes en biología (el sodio y el potasio) entre el medio extracelular y el
citoplasma. Utiliza energía de la hidrólisis del ATP.
Bombea activamente iones de Na+ hacia el interior iones y hacia el exterior iones K+
Proceso electrogénico.
Consta de 2 subunidades: una catalítica a (1 000 aminoácidos) y una ß glucosilada.
e) Transporte activo secundario:
Transporte acoplado
El transporte de glucosa está acoplado al transporte de iones sodio. El sodio y azúcares, se mueven simultáneamente hacia el
interior de la célula a través de la misma proteína.
En algunos procesos, el movimiento de entrada de iones sodio, está acoplado al movimiento de salida de otra sustancia como
iones calcio. El sodio y el calcio, se unen a la misma proteína transportadora.
f) Transporte de partículas grandes
Endocitosis: proceso en el cual una célula envuelve a una sustancia del medio extremo, encerrado la sustancia a una parte de la membrana
plástica , entonces la membrana revienta y libera la sustancia en el interior de la célula
Exocitosis : es la excreción de la sustancia a nivel de la membrana plástica se usa para expulsar desechos y secretar sustancias, como
hormonas producidas por la célula
Fagocitosis
Consiste en la incorporación de partículas de gran tamaño de partículas de gran tamaño como son bacterias, restos celulares o
virus
Pinocitosis
Es un proceso mediante el cual se incorporan grandes cantidades de fluido extracelular
6) Metabolismo
Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Estos complejos procesos
interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse,
mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
a) Fases del metabolismo
Catabolismo
Reacciones destructivas.
Moléculas orgánicas complejas se convierten sencilla
Se obtiene energía ATP.
Se producen moléculas.
Anabolismo
Reacciones constructivas.
Precursores sencillos se convierten en moléculas complejas.
Se gasta energía ATP.
Reacción endergónica y exergónica
Una reacción exergónica describe una reacción química que libera energía en forma de calor, luz, etc.
Una reacción endergónica es aquella en la cual hay consumo de energía.
7) Fotosíntesis
Proceso por medio del cual algunos organismos autótrofos transforman la energía luminosa en energía química
¿En dónde se realiza la fotosíntesis?
Fase uno ( lumínica )
El primer paso de la fotosíntesis es la absorción de la luz
Las plantas poseen organelos que capturan la energía luminosa
Las reacciones dependientes de la luz la energía lumínica es absorbida y luego se convierte en energía química en forma de ATP
Y NADPH
Cloroplastos capturan la energía luminosa en los organismos fotosintéticos son organelos con forma discos que contienen dos
compartimientos principal esenciales para la fotosíntesis
Los Cloroplastos son organelos que tienen dos compartimientos:
El primer compartimiento se llama tilacoide : so membranas aplanadas parecidas a sacos dispuestas en forma apilada
estas pilas se llaman granas
El segundo compartimiento es el estroma: espacio lleno de fluido que se encuentra fuera de las granas
Las reacciones dependientes de la luz ocurren en el tilacoides las reacciones independientes de la luz ocurren en el estroma
Las moléculas llamadas pigmentos que absorben la luz de colores se encuentra en las membranas de los tilacoides de los
cloroplastos
Los principales pigmentos que absorben la luz de las plantas son las clorofilas las más comunes clorofila y la clorofila b
La clorofila permite que las plantas se vean verdes al ojo humano
Fase 2: Ciclo de Calvin o fase oscura
Es la serie de reacciones por medio de las cuales se
forman azúcares sencillos mediante la utilización del
dióxido de carbono y del hidrógeno del agua
Se almacena la energía en moléculas orgánicas como
la glucosa
Las reacciones se conocen como reacciones
independientes de luz
Las reacciones independientes de la luz ATP y
NADPH para la absorción de glucosa
Las reacciones ocurren en el estroma de los
cloroplastos
El resultado global, es la formación de azúcares
simples para formar otros carbohidratos complejos
como almidón y celulosa
La quimiosíntesis es un proceso por el cual un organismo autótrofo obtiene energía de compuestos inorgánicos en vez de
hacerlo a partir de la luz solar
Los procesos aeróbicos requieren oxígeno para llevarse a cabo
8) Vías alternas de la fotosíntesis
PLANTAS C3 (modelo básico de la fotosíntesis)
Se llama así porque el bióxido de carbono primero se incorpora en un compuesto de carbono-3 y mantiene las estomas abiertas
durante el día. Aquí la fotosíntesis se lleva a cabo a través de la hoja.
PLANTAS C4
Se llama C4 porque el CO2 primero es incorporado a un compuesto de carbono- 4; se lleva a cabo en las células internas y
mantiene las estomas abiertos durante el día.
PLANTAS CAM (Metabolismo ácido de las crasuláceas)
Se llama así en honor a la primera familia de plantas en las que se descubrió "Crassulaceae" y porque el CO2 es almacenado en
forma de ácido antes de ser usado en la fotosíntesis. Los estomas se abren por las noches cuando es más difícil que el agua se
evapore y por lo general están cerrados durante el día.
4) Factores que afectan a la fotosíntesis
9) Respiración celular
La respiración celular o respiración interna es el conjunto de reacciones bioquímicas por las cuales determinados compuestos orgánicos
son degradados completamente, por oxidación, hasta convertirse en sustancias inorgánicas, proceso que rinde energía (en forma de ATP)
aprovechable por la célula.
Ocurre en dos etapas
Fase 1 Glicólisis, es un proceso anaeróbico (no requiere oxigeno)
La glucosa se descompone en el citoplasma a través de este proceso
Se forman dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH por cada molécula de glucosa descompuesta
Fase 2 Respiración aeróbica : es un proceso que incluye el ciclo Krebs y el transporte electrónico
La serie de reacciones en las que el piruvato se descompone en dióxido de carbono se llama Ciclo de Krebs
El transporte electrónico es la última etapa de la degradación de la glucosa
TEMA III GENETICA Y HERENCIA
I) DNA: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
A) DNA: El material genético
Fredrick Griffith desarrolló un experimento importante que llevó al descubrimiento del DNA como material genético
Es una estructura lineal.
Tiene forma de doble hélice o escalera de caracol, la formada por dos hebras de nucleótidos
La hélice doble está formada por dos cadenas entrelazadas de unidades básicas llamadas nucleótidos
B) Estructura del DNA
Nucleótidos
Consiste en un grupo fosfato, una molécula de azúcar desoxirribosa cuatro bases nitrogenadas: adenina (A) , guanina (G),
citosina (C) y timina (T)
Base nitrogenada: es un anillo que contiene uno o más átomos de hidrógeno
Las dos cadenas se mantienen unidas mediante fuentes de hidrógeno entre las bases
Se dice que los pares que forman estas bases son complementarias
Los lados de la escalera se forman por unidades de azúcar y un fosfato, mientras que los peldaños de la escalera está formados
por los pares de bases
C) Chargaff
Analizó la cantidad de adenina, guanina, timina y citosina en el DNA de varias especies
Encontró que, en una misma especie, la cantidad de guanina casi iguala la cantidad de citosina y la cantidad de adenina casi iguale la
cantidad de timina. Este descubrimiento se conoce como la regla de Chargaff.
Regla de Chargaff : C=G y T=A
D) Replicación del DNA
La replicación del ADN es el proceso según el cual una molécula de ADN de doble hélice da lugar a otras dos moléculas de ADN. Ocurre
en el núcleo en los eucariotas.
Se dice que la síntesis de ADN es semiconservativa porque cada una de las moléculas de ADN "hijas" está formada por una hebra de ADN
original y otra complementaria sintetizada de nuevo. Ocurre a una velocidad de 50 nucleótidos por segundo en el ser humano.
El proceso de replicación en procariontes y eucariontes es similar, las diferencias entre uno y otro son el mayor tamaño del material
genético en eucariontes, su empaquetamiento con histonas, que en los eucariontes se producen muchas horquillas de replicación al mismo
tiempo, y que se conocen menos las proteínas que intervienen en eucariontes que en procariontes.
a) Características de la replicación
Semiconservativa: se conserva solo la mitad de la información de la cadena madre.
Bidireccional: se hace la llamada horquilla de replicación.
Semidiscontinua: quiere decir que va a haber una de estas cadenas que se copiara directa y la otra va a replicarse haciendo pequeñas
paradas.
La adenina solo se une con la timina La citosina con la timina
El par G-C establece tres puentes de hidrógeno y el par A-T establece sólo dos
b) Etapas de la replicación
Primera etapa
Desenrrollamiento y apertura de la doble hélice. en el punto Ori-c
Intervienen un grupo de enzimas y proteínas, a cuyo conjunto se denomina replisoma
Primero: intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento
Segundo: actúan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento.
Tercero: Actúan las proteínas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.
Segunda etapa
Síntesis de dos nuevas hebras de ADN.
Actuan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´.
Intervienen las ADN polimerasa I y III, que se encargan de la replicación y corrección de errores. La que lleva la mayor parte del
trabajo es la ADN polimerasa III
Actúa la ADN polimerasa II, corrigiendo daños causados por agentes físicos.
La cadena 3´-5´es leída por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas (cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no
puede ser leída directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos (fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido
5´-3´y que más tarde se unen . Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta.
La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la síntesis por sí sola, para esto necesita un cebador (ARN) que es sintetizado por
una ARN polimerasa (=primasa). Este cebador es eliminado posteriormente.
Tercera etapa: corrección de errores.
El enzima principal que actúa como comadrona (R. Shapiro) es la ADN polimerasa III, que corrige todos los errores cometidos
en la replicación o duplicación. Intervienen otros enzimas como:
Endonucleasas que cortan el segmento erróneo.
ADN polimerasas I que rellenan correctamente el hueco.
ADN ligasas que unen los extremos corregidos
E) DNA, RNA y proteínas
El DNA codifica el RNA, el que sirve luego de guía en la síntesis de proteínas
Una de las características importantes del DNA que permaneció sin ser descubierta, fue cómo servía el DNA como código genético para la
síntesis de proteínas
F) RNA, estructura y función
ARN
Es un ácido nucleico similar al ADN
Contiene azúcar ribosa, la base uracilo reemplaza a la timina y es de una sola hebra
La base uracilo reemplaza a la timina
Es de una sola hebra
G) Existen tres grandes tipos de RNA en las células vivas
Nombre Descripción Función
RNA mensajero
(mRNA)
Son largas hebras de nucleótidos que se forman de manera
complementaria a una hebra de DNA Van del núcleo a loas ribosomas para dirigir
la síntesis de proteínas en el citoplasma
RNA ribosomal
(rRNA)
Se asocia con la proteínas para formar el
ribosoma
RNA de transferencia
(tRNA)
Son segmentos más pequeños que nucleótidos de RNA Transportan aminoácidos al ribosoma
G) Conceptos
Codón
Es el código de tres bases del DNA o del mRNA
Genoma
Es el DNA total presente en el núcleo de cada célula
Mutación
Cambio o error en la secuencia del DNA celular
Puede afectar la síntesis de toda la molécula
Tipos de mutación
Mutación puntual: es el cambio en una de las bases de un par de DNA
Mutación por eliminación: el ARN estaría desfasado por lo que hace que casi todos los aminoácidos cambien
Mutación por adición: cuando se añade DNA
2) GENETICA MENDELIANA
1) Herencia:
La transmisión de rasgos de una generación a otra
2) Genética
Es la ciencia de la herencia, comenzó con Mendel
3) ¿Quién es considerado el padre de la genética?
Gregor Mendel
4) La generación progenitora de los experimentos de Mendel, también es conocida como:
Mendel observó que ciertas variedades de plantas de arvejas de jardín producían ciertas formas de un rasgo
Decidió polinizar las plantas entre sí y transferir los gametos masculinos de la flor de una variedad pura de semilla verde al
órgano femenino de una flor de una variedad pura de semilla amarilla
Para evitar la autofecundación , Mendel extrajo los órganos masculinos de la flor de la planta de semilla amarilla
Mendel denominó las plantas de semilla verde y de semilla amarilla la generación progenitora, también como la generación P
5) Generaciones F1 y F2
Mendel cultivó las semillas del cruce entre las plantas de
semilla verde y semilla amarilla, todos la progenie tuvo
semillas amarilla
La progenie de este cruce P se llama primera
generación filial F1
El rasgo de la semilla verde pareció
desaparecer en la generación F1 y Mendel
decidió investigar si el rasgo ya no estaba
presente o si estaba escondido o encubierto
Mendel sembró la generación F1 de semillas
amarillas, dejo que plantas crecieran y se
autofecundaran y luego examinó las semillas
de este cruce
Los resultados de la segunda generación filial
F2 o progenie del cruce F1
De todas las semillas que cosechó, 6022 eran
amarillas y 2001 verdes, lo cual implica razón casi perfecta de 3:1 de semillas amarillas a verdes
6) Genes pares
Alelo
Forma alternativa de un solo gene que pasa de generación en generación. Por lo tanto el gene de las semillas amarillas y el gene
de las semillas verdes son formas diferentes del mismo gene
Mendel llamó dominante a la forma del rasgo que apareció en la generación F1 y recesiva a la forma de rasgo encubierto en la generación
F1
En el cruce entre las plantas de semillas amarillas con las semillas verdes, las semillas amarillas eran la forma dominante del
rasgo y las semillas verdes la forma recesiva
7) Dominancia
Homocigoto
Un organismo con los dos alelos iguales para un mismo rasgo
Las plantas homocigotos de semilla amarilla son YY, de las semillas verdes yy
Heterocigoto
Organismo con dos alelos diferentes para un rasgo particular, para este rasgo Yy
Genotipo
Nombre que reciben los pares alelos de un organismo.
En el caso de las plantas con semillas amarillas, sus genotipos pueden ser YY o Yy
Fenotipo
Son las características observables o la expresión externa de un par de alelos
El fenotipo de las plantas de arveja son el genotipo yy son las semillas verdes
8) Ley de la segregación de Mendel
Mendel utilizó los homocigotos de las plantas de semillas amarillas y verdes en su cruce P
Los alelos de cada rasgo se separan durante la meiosis. En la fecundación, se unen alelos de ese rasgo
El siguiente dibujo muestra la unión de los alelos durante la fecundación para producir el fenotipo Yy, todas las plantas resultantes de la
generación F1 tendrán el genotipo Yy y tendrán semillas amarillas, ya que el amarillos domina sobre el verde. Estos organismos
heterocigotos se les llama híbridos
9) Cruce monohíbrido
Es un cruce de Yy, que comprende híbridos de un solo rasgo
10) Ley de distribución independiente
Indica que durante la formación de gametos ocurre una distribución aleatoria de alelos. Los genes en cromosomas separados se
distribuyen independientemente durante la meiosis|
11) Cuadros de Punnet
A principios del siglo XX, Punnett desarrolló lo que hoy se conoce como el cuadrado de Punnett para predecir la posible progenie de un
cruce entre dos genotipos conocidos
Los cuadrados de Punnett facilitan el seguimiento de los posibles genotipos que participan en un cruce
3) GENETICA NO MENDELIANA
1) Cuando un organismo es heterocigoto para un rasgo, su fenotipo será el del rasgo dominante
2) Dominancia incompleta
Cuando el fenotipo heterocigoto es un fenotipo intermedio entre los dos fenotipos homocigotos
3) Codominancia
Ambos alelos se expresan en la condición heterocigoto
4) Alelos múltiples:
Presencia de más de dos alelos para un rasgo genética
Los grupos sanguíneos humanos se determinan por alelos múltiples
5) Grupos sanguíneos
Los grupos sanguíneos ABO tienen tres formas de alelos a veces marcadores AB
IA tipo de sangre A
IB tipo de sangre B
i tipo de sangre O
El tipo O es la ausencia de marcadores AB
i es recesivo a IA e IB
IA e IB son codominantes, sangre del tipo AB resulta tanto en el alelo IA como del IB
Los grupos ABO son ejemplo tanto de alelos múltiples como codominancia
La sangre también tiene factores Rh que se heredan de cada progenitor
El factor Rh puede ser + o –
Rh+ es dominante
El factor Rh es una proteína sanguínea
6) Epistasis
Es el resultado de un alelo que esconde los efectos de otro alelo
7) Determinación del sexo
Cada célula en tu cuerpo, a excepción de los gametos contiene 46 cromosomas o 23 pares de cromosomas
Un par de los 23 cromosomas son los cromosomas sexuales, determina el género de un individuo
XX femenino
XYmasculino
Los 22 pares de cromosomas restantes se llaman autosomas
8) Rasgos ligados al sexo
Los rasgos controlados por los genes localizados en el cromosoma X se llaman rasgos ligados al sexo
El alelo para la calvicie es recesivo en las hembras pero dominante en los varones
Un varón será calvo si fuese heterocigoto para el rasgo, mientras que la hembra lo sería solo si fuese homocigoto recesivo
Daltonismo
Es debido a un rasgo recesivo ligado al cromosoma X
El daltonismo es muy raro en las hembras
Hemofilia
El otro trastorno ligado al sexo recesivo, se caracteriza por la coagulación tardía de la sangre
Es más común en los varones que en las hembras
7) Rasgos poligénicos
Son aquellos fenotípicos que surgen de la interacción de múltiples pares de genes
Ejemplo:
Color de piel, altura, color de ojos y patrón de huella digital
Una característica de los rasgos poligénicos es que al graficar la frecuencia del número de alelos dominantes el resultado es una gráfica
acampanada
8) Genes y cromosomas
a) Estructura del cromosoma
En la eucariotas
El DNA se organiza en cromosomas individuales
La longitud de un cromosoma humano varía entre 51 y 245 millones de pares de bases
Para caber en el núcleo, el DNA se enrolla apretadamente alrededor de un grupo de proteínas de forma granular denominadas
histonas, formando el nucleosoma
La nucleosomas se agrupa en fibras de cromatina, que se enrollan aún más para formar aún más para formar la estructura de
DNA reconocida como cromosoma
b) Estudio del cariotipo
Cariotipo
Se forma a partir de que los pares de cromosomas homólogos se ordenan de manera ascendente
Los cariotipos de los varones y hembras humanos, tienen cada uno 23 pares de cromosomas
Los 22 autosomas se emparejan con un par de cromosomas sexuales no concordantes
c) Telómeros
Son plantas o capuchas protectoras en que terminan los cromosomas
Juegan un papel un papel tanto en el envejecimiento como en el cáncer
d) La no disyunción
Es aquella división celular en que ocasionalmente no logran separarse adecuadamente las cromátides hermanas
¿Qué ocurre cuando la no disyunción ocurre durante la meiosis I o la meiosis II?
Los gametos resultantes no tendrán el número correcto de cromosomas
La no disyunción puede ocurrir en cualquier organismo en donde se producen gametos a través de la meiosis
Monosomía
Cuando se tiene un conjunto de tres cromosomas
e) Aneuploidía
Cambio en el número cromosómico, que puede dar lugar a enfermedades genéticas. Un aneuploide es un individuo cuyo número de
cromosomas difiere en su dotación cromosómica debido a un cromosoma extra o ausente, que siempre se asocia con una deficiencia en el
desarrollo físico, mental o ambos.
Tipos de Aneuploidía
Trisomía 21 : síndrome de Down Trisomía 18: síndrome de Edwards
Trisomía 13 síndrome de Turner Trisomía X: síndrome de Turner
Trisomía XXY: síndrome de Klinefelter
a) Síndrome de Down
Uno de los primeros trastornos cromosómicos humanos
Se llama trisomía 21
Tienen tres copias del cromosoma 21
Características del Síndrome de Down
Rasgos faciales distintivos
Baja estatura
Defectos cardiacos
Retrasos mentales
Estudios demuestran que el riesgo de tener un hijo con síndrome de Down es aproximadamente 6% en las madres que tienen 45 años o
más
b) Cuadro de la no disyunción de cromosomas sexuales
Genotipo XX XO XXX XY XXY XYY OY
Ejemplo
Fenotipo
Mujer
normal
Mujer con
síndrome de
Turner
Mujer casi
normal
Varón
normal
Varón con
síndrome de
Klinefelter
Varón
normal o
casi normal
Resulta en
la muerte
TEMA IV ECOLOGIA
1) Niveles de organización
Organismo (las interacciones de un ser vivo dado con las condiciones abióticas directas que lo rodean).
Población (las interacciones de un ser vivo dado con los seres de su misma especie).
Comunidad (las interacciones de una población dada con las poblaciones de especies que la rodean).
Ecosistema (las interacciones propias de la biocenosis sumadas a todos los flujos de materia y energía que tienen lugar en ella).
Biosfera (el conjunto de todos los seres vivos conocidos).
X X X XXX X Y XXY XYY Y
b) Organismo
Un ser vivo es un conjunto de átomos y moléculas, que forman una estructura material muy organizada y compleja, en la que intervienen
sistemas de comunicación molecular, que se relaciona con el ambiente con un intercambio de materia y energía de una forma ordenada y
que tiene la capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida que son la nutrición, la adaptación y la reproducción, de tal manera
que los seres vivos actúan y funcionan por sí mismos sin perder su nivel estructural hasta su muerte.
c) Población
Es un conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo y que comparten ciertas
propiedades biológicas, las cuales producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. La cohesión reproductiva implica el
intercambio de material genético entre los individuos. La cohesión ecológica se refiere a la presencia de interacciones entre ellos,
resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia y la reproducción, al ocupar un espacio generalmente heterogéneo en
cuanto a la disponibilidad de recursos.
d) Comunidad
Es el conjunto de organismos de todas las especies que coexisten en un espacio definido llamado biotopo que ofrece las condiciones
ambientales necesarias para su supervivencia. Puede dividirse en fitocenosis, que es el conjunto de especies vegetales, zoocenosis
(conjunto de animales) y microbiocenosis (conjunto de microorganismos).Es el conjunto de poblaciones de diferentes especies, que
habitan una zona geográfica determinada y se ve influenciada por factores físicos como la luz, la temperatura, la humedad.
e) 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. También se puede definir así: "Un
ecosistema consiste de la comunidad biológica de un local y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente abiótico.
f) Biosfera
Es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos propios del planeta Tierra, junto con el medio físico que les rodea y que ellos
contribuyen a conformar. También se habla de biosfera, en ocasiones, para referirse al espacio dentro del cual se desarrolla la vida. La
biosfera está distribuida cerca de la superficie de la Tierra, formando parte de la litosfera, hidrosfera y atmósfera. La biosfera es el
ecosistema global.
Es una creación colectiva de una variedad de organismos y especies que interactuando entre sí, forman la diversidad de los ecosistemas.
Tiene propiedades que permiten hablar de ella como un gran ser vivo, con capacidad para controlar, dentro de unos límites, su propio
estado y evolución.
2) Estructura del ecosistema
Flujo de energía, está situado en la cadena de interdependencia alimenticia de los organismos que conforman a un ecosistema, y según su
posición en ella se clasifican en: Productores, consumidores y desintegradores.
Productores: Son todas las plantas verdes que producen sus propias sustancias alimenticias a partir de compuestos inorgánicos y luz
(fotosíntesis), también se les denomina, autótrofos.
Consumidores: Son todos aquellos organismos que no producen sus propios alimentos, animales, y que los obtienen ya elaborados de
otros organismos, también se les denomina, heterótrofos. Estos a su vez, se clasifican en: Primarios, Secundarios y terciarios.
Lugar del hombre dentro del ecosistema: El hombre ocupa un lugar preponderante en el ecosistema, puesto además de ser el consumidor
más importante de ciertas plantas y animales, se considera como el eslabón final del flujo de energía.
Interacción del hombre con el medio: Se observa en todos los cambios que ha realizado para su bienestar en los diferentes ecosistemas,
estos pueden ser benéficos o destructivos para los demás componentes bióticos del ecosistema. Los cambios más significativos son:
Explotación de los bosques, la creación de tierras de cultivo, de carreteras, puentes, ciudades, presas, etc.
a) Recursos Naturales
Recursos bióticos y abióticos
Al estudiar la ecología la interacción de los seres vivos con su medio, intenta explicar como se realiza dicha interacción por lo
que indica que un ecosistema está formado por:
Factores bióticos: son todos los individuos de una población y entre las poblaciones de las comunidades ecológicas,
por ejemplo: las plantas, animales.
Factores abióticos: comprenden a todos los elementos del entorno inorgánico, como la luz, temperatura, la humedad y
otros componentes del clima, así como la composición del agua, aire y suelo. Estos factores determinan la clase y
número de organismos que se encuentran en un lugar determinado en un momento dado.
De acuerdo con sus relaciones tróficas, un ecosistema se compone de productores primarios, plantas verdes y otros organismos que
utilizan energía solar o química para elaborar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos; Consumidores primarios o herbívoros,
que consumen plantas u otros productores primarios; consumidores secundarios o carnívoros, que asimilan los compuestos elaborados
por los productores primarios de manera indirecta, y desintegradores, bacterias, protozoarios y hongos, que descomponen moléculas
complejas (de organismos muertos por ejemplo); absorben algunos productos de descomposición y liberan moléculas simples que son
reutilizadas por los productores primarios incorporándolas de nuevo al ciclo.
b) Conservación, abuso en el manejo de los recursos
Conservación: Los recursos se dividen en dos tipos: renovables y no renovables.
Renovables: Son todos aquellos recursos que se pueden regenerar, son naturales por lo general, por lo que para conservarlos, se requiere
de métodos o técnicas para reproducirlos natural o artificialmente, siempre y cuando no haya una explotación desmedida de la especie,
será posible esto. Los recursos renovales más importante son: agrícolas, ganadero, forestales y pesqueros.
No renovables: Son todos aquellos recursos, en su mayoría minerales, que no se pueden regenerar, por lo que su explotación debe ser
racional. Los ejemplos más comunes son: El petróleo y algunos minerales.
Abuso en el manejo de los recursos: El abuso de los recursos naturales pueden traer un desequilibrio en los ecosistemas naturales de estas
especies, así como su extinción. Mientras que en el caso de los recursos no renovables su sobreexplotación traería su más rápida extinción,
este en el caso del petróleo.
Contaminación Se define como la alteración de la pureza o estructura de las características naturales de la atmósfera.
Diferentes tipos de contaminación: Los agentes contaminantes son de diferentes topos: Sólido, Líquido y Gaseosos. Además, se pueden
clasificar según el factor que afecta.
c) Problemas ecológicos por la contaminación del aire, suelo y agua.
Aire: se produce la ozonización (altos índices de ozono), el efecto de invernadero (aumento del dióxido de carbono que produce un
calentamiento mayor en la atmósfera); la inversión térmica que altera el orden de las capas atmosféricas, lo que trae consigo la
acumulación de partículas contaminantes en la atmósfera.
Agua: se produce la contaminación de ríos, lagos, manantiales y pozos subterráneos
que son fuente de agua potable para la supervivencia de plantas y animales. Por otro
lado, también generan problemas en la vida marina al contaminar los mares y océanos
provocando la muerte de muchas especies.
Suelo: se produce la desertificación y deforestación, debido a la sobreexplotación del
uso de la tierra y los árboles. Por otro lado, el suelo suele ser el “basurero” de los
desperdicios humanos.
Pérdida de la biodiversidad por efectos de la contaminación:
Los efectos de la contaminación, deforestación, desertificación, etc.; se
observan en la pérdida de especies acuática y terrestre en nuestro planeta, las
cuales son irremplazables.
d) Ciclo alimenticio
Dinámica del ecosistema
Flujo de energía en las cadenas y tramas alimenticias.
Una cadena alimenticia es una cadena que involucra el alimentarse y servir de alimento, de modo que se logra conectar a través
de diversos organismos a los grandes animales carnívoros con la fuente primigenia de alimento que es el organismo autotrófico
(plantas y algunas bacterias).
Las cadenas alimenticias son una forma de mostrar el flujo de energía, cuando dicho ecosistema es sencillo, la energía
alimenticia avanza a través de una cadena en la que un paso sigue al otro. Más comúnmente, sin embargo, en los sistemas
naturales se dan numerosas interacciones alimentarias, por lo que la expresión “red alimenticia” explica con más claridad que el
concepto “cadena alimenticia” lo que realmente acontece.
Un concepto relacionado con el de cadena alimenticia es el de pirámide ecológica o numérica. Esta representación muestra, para
un ecosistema dado, el número de individuos en cada nivel trófico.
Ciclo biogeoquímicos.
Este describe los caminos de los nutrimentos que siguen durante su tránsito de las comunidades a las partes inanimadas de los
ecosistemas y luego de regreso a las comunidades.
Las fuentes y lugares de almacenamiento de nutrimentos se denominan reservas. Las reservas principales se encuentran general
mente en el ambiente inanimado, o abiótico. Por ejemplo, existen varias reservas importantes de carbono: este elemento se
almacena como dióxido de carbono en la atmósfera, en solución en los océanos y en forma de combustible fósiles en el subsuelo.
3) Relaciones entra e interpoblacionales
Relaciones interespecíficas negativas
a) Competencia
Se produce entre especies diferentes que tienen necesidades parecidas y que coexisten en el mismo lugar. En general, los organismos que
compiten ocupan el mismo nicho ecológico, es decir, ocupan el mismo lugar en la cadena alimentaria y utilizan el mismo alimento. Solo se genera
competencia entre ellos si el recurso que aprovechan es limitado, es decir, si se renueva lentamente o se agota. La luz, el agua, los alimentos o los
sitios donde anidan o descansan los individuos son algunos de los recursos que podrían generar competencia entre ellos. Aquella especie que sea
más eficiente en utilizar los recursos eliminará a la otra. No obstante, algunas especies parecidas logran coexistir en la comunidad reduciendo al
mínimo la competencia entre ellas. Se afirma que en la naturaleza no hay competencia interespecífica de animales y vegetales, ya que uno de esos
individuos terminaría desapareciendo.
b) Depredación
Se establece cuando un animal (depredador) mata a otro (presa) para alimentarse. Casi siempre el primero es de mayor tamaño que la
presa (gato y ratón, araña y mosca, pez grande y pez chico). En estos ejemplos, la depredación es importante en la alimentación de los carnívoros.
Por otra parte, las plantas son objeto de depredación por parte de animales herbívoros como los equinos, ovejas, jirafas y langostas.
c) Parasitismo
Es una relación entre poblaciones donde una de ellas se perjudica y la otra se beneficia. Un parásito es un organismo animal o vegetal que
vive a expensas de otro llamado huésped, del cual obtiene alimento y hasta alojamiento. El parasitismo es una relación obligada, ya que el parásito
no puede vivir sin su huésped. Hay parásitos que son bacterias, gusanos e insectos que se nutren de organismos animales y vegetales. Hay parásitos
que viven dentro del huésped como algunos gusanos y bacterias y otros que se alojan sobre el cuerpo del hospedador como los piojos, las pulgas y
las garrapatas.
Relaciones interespecíficas positivas
a) Comensalismo
Es la relación entre dos especies diferentes donde una de ellas procura su alimento sin perjudicar a la otra. Un ejemplo es la rémora y el
tiburón. La rémora es un pez con una aleta en dorsal que se adhiere a la zona ventral del tiburón. De esa forma se asegura protección y alimentos
que escapan de las mandíbulas del tiburón. Este último no se beneficia pero tampoco se perjudica. También hay comensalismo entre:
-Las plantas epífitas que viven adheridas a la corteza de los árboles, como las orquídeas y algunos helechos.
-El pájaro carpintero y los árboles.
-Animales carroñeros y predadores carnívoros.
b) Mutualismo
En esta relación, las especies obtienen provecho de la asociación aunque no es obligada, ya que cada individuo puede subsistir sin la
ayuda del otro. Por lo general, es una relación temporal. Un ejemplo de mutualismo se da entre las plantas con flores que son visitadas por algunos
insectos como las abejas o por aves como el colibrí. Estos animales aprovechan el néctar de las flores, mientras que las plantas se benefician porque
los insectos y las aves transfieren el polen a las estructuras femeninas de otras plantas. Otros ejemplos de mutualismo:
Relaciones interpoblacionales
Neutralismo
Competencia
Depredación
Parasitismo
Comensalismo
Mutualismo
Simbiosis
Relaciones intrapoblacionales
Competencia
Gregaria
Sociales
Coloniales
Familiares
-Ciertas aves que se alimentan de los parásitos que viven sobre el cuerpo de algunos mamíferos como jirafas, rinocerontes y búfalos.
-Cuando el "pájaro de la miel" descubre un panal de abejas, al no poder destruirlo emite un sonido que es captado por el tejón de la miel. Este
mamífero se encarga entonces de destrozar el panal para poder alimentarse. Cuando se retira del lugar, el pájaro aprovecha los restos dejados por el
tejón.
c) Simbiosis
Es una relación similar al mutualismo porque las dos especies involucradas sacan provecho mutuo, aunque la diferencia radica en que la
simbiosis es una relación obligada donde ambas especies dependen mutuamente una de otra para la subsistencia. El ejemplo más notable de
simbiosis son los líquenes. Un liquen es la unión entre un tipo de alga y una especie de hongo. Las células del alga son verdes, con lo cual producen
alimentos a través de la clorofila. El hongo posee unos filamentos que rodean a las células del alga para alimentarse de ella. Por su parte, el hongo
retiene la humedad del ambiente protegiendo al alga de la desecación. Otro ejemplo de simbiosis ocurre en el estómago de los rumiantes como
vacunos, ovinos y camellos, donde viven microorganismos que ayudan a digerir la celulosa de los vegetales que comen. A su vez, estos
microorganismos se benefician con productos de la digestión de los rumiantes.
Relaciones intraespecíficas de cooperación
a) Poblaciones gregarias
Los animales que se agrupan para vivir se denominan “especies gregarias”. Estas poblaciones se caracterizan por ser numerosas,
temporales y sin parentesco entre sus miembros. La vida gregaria implica que los individuos desarrollen actividades comunes y comportamientos
semejantes. Tiene por objetivo la obtención de alimentos y la defensa del grupo. Muchos peces son ejemplo de ello formando el cardumen, donde
cada individuo se dispone en forma paralela y cada uno sirve de marca o señal a su vecino. La distancia que separa a cada pez es igual a un largo de
cuerpo. Si el cardumen es atacado, los peces se abren en abanico y quedan a las espaldas del atacante, éste se confunde y abandona el lugar. No hay
líder en el cardumen.
La vida en grupo mejora la defensa contra depredadores. Además, proporciona notables ventajas para la obtención de los alimentos,
asegura la reproducción e incrementa las defensas contra los factores climáticos.
b) Poblaciones sociales o estatales
Se establece en aquellos animales que adoptan rígidas relaciones jerárquicas, donde la comunicación entre los individuos es a través de
diversos estímulos y donde existe especialización de tareas. Son ejemplos las hormigas, las abejas y las termitas, entre otros. Las abejas habitan en
colmenas y en su interior construyen panales de cera. En una colmena puede haber una población de millares de abejas. Hay una sola reina y
algunos centenares de zánganos, mientras que el resto son obreras. Los zánganos son machos que solo sirven para fecundar a la reina. En un
determinado momento, la reina sale disparada de la colmena, y detrás van inmediatamente todos los zánganos. El más fuerte, o el que llega antes a
la reina, la fecunda. Después de fecundada, la reina mata al zángano padre. La abeja reina vive por varios años.
Las abejas obreras son hembras estériles, cuya función es hacer todo el trabajo de la colmena y fabricar la cera para los panales. Además tienen la
importante misión de recolectar el néctar de las flores y de llevar el polen de flor en flor, haciendo que se fecunden y así puedan producirse frutos y
semillas en el futuro. Las obreras viven alrededor de 45 días.
c) Poblaciones coloniales
Esta relación intraespecífica llega al extremo en que los individuos se asocian entre sí formando colonias de forma inseparable, como los
corales y las medusas. Estos seres están unidos físicamente formando un organismo común. La descendencia se une íntimamente a los progenitores
y se asocian para asegurarse la sobrevivencia. Puede existir una división del trabajo o bien una unión defensiva.
d) Poblaciones familiares
Son aquellas donde determinadas especies se unen para reproducirse y para el cuidado de los descendientes. A diferencia de las
poblaciones gregarias, en las asociaciones familiares hay lazos de parentesco entre los individuos.
Las relaciones familiares pueden ser parentales polígamas, donde hay un macho con muchas hembras y sus crías (leones, búfalos,
cebras),parentales monógamas como en muchas aves donde un macho permanece al lado de una hembra y matriarcales, donde es la hembra la que
ejerce el liderazgo, como sucede con los elefantes.
Cabe señalar que algunos animales viven en soledad dentro del territorio que han marcado, por ejemplo las arañas, los grillos y ciertas
aves. Entre los mamíferos se observa vida solitaria en el rinoceronte, en el tigre y en los hámsters. En épocas reproductivas, estas especies se juntan
con las hembras con el fin de procrear.
TEMA V EVOLUCION
1) Teoría sobre el origen de la vida
a) Creacionismo.
Atribuye la existencia de la vida a una “fuerza creadora” desconocida. Esta idea surgió quizá del hombre primitivo y se reforzó en las
primeras culturas, como la egipcia o la mesopotámica. La teoría creacionista considera que la vida, al igual que todo el Cosmos, se originó
por la voluntad creadora de un “ser divino”.
b) Teoría de la panspermia
A principios del siglo xx, el científico llamado Svante Arrhenius propuso que la vida había llegado a la Tierra en forma de bacterias,
procedente del espacio exterior, de un planeta en el que ya existían. Aunque a esta teoría se le pueden poner dos objeciones:
No explica cómo se originó la vida en el planeta de donde provienen las “bacterias”.
Sería imposibles que cualquier forma de vida puede atravesar la atmósfera de la Tierra sin quemarse debido a que se ha comprobado que
cuando penetran el planeta se alcanzan elevadas temperaturas.
c) Teoría de la generación espontánea o abiogénesis.
“Esta hipótesis plantea la idea de que la materia no viviente puede originar vida por sí misma”.
Francesco Redi (1626-1698) fue un médico italiano que se opuso a la teoría de la generación espontánea y demostró que en realidad esos
gusanos que aparecían, eran las larvas de moscas que habían depositado sus huevos previamente. Para demostrar su teoría, en 1668
diseñó unos sencillos experimentos, que consistieron en colocar pequeños trozos de carne dentro de recipientes cubiertos con gasa y otros
trozos en recipientes descubiertos, para que sirvieran como “testigo”. Unos días después, la carne que quedó al descubierto tenía gusanos,
mientras que la carne protegida no los tenía. Además, sobre la gasa que cubría los frascos se encontraron los huevecillos de las moscas,
que no pudieron atravesarla.
En la misma época, Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723), un comerciante holandés con una gran afición por pulir lentes, estaba
construyendo los mejores microscopios de su época, y realizó las primeras observaciones reconocidas de microorganismos, a los que él
denominaba “animáculos”.
En 1745, el clérigo inglés John T. Needham (1713-1781), un investigador vitalista intentó, a pesar de los resultados obtenidos por Redi,
demostrar la veracidad de la generación espontánea. Para ello realizó unos experimentos que consistieron en hervir caldos nutritivos
durante dos minutos, para destruir los microorganismos que en ellos hubiera (ese tiempo de ebullición no es suficiente para matar a todos
los microorganismos). A los pocos días volvían a aparecer pequeños microorganismos que, por tanto, debían haberse creado
“espontáneamente”.
Lázaro Spallanzani (1726-1799), un naturalista italiano, no aceptó las conclusiones de Needham. En 1765 preparó ”caldos” en distintas
vasijas de cristal con boca alargada (similar a un matraz aforado) y los sometió a ebullición prolongada. Unas vasijas las dejó abiertas,
mientras que otras las tapó herméticamente. Cuando calentaba un caldo en un frasco abierto, se observaba que al cabo de un tiempo
aparecían microorganismos, mientras que cuando lo hacía en frascos cerrados, éstos no aparecían.
Los resultados de Spallanzani no convencieron a Needham y sus partidarios, quienes alegaron que el calor excesivo destruía la
vida y que los resultados de Spallanzani, únicamente demostraban que la vida se encontraba en el aire y que sin él no podía
surgir (en los experimentos de Needham, los matraces estaban abiertos). Spallanzani repitió el experimento, hirviendo
durante dos horas sus caldos, pero cometió el error de dejarlos semi-tapados como Needham acostumbraba a hacer, por lo que
al observarlos después de unos días encontró que todos los caldos se habían contaminado con microorganismos que procedían
del aire. Al considerarse que las pruebas no eran concluyentes, el problema quedo sin decidirse otros 100 años, en los que la
controversia continuó, hasta que en 1859, la “Academia francesa de Ciencias” ofreció un premio a quien pudiera demostrar, con
suficientes pruebas, si existía o no la generación espontánea.
El premio lo ganó Louis Pasteur (1822-1895) quien a pesar de su juventud, en aquella época ya era un reconocido químico-biólogo.
Mediante una serie de serie de sencillos pero ingeniosos experimentos, obtuvo unos resultados irrefutables, que derrumbaron una idea (la
“generación espontánea") que había durado casi 2.500 años. A partir de entonces se considera indiscutible que todo ser vivo procede de
otro (Omne vivum ex vivo), un principio científico que sentó las bases de la teoría germinal de las enfermedades y que significó un cambio
conceptual sobre los seres vivos y el inicio de la Bacteriología moderna.
d) Teoría de Oparin (abiótica o quimiosintética).
El soviético A. I. Oparin y el inglés J. B. S. Haldane publicaron (en 1924 y 1929, respectivamente) trabajos independientes acerca del origen
de la vida con un enfoque materialista. Sin embargo la obra realizada por Oparin es más conocida y extensa, este autor concibió una
atmósfera primitiva de naturaleza química reductora, formada por metano, amoniaco, vapor de agua e hidrógeno que gracias a la acción
de los rayos ultravioleta y otras formas de energía, las sustancias nombradas anteriormente dieron lugar a diversos compuestos orgánicos.
Tales rayos consiguieron penetrar hasta la superficie de la Tierra porque, con la ausencia de oxígeno en la atmósfera, resultaba imposible
la existencia la existencia de una capa de ozono como la que, afortunadamente, protege al planeta desde hace muchos millones de años.
Es importante anotar que, en 1952, el estadounidense S. L. Miller demostró experimentalmente que esta de la teoría de Oparin pudo
corresponder con lo ocurrido. Para ello, construyó un aparato donde introdujo una mezcla de metano, amónico, vapor de agua e
hidrógeno y, después de someterla a descargas eléctricas durante una semana, obtuvo, según lo demostraron los análisis químicos, entre
ellos algunos aminoácidos.
Pero la teoría de Oparin no se detiene en la formación de compuestos orgánicos, sino que propone que posteriormente se formaron
amontonamientos o agregados moleculares de constitución química diversa (llamados coacervados), visualizados como una especie de
puente entre los compuestos orgánicos y las células.
Para Oparin, entre los coacervados más estables se produciría una selección natural que permitiría seguir evolucionando hacia niveles
superiores de organización.
e) Teoría celular
La primera aportación a esta teoría se atribuye al inglés Robert Hooke (1635-1703). Fue en el año 1665 cuando este científico realizó cortes
muy delgados de tejido de corcho y, mediante observación microscópica se percató de que estaban formados por una gran cantidad de
pequeños espacios a los que llamó celdillas o células. De igual manera la idea de la célula como unidad biológica nació en el siglo XVII
gracias a las aportaciones de varios científicos, entre ellos el holandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) autodidacta y constructor de
sus propios microscopios, que lograban amplificar las imágenes unas 300 veces, lo cual contribuyó ampliamente a que pudiera observar
células que poseían movimiento en agua, ya fuera en el sarro de sus dietes o en semen.
Posteriormente en 1831 el escocés Robert Brown (1773-1858) describió un corpúsculo constante en todas las células, al que llamó núcleo.
Por otra parte, en Inglaterra, Joseph Lister (1827-1912) creó un microscopio de doble lente, mucho más potente con lo cual pudo ser posible
que se realizaran observaciones más precisas en las células.
Basándose en los estudios que se sacaban de mencionar los alemanes Matthias Jakob Schleiden (1804 - 1881) y Theodor Schwann (1810 –
1882) propusieron en 1839 los primeros dos principios de la teoría celular.
Postulados básicos de la teoría celular.
Unidad de estructura. La célula es la unidad anatómica o estructural de los seres vivos, porque se dice que todos los
seres vivos están formados por al menos una célula.
Unidad de función. La célula es la unidad fisiológica o de función de los seres vivos, porque cada célula lleva a cabo
funciones propias de un ser vivo (nutrición, crecimiento, reproducción y muerte) y especificas (las funciones que
corresponden a un tejido).
Unidad de origen. Toda célula proviene de otra, semejante ya existente.Este postulado puso final a la teoría de la
generación espontánea, ya que demostró que cada célula porta en sus genes las características hereditarias de su
estirpe.
La autoría de este postulado, fue adjudicado durante mucho tiempo al alemán Rudolf Virchow (1821-1902); sin embargo, estudios
históricos recientes demuestran que el científico germano-polaco Robert Remark (1815 – 1865).
2) Evolución orgánica
a) Teoría de la selección natural de Darwin
A lo largo de los cinco años del viaje en barco, Darwin hizo extensas recolecciones de rocas, fósiles, plantas y animales.
Las Islas Galápagos en 1835, el Beagle arribo a las islas Galápagos, fueran de las costas de Sudamérica. La estéril desolación de estas islas
volcánicas desilusiono inicialmente a Darwin. Pero al comenzar a recolectar sinsontes, pinzones y otros animales en las cuatro islas que
visito, noto que estas diferentes islas parecían contar con sus propias variedades de animales, aunque ligeramente pocos años después de
regresar a Inglaterra
Darwin comenzó a reconsiderar sus observaciones tomo, tomo nota del trabajo de John Gould
Gould descubrió que los sinsontes de estas islas eran especies separadas y determino que los pinzones de las Galápagos no vivían en
ningún otro lado de Sudamérica
Darwin comenzaba a sospechar, las poblaciones de tierra firme cambiaron a llegar los galápagos.
Darwin formulo la hipótesis de que las nuevas especies podían aparecer gradualmente a través de pequeños cambios en las especies
ancestrales, pero no podían visualizar el funcionamiento de tal proceso
b) Selección artificial
Es el proceso de cruzamiento dirigido para producir descendencia con rasgos deseados, se conoce como cruzamiento selectivo y Darwin la
llamó selección artificial
La selección artificial ocurre también al desarrollar nuevas razas de perros o nuevos tipos de cosechas vegetales. Darwin infirió que si los
humanos podían cambiar las especies por selección artificial, entonces tal vez el mismo proceso funcionaba en la naturaleza
c) Selección natural
La teoría de Darwin tiene cuatro principios básicos que explican cómo pueden cambiar los rasgos de una población con el tiempo.
Primero, los individuos de una población muestran diferencias o variaciones
Segundo, las variaciones pueden heredarse, lo cual significa que pasan de padre a hijo
Tercero, los organismos tienen más descendientes de los que pueden sobrevivir con los recursos disponibles
Darwin llamo a su teoría selección natural razono que, dado tiempo necesario, la selección natural podrían modificar una población lo
suficiente como para producir nuevas especies.
Los cuatro principios de la Selección Natural
d) Pruebas de la evolución
El libro de Darwin sobre el origen de las especies demostró cómo podría operar la selección natural.
La teoría de Darwin de la selección natural es parte de una teoría de la evolución.
Evolución establece que todos los organismos de la tierra descendieron de un antepasado común.
El registro fósil
Los fósiles ofrecen algunas de las pruebas más significativas del cambio evolutivo. Vivieron hace mucho tiempo
El registro fósil es una fuente importante de información para determinar los antepasados de los organismos y los patrones de
evolución
Variabilidad: los individuos de una población entre sí
Herencia: las variaciones se heredan de los padres
Sobreproducción: las poblaciones producen más descendencia de la que pueden sobrevivir
Ventaja reproductora: algunas variaciones permiten tener más descendencia al organismo que las posee que al organismo que no lasposee
Los investigadores consideran dos clases importantes de rasgos al estudiar los fósiles transitorios:
Rasgos derivados: son características recién originadas, tales como plumas, que no aparecen en los fósiles de los
antepasados comunes
Rasgos ancestrales: son características más primitivas, tales como dientes y colas, que si aparecen en formas
ancestrales
Anatomía comparativa
¿Por qué las extremidades superiores de algunos vertebrados tienen diferentes funciones, pero parecen estar formadas de
manera similar por huesos semejantes?
La teoría de la evolución sugiere que la respuesta yace en la existencia de un antepasado en común
Estructura homologas
Estructuras anatómicamente similares heredadas de un ante pasado común
denominan estructuras homologas
Estructura vestigiales
En algunos casos, una estructura funcional en una especie es más pequeña o
menos funcional en una especie cercana.
Las estructuras análogas
Pueden usarse para el mismo propósito y ser superficialmente semejantes en la construcción, pero no han sido
heredadas de un antepasado común
e) Adaptación
Camuflaje
Algunas especies evolucionaron adaptaciones morfológicas que les permite confundirse con su ambiente.
Permite a los organismos hacerse casi invisibles a los depredadores
Mimetismo
Una especie evolucionaria para parecerse a otras especies.
El mimetismo puede ocurrir en una especie inofensiva que ha evolucionado para asemejarse a una especie peligrosa.
El mimetismo beneficia dos especies peligrosas. En ambos casos, las especies se protegen por que los depredadores no siempre
pueden distinguir el animal peligroso del que no lo es y aprenden a evitar a ambos.
f) Mecanismos de evolución
El principio de Hardy-Weinberg
Cuando las frecuencias alélicas se mantienen constantes,una población está en equilibrio genético
Deriva génica
Cualquier cambio en las frecuencias alélicas de una población debido al azar
Flujo génico
Es el desplazamiento aleatorio de individuos entre poblaciones o migración, aumenta la variación genética dentro de una población
Apareamiento no aleatorio
Los organismos se aparean con los individuos más próximos
Mutación
Es un cambio aleatorio ocurrido en el material genético
El efecto acumulativo de mutaciones en una población puede causar un cambio en la frecuencia alélica y así romper el equilibrio
genético
La selección natural actúa sobre el fenotipo de un organismo y cambia las frecuencias alélicas , están son:
Selección estabilizadora
Es la forma más común de selección natural
Opera para eliminar expresiones extremas de un rasgo cuando la expresión promedio resulta en una mayor aptitud
Selección direccional
Se da cuando una versión extrema de un rasgo aumenta la aptitud de un organismo
Esta forma aumenta la expresión de las versiones extremas de un rasgo de una población
Selección disruptiva
Es un proceso que dividen una población en dos grupos
Tiende a eliminar a los individuos con rasgos promedio, favoreciendo a los que expresan rasgos extremos en ambos
lados de un espectro
Selección sexual
Opera en poblaciones donde los machos y las hembras difieren sginificativamente en apariencia
g) Especiación
Para que ocurra una especiación, una población debe divergir y luego sufrir aislamiento reproductor
Se reconocen dos tipos de especiacion
Alopátrica
Se da cuando una barrera física divide una población en dos o más poblaciones
Simpátrica
Una especie evoluciona y se convierte en una nueva especie sin que exista una barrera geográfica
La especie nueva y la especie ancentral coexisten a una al lado de la otra durante este proceso de especiación
h) Patrones de evolución
Coevolución
Especies que evolucionan en estrecha relación con otras especies
Radiación adaptativa
Ocurre en un tiempo relativamente corto, debido al surgimiento de muchas especies distintas a partir de una sola especie, en
respuesta a la creación de un nuevo hábitar
Evolución convergente
Cuando especies no relacionadas evolucionan rasgos similares aunque vivan en partes diferentes del mundo
i) Otras teorías de la evolución
Según Lamarck, las modificaciones en el entorno de una
especie genera nuevas necesidades en respuesta a las cuales los
seres vivos se ven obligados a utilizar, en respuesta a las cuales los
seres vivos se ven obligados a utilizar un determinado órgano: “La
función hace el órgano”, en palabra del propio Lamarck, el uso
continuado del mismo lo fortalece y desarrolla, mientas que el no
usarlo determina su atrofia y desaparición (ley del uso y desuso)
Esta hipótesis es totalmente inadmisible hoy en día por
la Genética, pues se sabe que los caracteres adquiridos ( como, por
ejemplo, el aumento de la masa muscular por el ejercicio o ponerse
moreno cuando se toma el sol) no se transmiten a la descendencia,
pues no afectan al material genético.
La biología moderna explica el hecho
evolutivo sumando las ideas de Darwin, la Leyes
de Mendel y los conocimientos de la moderna
Genética.
El descubrimiento de las leyes de la
herencia y el material genético permitía explicar
aquello que los científicos contrarios a Darwin más
le criticaron.
La recombinación genética que ocurre en
la meiosis y la reproducción sexual producen la
variabilidad intraespecífica de la que hablaba
Darwin
La Selección Natural sigue admitiéndose
como el principal motor de la Evolución. La
Selección natural escoge dentro de la variabilidad
La mutaciones, la recombinación genética en la meiosis y la combinación de gametos en la reproducción sexual ocurren aleatoriamente (al
azar)
El número de combinaciones posibles de alelos de genes en una especie es elevadísimo (casi infinito)