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  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 2010_________________________1 MSc. Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición AnimalSostenible; Especialista en Informática y Multimedia.
  2. 2. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 2 ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTOEl presente módulo fue diseñado en el año 2005 por Carmen Eugenia Piña López, MSc.Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición AnimalSostenible; Especialista en Informática y Multimedia. Docente de la UNAD desde 1986El presente módulo ha tenido tres actualizaciones durante los cuales se han realizadomejoramientos académico-pedagógicos en los siguientes aspectos:1. Mejoramiento en áreas temáticas:Incorporación de contenidos de biotecnología, profundización en área de ecología yampliación de vínculos hipertextuales para actualización disciplinar según el estado delarte y experiencias didácticas con objetos virtuales.2. Mejoramiento didáctico:Adecuación de unidades para manejo mediante el sistema de créditos con el tiemporegulado para 3 créditos académicos.Realización de curso hipermedia tanto para el contenido teórico como para el desarrollode laboratorios con estrategias de aprendizaje por fases de reconocimiento,profundización y transferencia.El material explicita la estrategia pedagógica mediante un protocolo académico y unaguía de actividades en concordancia con los parámetros institucionales y el ProyectoAcadémico Pedagógico.3. Mejoramiento académico-pedagógico: 2
  3. 3. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 3La organización sistemática de actividades de aprendizaje, por fases de reconocimiento,profundización y transferencia, está orientada a propiciar la investigación formativa y laresolución de problemas del entorno del estudiante, aspecto que propicia la articulacióncon proyectos interdisciplinarios, para generar campos de desarrollo académico en lasregiones, como estrategia para fortalecer la comunidad académica.4. Avance cognitivo-pedagógico mediante el aprovechamiento de las TIC:Los estudiantes encuentran en el manejo hipertextual del curso virtual de biología,oportunidades para establecer una relación personalizada con el conocimiento, deacuerdo con su propio tipo cognitivo, su ritmo de autoaprendizaje, el desarrollo decompetencias de autocontrol y autorregulación del estudio, el aprovechamiento deobjetos virtuales de aprendizaje que aportan una riqueza explicativa difícil de conseguiren tutorías presenciales, opciones selectas de navegación por fuentes de consulta querenuevan permanentemente el estado del arte en las temáticas del curso, y la orientaciónpara un futuro desempeño profesional sobre los vínculos posibles y más pertinentes conla comunidad académica nacional e internacional en la disciplina. 3
  4. 4. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 4 CONTENIDOUnidad Capítulos Lecciones Secciones 1. El comienzo de El comienzo de la vida, Experimento de Miller la vida Las células primitivas., 2. Experimento de Etapas evolutivas de la célula, Teoría Miller endosimbiótica Estructura y función de los seres vivos 1. Origen y 3. Evolución Descripción de las características de los seres característi- celular vivos cas 4. Estructura y ¿Qué son los seres vivos? función 5. Descripción características Historia de la Célula 6. Historia Teoría celular 7. Estructura y Diferenciación entre células procariotas y función en eucariotas eucariotas y procariotas1. Seres Membrana Plásmatica, funciones, tipos devivos 8. Estructuras y transporte a través de la membrana: organelos en transporte pasivo, transporte activo. eucariotas Aplicaciones y análisis de casos en el proceso de transporte a través de la membrana, Citoplasma , núcleo, cromatina y 2. La célula 9. Estructuras y cromosomas, nucleolo, reticulo organelos en endoplasmático, ribosomas, mitocondrias, eucariotas aparato de Golgi , 2acuolas, lisosomas, peroxisomas, centrosomas y centríolos, plastos, 10. Estructuras y citoesqueleto, pared celular, diferencias entre organelos en célula animal y vegetal, interactividad sobre la eucariotas célula 11. Procesos Nutrición, Metabolismo, Respiración, Celulares Fotosintesis, Relación 12.División Divisón celular, interfase, mitosis, profase, celular-Mitosis metafase, anafase, telofase, citocinesis, 4
  5. 5. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 5 Meiosis, Interfase, profase l, metafase l, 13. Meiosis I anafaseI, telofase y citocinesis I, Meiosis ll, profase ll, metafase ll, telofase y 14. Meiosis II citocinesis II, división directa o amitosois, Interactividad sobre meiosis 15. Tejidos Tejidos Animales: Epitelial, Conectivo, animales Nervioso, Muscular 16. Tejidos Tejidos Vegetales:Protector, Parenquimático, vegetales Conductor, Sostén Sistemas Animales: Digestivo, partes, estructura y función, interactividad sobre 17. Sistema sistema digestivo , animación sistema Digestivo digestivo . Circulatorio, Tejido sanguíneo, Estructura y Función del Corazón , Circulación Sanguínea, 18. Sistemas Animación sobre el ciclo cardiaco y la Circulatorio y circulación sanguínea , Mecanismo Linfático Hemostasis, Mapas conceptuales3. Sistemas Coagulación sanguínea , LinfáticoOrgánicos Sistema Respiratorio, Excretor, Reproductor 19.Sistemas masculino, reproductor femenino, fecundación Respiratorio , excretor y reproductor Nervioso, Neurona, conducción dentro de la 20.Sistemas neurona, Receptores Sensoriales, Organo de Nervioso, la Visión, oido , olfato, gusto , tacto, Muscular, endocrino Oseo, Endocrino, Glándulas y funciones hormonales Organos de las plantas, Diferencias entre 21. Organos de monocotilédoneas y dicotilédoneas, Organos las plantas vegetativos, Organos reproductivos 5
  6. 6. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 6 Los virus: Características, formas de acción viral, clasificación de los virus, origen de los 22. Seres virus, enfermedades virales, importancia acelulares los biológica de los virus, virus viroides, priones, poder infectivo de los Priones Introducción, Características de las Arqueas , Eubacterias: Cianobacterias , Importancia 23. Seres vivos biológica de cianobacterias , Las bacterias: ,4. Microor- características, estructura , reproducción,ganismos procariotas las bacterias, Intercambio genético en bacterias , Nutrición , arqueobacterias clasificación de las bacterias, utilidad de las bacterias, enfermedades de origen bacteriano Los Protozoos: Características clasificación: 24. Los protozoos sacordinos, ciliados, flagelados, esporozoos. Algas: Principales características, Importancia 25. Las algas biológica Hongos: Características, Reproducción 26. Los hongos Enfermedades causadas por hongos , Importancia biológica 27. Introducción Introducción 28. Taxonomía y Taxonomía, Sistemas de clasificación: de sistemas de Robert Whittaker, de Lynn Margulis , de Carl clasificación Woese Categorías supraespecíficas y claves 29. Categorías supraespecíficas Concepto de especie5. Sistemática y claves Nomenclatura 30. Concepto de Construcción de árboles filogenéticos especie Mapa conceptual Taxonomía Mapa conceptual Cladismo 31. Nomenclatura 6
  7. 7. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 7 2. 32. Cromosomas , Introducción. Cromosomas, ADN, ReplicaciónGenética 1. genotipo, fenotipo del ADN , Transcripción o sintesis de ARN, La 33. Leyes de la Sintesis de proteína , Genotipo, Fenotipo, información herencia Genes; Alelos genética 34.Síntesis Leyes de Mendel, Aplicación de las leyes de proteica Mendel, ejemplos de cruces 35.Conocimientos básicos Síntesis proteica 36.Los pasos de la Ingeniería 2. Genética Biotecnología 37. Transferencia de genes 38.Desafíos tecnológicos Links 3. 1. Ecología, Mapa conceptual ,Organización delEcología Ecología conocimiento ecológico, Campos problémicos que aborda el ecólogo, los ecosistemas como 39. Ecología y unidad de estudio, Biocenosis, biotopo, Ecosistemas habitat y nicho ecológico. Ejemplos de ecosistemas, Funcionamento del ecosistema, Enfoque para el estudio del ecosistema, relaciones alimentarias, 40. Ecosistemas Pirámides biológicas, Biomasa y energía, Pirámide de energía, Ciclos de la materia, flujos de energía 41. Productividad de los Productividad de los ecosistemas como base ecosistemas para la intervención humana sostenible. como base para la Condiciones de las interacciones en los intervenón factores abióticos y bióticos, humana sostenible Relaciones entre individuos, La colonia, 42. Relaciones Sociedades, Componentes de las relaciones intra e ínter-específicas: simbiosis, mutualismo, interespecificas Comensalismo, Parasitismo, Depredación, Amensalismo , Atributos de las poblaciones , 7
  8. 8. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 8 Tabla Niveles de Integración de los materiales biológicos en los ecosistemas, Relaciones entre individuos. 43.Pensamiento Aplicaciones para conservación de la agroecológico biodiversidad 44. Pensamiento Sistémico y Desarrollo Sustentable 45. Teorías2. Evolución Teorías evolucionistas evolucionistas 8
  9. 9. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 9 INTRODUCCIÓNEste curso de Biología busca unir la calidad académica de los contenidos disciplinarescon posibilidades de interacción del estudiante con las fuentes hipertextuales ehipermediales organizadas para un uso amigable y de óptimo refuerzo didáctico, quemotive una navegación entusiasta en el proceso de construcción autónoma de losconceptos disciplinares y un proceso de interacción con las herramientas decomunicación del curso, tales como foro, chat, correo electrónico y otros.El curso está orientado a la autogestión estudiantil de los conocimientos teóricosnecesarios para la comprensión de la estructura y funcionamiento de los organismosvivos en su biodiversidad como resultado evolutivo. Este conocimiento se aborda comoun insumo de transferible a futuras situaciones de desempeño profesional y decomportamiento bioético, como un bagaje de trabajo inter y transdisciplinar (orientadocon procesos de investigación formativa) totalmente necesario para seres que debenactuar con inteligencia en su medio ambiente, o sea en su base material y cultural desupervivencia como especie.En otros aspectos, se puede decir que la apropiación teórica del conocimiento enbiología, se guiará por el cuerpo disciplinar que maneja la comunidad académicainternacional (ver estado del arte), identificando, seleccionando y organizando de manerapedagógica unos contenidos básicos fundamentales, totalmente necesarios paraaprehender los conocimientos estructurales de la disciplina, de los cuales se deriva elresto de conocimientos del área biológica y sus aplicaciones.El componente práctico se desarrollará mediante laboratorios previamente apoyados envídeos didácticos introductorios y se complementará con observaciones de campo.Para efectos de precisión de conceptos el estudioso puede apoyarse en el glosario,espacio que además de definiciones importantes, agrupa respuestas a preguntasenviadas por los estudiosos en busca de una mayor aclaración. El objetivo es trabajar enred colaborativa de tutores y estudiosos para enriquecer este banco de definiciones y derespuestas a preguntas frecuentes.¡Bienvenidos!Carmen Eugenia Piña López (Autora) 9
  10. 10. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 10 UNIDAD 1 SERES VIVOS Capítulo 1 Origen y característicasLección 1 El comienzo de la vida Gráfica 1 Origen de la vida. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.Según los cálculos más modernos, la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de añosy un millón de años después aparecería la vida. En 1924, el bioquímico AlexanderOparin formuló su hipótesis sobre el origen de la vida a partir moléculas inorgánicas quese encontraban en una atmósfera gaseosa, carente de oxígeno y sin capa de ozono quefiltrara los rayos ultravioletas.La energía de descargas eléctricas producidas durante grandes tormentas o la radiaciónultravioleta facilitó la unión de las moléculas inorgánicas de la atmósfera primitiva como:dióxido de carbono CO2, metano CH4, hidrógeno H2, nitrógeno N2, ácido clorhídrico HCl,sulfuro de hidrógeno, H2S, amoníaco NH3 y vapor de agua para formar aminoácidos,azúcares, ácidos grasos y nucleótidos . Estas moléculas orgánicas simples a su vezsintetizaron proteínas y ácidos nucleicos. Las lluvias llevaron las moléculas orgánicas alos mares y lagos, donde se concentraron y formaron lo que se denominó una sopaprimitiva.Dentro de esta sopa primitiva pequeñas gotas de material lipídico fueron rodeadas poragrupaciones de moléculas orgánicas. Eventualmente las gotas de lípidos pudieronincorporar a su estructura nuevos materiales de las moléculas orgánicas que lasrodeaban, con un proceso simultáneo de liberación de la energía almacenada en lasmoléculas orgánicas. La repetición de este proceso permitió un crecimiento de lasagrupaciones moleculares que al separarse de la solución acuosa formaron coacervadosque alcanzaban cierta estabilidad para generar procesos metabólicos simples, crecer yreproducirse formando coacervados hijos que a veces conservaban las propiedadesquímicas de su progenitor, lo cual prefiguró un rudimento de herencia, que permitehablar de un modelo para el inicio de la vida. 10
  11. 11. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 11Oparin estudió la acción de selección natural sobre gotas de coacervados queconsiguieron captar del medio los catalizadores adecuados para llevar a cabo procesosmetabólicos que aseguraran estabilidad, crecimiento, reproducción y predominio sobrelas demás. Estos procesos serían la base para la formación de células ancestrales yposteriormente de organismos más complejos. La comunidad científica de entoncesignoró sus ideas.Lección 2 Experimento de MillerEn 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, probó la hipótesisde Oparin.Stanley Miller demostró en el laboratorio, utilizando un aparato diseñado por él, losmecanismos por los cuales los rayos producidos por descargas eléctricas pudieronafectar la atmósfera terrestre primitiva y a partir de la combinación de elementosinorgánicos la posibilidad de formar los precursores de sustancias orgánicas.Para ello en un recipiente de cristal diseñado para simular las condiciones de losocéanos y mares primitivos sometió a descargas eléctricas una mezcla de gases concomposición parecida a la de la atmósfera terrestre primitiva (CH4, NH3, H2, N2 y vaporde agua). Luego la mezcla fue enfriada y condensada. El resultado fue la formación deuna serie de moléculas orgánicas como aminoácidos y otros componentes orgánicos. Lasiguiente etapa de formación de vida fue la síntesis abiótica de polímeros orgánicos conla formación de proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicosEn la actualidad, es de alta resonancia internacional una teoría aparentemente"contendiente" desarrollada por un grupo de científicos del departamento de biología dela Universidad Estatal de California, Fresno, quienes están realizando investigacionescon el meteorito Murchison (que se cree formó parte de un cometa) el cual contienealgunos aminoácidos similares a los obtenidos por Miller. Se plantean entonces dosposibles orígenes de las primeras moléculas orgánicas que dieron inicio a la evoluciónde la vida en la tierra: un origen endógeno terrestre, al estilo del experimento de Miller, yun origen extraterrestre, aportado por los meteoritos tipo Murchison. Otra opción seríaque estos dos mecanismos coexistieron y se complementaron. En todo caso, cualquierade las dos teorías permite concluir positivamente sobre la capacidad de la materia delcosmos primigenio para generar reacciones conducentes a la formación de moléculasorgánicas, las cuales encontraron en la tierra condiciones aptas para dar origen a la vida.Ver video en esta dirección:http://www.youtube.com/watch?v=w9kiP7knmdg&feature=player_embedded 11
  12. 12. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 12 Gráfica 2. Experimento de Miller. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.1. Agua 2. Calor 3. Vapor de agua 4. Entrada de gases. 5. Matraz con mezcla de gasessimulando atmósfera 6. Descargas eléctricas (electrodos de tungsteno) 7. Condensadorde agua (enfriamiento) 8. Erlemeyer con moléculas orgánicas.AnimaciónLección 3 Evolución celularLas células primitivasEl proceso de evolución celular es un resultado paralelo de la evolución en lascondiciones de la atmósfera primitiva hacia la atmósfera actual.Con base en el enfoque evolutivo del biólogo molecular Carl Woese, las célulasprimitivas para ser consideradas unidades vivientes, de alguna manera debían contarcon un mecanismo que permitiera realizar procesos de transcripción genética. A estacélula primitiva precursora de los diversos tipos de células vivientes, la denominóprotobionte, y por ser el antepasado común de todos los organismos genéticamentecodificados, también la denominó progenota. 12
  13. 13. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 13En el siguiente mapa conceptual se resume todo el proceso. 13
  14. 14. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 14Con base en el proceso esquematizado en el mapa conceptual se pueden ilustrar lasetapas evolutivas de la célula procariota primitiva en el siguiente diagrama: Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L.La teoría endosimbióticaLa teoría endosimbiótica propuesta por la científica Lynn Margulis explica el origen de lascélulas eucariotas a partir de la evolución de células procariotas primitivas así:Alguna célula procariota primitiva perdió su pared celular rígida quedando rodeada por lamembrana plasmática que al presentar una estructura más flexible fue replegándoseaumentando de esta manera su superficie membranosa con el consecuente aumento deltamaño de la célula. Gráfica 3 Proceso evolutivo planteado por la teoría endosimbiótica Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L 14
  15. 15. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 15A esta célula procariota de mayor tamaño y carente de pared celular se le llamóurcariota.De acuerdo con esta teoría, la célula urcariota por el mecanismo de fagocitosis ingiriópero no digirió otras células procariotas de menor tamaño tipo bacteria con las cualesestableció una relación de mutua colaboración llamada endosimbiosis -vivir juntasdentro-Una de estas asociaciones fue la que se estableció entre la célula urcariota y algunasbacterias aerobias en donde la célula urcariota anaerobia heterótrofa suministraba a labacteria aerobia algunos componentes orgánicos para su nutrición y la bacteria aerobia asu vez permitió a la urcariota utilizar el oxígeno y realizar la respiración aerobia ometabolismo oxidativo. La estabilización evolutiva de la ventajosa y competitivainteracción urcariota-bacteria aerobia, generó a partir de la bacteria aerobia la estructuraactual (organelo) presente como mitocondria en las células animales y vegetales. 15
  16. 16. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 16Otra combinación ventajosa la constituyó la incorporación de bacterias fotosintéticas -cianobacterias- a la célula urcariota.Igualmente la estabilización evolutiva de la ventajosa y competitiva fusión urcariota-bacteria fotosintética, generó a partir de la bacteria fotosintética la estructura actual(organelo) presente como cloroplasto presente en las células vegetales.El origen de los organelos denominados peroxisomas presentes en las célulaseucariotas se cree partió de bacterias huéspedes en la célula urcariota capaces deeliminar residuos tóxicos como el agua oxigenada. El núcleo rodeado de membrananuclear presente en las actuales células animales y vegetales se generó de algunacélula del tipo arqueobacteria o Archaeabacteria, al incorporarse en la célulahospedadora. De igual manera se piensa que la fusión de urcariotas con bacterias comolas espiroquetas dio origen a los cilios y flagelos de las células eucariotas. Por otra partecomo consecuencia de las invaginaciones de la membrana plasmática se formaroncompartimentos de doble membrana que fueron rodeando cada tipo de bacteria origende los organelos. 16
  17. 17. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 17AnimaciónLección 4 Estructura y función de los seres vivosEn todos los procesos que involucren seres vivos, recursos de biodiversidad osimulaciones como en el caso de transferencia por redes neuronales y procesosinteligentes en general, se requiere conocer la estructura y función a nivel macro y microde los seres vivos, como una forma fundamental para la comprensión de la realidad ypara la gestión sostenible del entorno.La estructura se analiza por niveles de organización que normalmente se discriminan engenético a nivel de gen; celular células, tisular: los tejidos resultantes del conjunto decélulas especializadas; el organístico donde los tejidos conforman un órgano quedesempeña una o varias funciones y sistémico como el sistema digestivo donde unconjunto de órganos cumplen un mismo propósito o función por ejemplo la digestión.Un nivel superior es el de los organismos, pero la biología además de estudiarlosindividualmente los analiza también como componentes de ecosistemas y comoresultado de la evolución de las especies.Por el lado de la función, el estudio de la biología analiza las condiciones en que semantienen procesos de equilibrio biológico interno y en relación con el ambiente o sea lahomeostasia y analiza sobre el particular, la dinámica de poblaciones o sea la sinergiade los organismos para buscar su preponderancia y sostenibilidad dentro de nichosespecíficos de los ecosistemas en el proceso de evolución de las especies.Lección 5 Descripción de las características de los seres vivosVer videos:El umbral de la vida parte 1:http://www.youtube.com/watch?v=ReUjkwAESg0&feature=relatedEl umbral de la vida parte 2http://www.youtube.com/watch?v=2YeJoyFQnW8&feature=relatedLos seres vivos a diferencia de los objetos inertes presentan las siguientescaracterísticas: 17
  18. 18. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 18Reproducción Tomado de Microsoft EncartaUno de los principios fundamentales de la biología es que "toda vida provieneexclusivamente de los seres vivos". Cada organismo sólo puede provenir de organismospreexistentes. La autoperpetuación es una característica fundamental de los seres vivos.MovimientoTodos los seres vivos son capaces de moverse. Este movimiento no debe confundirsecon el desplazamiento: un objeto se desplaza cuando cambia su posición dentro de unmarco referencial, en cambio un ser vivo se puede mover sin cambiar de ubicación.El movimiento de locomoción de los animales es muy obvio: se agitan, reptan, nadan,corren o vuelan.Las plantas tienen movimientos más lentos, por ejemplo: los tropismos, las nastias y losseguimientos solares. Los tropismos son respuestas de crecimiento de las plantas aestímulos como la luz en este caso hablamos de fototropismo que puede ser negativo sise aleja del estímulo como en el caso de las raíces, o positivo como ocurre con las hojaso tallos que se orientan hacia la luz. Otro tipo de tropismo es el geotropismo que es unarespuesta a la gravedad, puede ser positivo como el que presentan las raíces que sonatraídas hacia el centro de la tierra o negativo como en el caso de los tallos que crecenerguidos en contra de la gravedad. Las nastias ocurren independientemente del estímulopor ejemplo: cuando las flores se cierran en la noche. Los seguimientos solares cuandolas plantas orientan sus hojas o flores en dirección a la luz solar, como ocurre con la flordel girasol o del algodón. Otra clase de movimiento es el flujo del material vivo en elinterior de las células de las hojas de las plantas conocido como ciclosis.Animación de Tropismo Negativo 18
  19. 19. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 19AdaptaciónEsta característica se refiere a la capacidad de todos los seres vivos para adaptarse a suambiente y así poder sobrevivir en un mundo en constante cambio. Las modificacionesque el organismo realiza frente a estímulos del medio interno y externo para adaptarsepueden ser estructurales, conductuales o fisiológicas o una combinación de ellas. Esdecir, la adaptación es una consecuencia de la irritabilidad.La adaptación trae consigo cambios en la especie, más que en el individuo. Si todoorganismo de una especie fuera exactamente idéntico a los demás, cualquier cambio enel ambiente sería desastroso para todos ellos, de modo que la especie se extinguiría.La mayor parte de las adaptaciones se producen durante periodos muy prolongados detiempo, y en ellas intervienen varias generaciones. Las adaptaciones son resultado delos procesos evolutivos. Tomado de Microsoft EncartaEl cactus tiene pliegues en forma de acordeón con los que pueden dilatarse paraalmacenar la mayor cantidad de agua posible y sus espinas no solamente lo protegendel sol y de los animales sedientos.Los pingüinos tienen unas adaptaciones únicas externas que les ayudan a conservareste calorIrritabilidadLos seres vivos reaccionan a los estímulos, que son cambios físicos o químicos en suambiente interno o externo. Los estímulos que evocan una reacción en la mayoría de losorganismos son: cambios de color, intensidad o dirección de la luz; cambios entemperatura, presión o sonido, y cambios en la composición química del suelo, aire oagua circundantes.En los animales complejos, como el ser humano, ciertas células del cuerpo estánaltamente especializadas para reaccionar a ciertos tipos de estímulos; por ejemplo lascélulas de la retina del ojo reaccionan a la luz. En los organismos más simples esas 19
  20. 20. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 20células pueden estar ausentes, pero el organismo entero reacciona al estímulo. Ciertosorganismos celulares reaccionan a la luz intensa huyendo de ella.La irritabilidad de las plantas no es tan obvia como la de los animales, pero también losvegetales reaccionan a la luz, a la gravedad, al agua y a otros estímulos, principalmentepor crecimiento de su cuerpo. El movimiento de flujo del citoplasma de las célulasvegetales se acelera o detiene a causa de las variaciones en la intensidad de la luz.Complejidad estructuralLos seres vivos poseen una complejidad estructural única para poder desarrollar todassus actividades. Esta complejidad es mantenida gracias al flujo constante de materia yenergía que pasa por los organismos.MetabolismoEs el conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que leproporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para desarrollar susactividades vitales. En todos los seres vivos ocurren reacciones químicas esencialespara la nutrición, el crecimiento y la reparación de las células, así como para laconversión de la energía en formas utilizables. Para mantener el metabolismo, losorganismos recurren a otras características secundarias como la nutrición, excreción yrespiración.Las reacciones metabólicas ocurren de manera continua en todo ser vivo; en el momentoen que se suspenden se considera que el organismo ha muerto.HomeostasisEs la capacidad de todos los seres vivos de mantener constante las condiciones físicas yquímicas de su medio interno. La tendencia de los organismos a mantener un mediointerno constante se denomina homeostasis, y los mecanismos que realizan esa tarea sellaman mecanismos homeostáticos.La regulación de la temperatura corporal en el ser humano es un ejemplo de la operaciónde tales mecanismos. Cuando la temperatura del cuerpo se eleva por arriba de su nivelnormal de 37° la temperatura de la sangre es det ectada por células especializadas del C.,cerebro que funcionan como un termostato. Dichas células envían impulsos nerviososhacia las glándulas sudoríparas e incrementan la secreción de sudor. La evaporación delsudor que humedece la superficie del cuerpo reduce la temperatura corporal. Otrosimpulsos nerviosos provocan la dilatación de los capilares sanguíneos de la piel,haciendo que esta se sonroje. El aumento de flujo sanguíneo en la piel lleva más calorhacia la superficie corporal para que desde ahí se disipe en radiación. 20
  21. 21. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 21Otro ejemplo lo constituyen las plantas, cuando les falta agua cierran los estomas de sushojas evitando la pérdida de agua por evaporación.CrecimientoTodos los seres vivos crecen a lo largo de su vida. En el crecimiento interviene lasíntesis de nuevas sustancias a partir de alimento tomado del medio. El crecimiento seproduce por la expansión celular y por división celular.El crecimiento implica un aumento del tamaño. Los individuos pluricelulares crecen poraumento en la cantidad de células que los componen (si bien en los organismosunicelulares se registra un crecimiento por aumento del tamaño de su célula, esto eshasta un límite definido, en el cual la célula detiene su crecimiento y se divide paraformar dos organismos).El desarrollo está relacionado con las transformaciones que sufre un individuo a lo largode su vida. Así, las células de un individuo pluricelular adquieren diferentes formas deacuerdo a su función.¿Qué son los seres vivos?¿Qué son los seres vivos?El pensamiento de Maturana tiene su punto central en el concepto de "autopoiesis":(...) los seres vivos son verdaderos remolinos de producción de componentes, por losque las sustancias que se toman del medio, o se vierten en él, pasan participandotransitoriamente en el interrumpido recambio de componentes que determina su continuorevolver productivo. Es esta condición de continua producción de sí mismos, a través dela continua producción de recambio de sus componentes, lo que caracteriza a los seresvivos, y lo que se pierde en el fenómeno de la muerte. Es a esta condición a la que merefiero al decir que los seres vivos son sistemas autopoiéticos, y que están vivos sólomientras están en autopoiesis. (Biología del fenómeno social, p. 5)Los seres vivos tienen dos "dominios operacionales": el que llamaríamos interior, el desu "dinámica estructural", su fisiología, y el del "entorno", que se manifiesta en unas"conductas" determinadas. Desde esta perspectiva, "la historia individual u ontogenia detodo ser vivo transcurre, o se da, constitutivamente como una historia de cambiosestructurales que siguen un curso que se establece momento a momento determinadopor la secuencia de sus interacciones en el medio que lo contiene" (Origen de lasespecies por medio de la deriva natural, p. 110). Los sistemas vivos, todos losorganismos, de los más simples a los más complejos, "son sistemas estructuralmentedeterminados, y nada externo a ellos puede especificar o determinar qué cambiosestructurales experimentan en una interacción; un agente externo, por lo tanto, puedesólo provocar en un sistema vivo cambios estructurales determinados en su estructura" 21
  22. 22. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 22(Biología de la experiencia estética, p. 43). Esto significa básicamente que son losorganismos los que modifican su propia estructura.Los elementos exteriores no pueden producir modificaciones de las estructuras; lasestructuras se van modificando, pero por medio de cambios desde el interior. No es elentorno el elemento que modifica la estructura, ya que los cambios son cambios queprovienen del interiorBIOLOGÍA DEL FENÓMENO SOCIAL [i] Humberto Maturna R.Entrevista ecovisiones nº 6 Capítulo 2 La CélulaLección 6 HistoriaGracias a la invención del microscopio se hizo posible investigar cómo son las células ylos descubrimientos sobre la estructura celular que tuvieron lugar a lo largo del siglo XVIImarcan una verdadera revolución científica y dan origen a la Biología moderna.El inglés Robert Hooke (1637-1703) fue el primero que utilizó el término "célula" en 1665para referirse a los compartimentos vacíos semejantes a celdas que observó a través delmicroscopio en una lámina de corcho. Hooke observó células secas, después de muchosaños los investigadores determinaron que las células no estaban vacías sino llenas desustancia acuosa.En 1673, Anton Van Leeuwenhoeck realizó observaciones de células vivas comoeritrocitos y espermatozoides, igualmente al examinar agua de los charcos vio porprimera vez organismos microscópicos.Después del perfeccionamiento del microscopio en 1838 el botánico alemán MathiasSchleiden al observar al microscopio tejidos vegetales concluyó que estaban formadospor células y que el embrión de una planta tuvo su origen a partir de una sola célula.Un año más tarde el zoólogo alemán Theodor Schwann en sus estudios microscópicosde tejidos animales y vegetales determina que los tejidos animales están constituidos porcélulas, y que las células de plantas y animales presentan estructuras semejantes.Estos alemanes planteraon los dos primeros postulados de la teoría celular, afirmandoque todos los organismos vivos están constituidos por células y que la célula es launidad estructural.En 1859 el biólogo alemán Rudolf Virchow propuso que todas las células vienen decélulas preexistentes: omnis cellula e cellula. 22
  23. 23. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 23La teoría celularLa teoría celular moderna se resume en tres postulados: • La célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos, todos los organismos están formados por células. • La célula es la unidad funcional de todos los organismos. Todo el funcionamiento del organismo depende de las funciones que ocurren al interior de la célula, respiración, reproducción, digestión, crecimiento entre otras. • Todas las células se originan por la división de células preexistentes (en otras palabras, a través de la reproducción). Cada célula contiene material genético que se transmite durante este proceso.Lección 7 Estructura y función en procariotas y eucariotasLa célula es la unidad fundamental de la vida. Es la estructura más pequeña del cuerpo,capaz de realizar todos los procesos que definen la vida. Las células poseen unaestructura altamente organizada, tienen capacidad de autorregulación, de responderante diferentes estímulos, de respiración, de movimiento, de digestión, de reproducción,de comunicación, aunque no todas las células pueden realizar todas estas funciones.En los organismos unicelulares como los protozoos y las bacterias la célula esautónoma, realiza todas las funciones, mientras que organismos como las plantas y losanimales están formados por muchos millares de células organizadas en tejidos yórganos con funciones específicas.La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano. Hasta el óvulo femenino,que es la célula más grande del cuerpo, no es más grande que el punto situado al finalde esta frase. El tamaño y la forma varían con las funciones celulares. Todas las célulasconstan de tres partes principales: la membrana citoplasmática, el citoplasma y unaregión nuclear que alberga el material genético.Diferenciación entre células procariotas y eucariotasExisten dos tipos básicos de células según la evolución del mundo biológico y el gradode complejidad en su organización: procariotas y eucariotas 23
  24. 24. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 24Las células procariotas Gráfica 4 Esquema de una célula procariota Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.Características • Carecen de membrana que rodee el material genético el cual se halla más o menos disperso en el citoplasma. • Tienen tamaños comprendidos entre 1 y 10 micrómetros (1 micrómetro equivale a 1/1000mm). • Son células características de seres como las bacterias. • Se dividen por bipartición. • Su citoplasma no posee estructuras membranosas. • Los ribosomas son de menor tamaño. • No poseen citoesqueleto. • Poseen un solo cromosoma.Las células eucarióticas 24
  25. 25. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 25Características • Presentan una membrana nuclear que delimita el espacio donde se encuentra el material genético. • Tienen tamaños muy variables que van desde los 10 hasta los 100 micrómetros. • Son células características de los animales, los vegetales, los protistos y los hongos. • Las eucariotas se dividen por división mitótica, por eso tienen centríolos. • Poseen estructuras membranosas como el retículo endoplasmático, y el aparato de Golgi que están ausentes en las procariotas. • Otros orgánelos de importancia capital para las eucariotas son las mitocondrias y los cloroplastos, que faltan en los procariotas. • Los ribosomas son de mayor tamaño. • Presentan citoesqueleto. 25
  26. 26. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 26Lección 8 Estructuras y organelos de la célula eucariótica Gráfica 5 célula eucariótica vegetal Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.La Membrana Plasmática o Celular En la superficie de la célula hay una capacitoplasmática muy delgada que forma una envoltura continua: la membrana plasmáticaque separa la célula de su medio externo. Por una de sus caras, esta membrana seencuentra en contacto con el medio extracelular, por la otra, con el citosol.La membrana citoplasmática está compuesta de lípidos, proteínas e hidratos de carbonoen proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.Según el modelo de membrana "Modelo de mosaico fluido" propuesto en 1972 por J.Singer y G. Nicolson, la membrana está formada por una doble capa lipídica a la que seadosan moléculas proteicas. Si se adosan en ambas caras de la superficie reciben elnombre de proteínas extrínsecas y si, por el contrario, atraviesan la capa de lípidos,reciben el nombre de proteínas intrínsecas o integrales. Los lípidos que forman lamembrana son principalmente fosfolípidos, también encontramos cefalinas, lecitinas ycolesterol. Los fosfolípidos en contacto con el agua forman una capa doble de moléculasde manera que el extremo hidrofílico o polar (amigo del agua) se dispone hacia elexterior de la célula, es decir, hacia el citoplasma o hacia el líquido extracelular y elextremo hidrofóbico no polar o lipófilo (amigo de los lípidos, repelente al agua) sedispone dentro de la bicapa.El otro componente de la membrana plasmática son los hidratos de carbono:glicoproteínas y glicolípidos según se unan a proteínas o lípidos. Los glicolípidos tienenfunción estructural. Las glicoproteínas forman el glicocáliz que es una capa densa decarbohidratos que cubre la cara externa de la membrana plasmática y participan en losprocesos de endocitosis, en las reacciones antígeno-anticuerpo y en la transducción deseñales. 26
  27. 27. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 27 http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookCELL2.html#The%20Cell%20MembraneLa estructura de la membrana no es estática y tanto los lípidos como las proteínas tienengran libertad de movimientos (se comporta como un fluido). La movilidad de los lípidosen el plano de la bicapa que forman, es tanto mayor cuánto más alta es la temperaturaambiente y las cadenas de ácidos grasos estén menos saturadas y sean más cortas.La estabilidad y estructura básica de la membrana se mantiene gracias al colesterol quese une a los fosfolípidos mediante enlaces débiles, manteniendo la estructura de labicapaLos compuestos proteínicos de la membrana desarrollan las siguientes funciones: • El transporte selectivo de sustancias (iones, moléculas polares) de un lado a otro de la membrana. • EL control de las reacciones bioquímicas que ocurren en la célula (por enzimas que aceleran o retardan las reacciones químicas) • Actuar como marcadores que identifican a las células para su reconocimiento por otras sustancias u hormonas.Funciones de la membrana celularLa membrana mantiene la integridad estructural de la célula, pero además controla laactividad celular, sus funciones básicas son: • Proteger las células y mantener las condiciones necesarias para el desarrollo de las funciones vitales. • Regular los intercambios de sustancias entre el medio exterior e interior. • Comunicar a la célula con otras células • Mantener la identidad celular • Recibir y transmitir información 27
  28. 28. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 28Tipos de transporte a través de la membranaEl transporte a través de la membrana ocurre por dos mecanismos transporte activo ytransporte pasivo.Transporte pasivo Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana.No requiere gasto de energía celular, se realiza a favor del gradiente (es decir, de dondehay más hacia donde hay menos) de concentración, de presión o de carga eléctrica.Hay varios mecanismos de transporte pasivo:Difusión simple: si dos sustancias de diferente concentración se encuentran separadaspor una membrana semipermeable, las moléculas de la sustancia (soluto) con mayorconcentración atraviesan la membrana hacia la solución menos concentrada para igualarlas concentraciones de soluto.Ejemplo: El agua, el dióxido de carbono, el oxígeno, moléculas solubles en lípidos comolas vitaminas A, E, algunas hormonas esteroideas, atraviesan la membrana de estaforma.Difusión facilitada: es la difusión de moléculas y los iones solubles en agua a través dela membrana, con la participación de las proteínas de la membrana. Las proteínaspueden formar poros o canales con diámetros específicos y cargas eléctricas quepermiten el paso selectivo de iones. Los iones de Na+, K+, Ca2+, Cl- atraviesan lamembrana de esta manera. Hay canales que permanecen abiertos y otros que solo seabren cuando llega una molécula portadora que se une a las moléculas e induce a unavariación de la configuración que abre el canal, o bien cuando ocurren cambios en lapolaridad de la membrana.Es así como la difusión puede ser facilitada por proteínas portadoras que se unen a lasmoléculas facilitando la apertura del canal y su paso a través de la membrana. Losneurotrasmisores atraviesan la membrana de esta forma.Ósmosis: cuando 2 disoluciones se encuentran separadas por una membranasemipermeable el solvente (agua) pasa a través de la membrana desde la región demayor concentración de solvente hacia la de menor concentración hasta igualar lasconcentraciones.La concentración de agua dentro y fuera de las células animales es igual (isotónica), porlo tanto no existe tendencia del agua a entrar o salir de éstas.La ósmosis es clave para la supervivencia de los seres vivos. La absorción de agua yminerales a través de las raíces de las plantas ocurre a través del mecanismo deósmosis, igualmente la reabsorción de agua y minerales en el riñón. 28
  29. 29. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 29Transporte activo En el proceso de transporte activo también actúan proteínas demembrana, pero éstas requieren energía celular en forma de ATP, para transportar lasmoléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza encontra del gradiente electroquímico.Mecanismo de transporte activo para moléculas de bajo peso molecularPara el transporte de moléculas de bajo peso molecular y en contra del gradiente serequiere la ayuda de las proteínas de transporte denominadas bombas, por su similitudcon las bombas de agua. Las proteínas de transporte utilizan energía para mover lasmoléculas en contra del gradiente de concentración.Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na+/K+, y la bomba de Ca.++ . Labomba de Na+/K+ requiere una proteína de transporte que bombea Na+ hacia el exteriorde la membrana y K+ hacia el interior.La absorción de minerales en las plantas es un ejemplo de transporte activoMecanismos de transporte activo para moléculas de elevado peso molecularExisten dos mecanismos principales para el transporte de estas moléculas en contra delgradiente: endocitosis y exocitosisLa endocitosis es un proceso de incorporación de sustancias del medio externo a lacélula mediante una invaginación en la superficie exterior de la membrana que englobalas partículas o líquidos a ingerir. Una vez las partículas o sustancias dentro de lainvaginación se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesículaque encierra el material ingerido el cual es transportado al interior del citoplasma.Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos deendocitosis: pinocitosis y fagocitosis.Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución a través de unainvaginación de la membrana plasmática que forma pequeñas vesículas o vacuolas queluego se introducen al citoplasma con los líquidos ingeridos. La pinocitosis incorporagrandes moléculas como glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos, por ejemplo, del quiloalimenticio en las microvellosidades intestinalesLa fagocitosis implica la incorporación de partículas grandes, o de microorgansimos através de extensiones de la membrana plasmática, denominadas pseudópodos loscuales engloban las partículas, luego los extremos de los pseudópodos se fusionandando origen a una vesícula o vacuola alimenticia con las partículas dentro. Laspartículas incluidas en la vacuola son digeridas por enzimas digestivas llamadaslisosomas. La fagocitosis la realizan las amebas en su proceso digestivo, los leucocitos 29
  30. 30. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 30para destruir bacterias y las células de microglía del sistema nervioso que destruyen yeliminan las neuronas muertas por heridas o por envejecimiento.Exocitosis La exocitosis es el proceso contrario a la endocitosis. Tiene como objetivo laexcreción de sustancias, ocurre cuando una macromolécula o una partícula debe pasardel interior al exterior de la célula. Las macromoléculas contenidas en vesículascitoplasmáticas creadas por el aparato de Golgi, se desplazan hasta la membranaplasmática, la membrana plasmática y la vesícula se fusionan y la vesícula vierte sucontenido al medio extracelular.Productos de desecho de la digestión celular, secreción de hormonas son vertidas haciael líquido extracelular por este mecanismo. En toda célula existe un equilibrio entre laexocitosis y la endocitosis para que quede asegurado el mantenimiento del volumencelular.Aplicaciones y análisis de casos en el proceso de transporte a través de lamembranaTanto las células animales como vegetales deben vivir en un medio isotónico, (es decir,la concentración del medio en que se encuentra la célula es igual a la concentración delmedio interno de la célula) porque de lo contrario se ven afectados por la ley de laósmosis.Cuando la célula se encuentra en un medio externo con una concentración salina, oproteínica, menor que en su citoplasma o medio interno, diríamos que el medio externoes hipotónico con respecto a ella. La célula reaccionaría buscando el equilibrio, con locual, tomará moléculas de agua del medio externo y se hinchará mediante un procesollamado turgencia, es decir, se hincha hasta que finalmente se puede producir la lisis orompimiento.Cuando una célula se encuentra en un medio externo que posee una mayorconcentración que su medio interno, se dice que es hipertónico con respecto a la célula.En este caso, la célula intentará adaptarse al medio expulsando moléculas de agua desu citoplasma al medio externo. Este fenómeno originaría una deshidratación en la célulallamado plasmólisis. Es un fenómeno reversible.Ejemplos. Si regáramos una planta con agua de mar, las células de los pelos de lasraíces (por donde se capta el agua y las sales minerales), al tratar de buscar el equilibrioentre los medios se deshidrataría, sufrirían una plasmólisis y por consiguiente, morirían.Las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al aliñar laensalada se arrugan. Al dejarlas en agua se están colocando en un medio hipotónico,por lo que mediante un proceso osmótico entrará agua al interior de las células de lalechuga, atravesando sus membranas celulares que son semipermeables; se producirá 30
  31. 31. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 31por tanto el proceso de turgencia. Al añadirle la sal del aliño, el medio se convierte enhipertónico y ocurre el proceso inverso: las hojas pierden agua pues ésta se desplaza almedio externo (de mayor concentración salina) por ósmosis, lo que da lugar a que searruguen las hojas.Los glóbulos rojos normalmente tienen una forma bicóncava y se encuentransuspendidos en un líquido denominado plasma que contiene sales, proteínas y otrossolutos. La concentración del interior celular del glóbulo rojo, así como de todas lascélulas de mamífero en general, equivale a una concentración de NaCl de 154 mM. Lassoluciones que se administran vía venosa deben ser isotónicas para los eritrocitos enesta situación no hay entrada ni salida neta de agua a los eritrocitos u otras célulassanguíneas (equilibrio osmótico). Si se administra a los glóbulos rojos una solución demayor concentración de solutos, el glóbulo rojo se deshidrata y su volumen disminuye.En este caso los glóbulos rojos sufren un cambio en su morfología discoidal,deformándose debido a que se ha producido la salida de parte del agua de su citoplasmaal medio externo debido a la ley osmótica. Esta falta de agua produce un arrugamientocelular y una pérdida de volumen debido al fenómeno de plasmólisis como lodemuestran los arrugamientos de su membrana que deja de estar tersa..Por el contrario, cuando el glóbulo rojo es colocado en una solución hipotónica o demenor concentración de solutos, como el agua, el agua entra al glóbulo rojo , éste sehincha, se produce lisis o rotura de los glóbulos rojos debido a la entrada de agua delmedio externo al interior de la célula, como se observa en la figura lVPor este motivo cuando se produce una herida resulta conveniente lavarla con suerosalino (de igual composición salina que el plasma sanguíneo), resultando perjudiciallavarla con agua destilada. Al lavar un herida (células vivas) con suero salino, no sealtera el equilibrio osmótico de las células, por lo que no sufrirán daño; en cambio, si selava con agua destilada, se las somete a un medio muy hipotónico, por lo que sufriránuna entrada masiva de agua por procesos osmóticos, que las perjudica, pudiendo llegara destruirlas. 31
  32. 32. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 32Lección 9Citoplasma forma un fluido viscoso que circunda el núcleo y está limitado por lamembrana plasmática. Se compone básicamente de agua y numerosas sustanciasminerales y orgánicas disueltas en solución coloidal. Las sustancias mineralescontenidas están ionizadas. Sobre todo hay potasio, sodio, calcio y magnesio, en dosisextremadamente exactas. Las sustancias orgánicas son básicamente proteínas y enmenor proporción lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos.En el citoplasma de la célula eucariota encontramos el citoesqueleto, orgánelos como lasmitocondrias, los lisosomas, el núcleo, además de un sistema de membranas el retículoendoplasmático, unos gránulos los ribosomas y vacuolas en células vegetales. Lafunción del citoplasma está relacionada con los procesos metabólicos encargados de lassíntesis de compuestos como aminoácidos, lípidos, carbohidratos entre otros.El Núcleo Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LEl núcleo es el organelo que gobierna todas las funciones de la célula. Las principalesfunciones son: crecimiento y reproducción celular, almacenamiento y organización de losgenes, trasmisión de la información genética.En las células eucariotas está rodeado por una membrana nuclear, mientras que en lasprocariotas no existe dicha membrana, por lo que el material nuclear está disperso en elcitoplasma.En las células eucariotas al núcleo también se le llama carioplasma, se localiza en elcentro de la célula y suele tener una forma redondeada o elíptica en las célulasprismáticas. 32
  33. 33. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 33El núcleo de una célula eucariota puede presentarse en dos formas distintas, según seala etapa en que se halle la propia célula. En las células que no están en división yconsecuentemente su núcleo no está en proceso de transformación, el DNA seencuentra combinado con proteínas como las histonas, dándole una apariencia fibrilar.Esta combinación de DNA y proteínas se llama cromatina.Durante la división celular o mitosis la cromatina se condensa en cromosomassusceptibles de ser coloreados y observados al microscopio óptico. Los cromosomastienen como función portar los factores hereditarios o genes y trasmitir la informacióngenética de una célula a otra sin modificarla ni empobrecerla, esta transmisión ocurredurante la división de la célula. No se conoce todavía de modo exacto la estructura decada cromosoma, pero se supone que cada uno de ellos consta de una o varias dobleshélices de ADN, varias veces envueltas sobre sí mismas.El número de cromosomas de cada célula es constante para cada especie, pero sereduce a la mitad en las células sexuales o gametos. A raíz de este fenómeno, estascélulas se denominan haploides, frente a la denominación de diploides que tienen lasdemás células.Cromatina y Cromosomas Gráfica Cromosoma. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LLa cromatina que se puede observar durante la interfase a través del microscopioelectrónico como filamentos muy delgados y retorcidos está constituida por ADN,proteínas y ácidos nucleicos; pero cuando la célula entra en división la cromatina seorganiza en estructuras individuales que son los cromosomasUn cromosoma es una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de genes. Uncromosoma está formado por dos cromátidas. En cada una de ellas hay unnucleofilamento de ADN replegado e idéntico en ambas cromátidas. 33
  34. 34. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 34Las cromátidas están unidas a través del centrómero. En las cromátidas también seobserva un cinetócoro que es el centro organizador de microtúbulos que se formandurante la mitosis y que ayudan a unir los cromosomas con el huso mitótico.El NucleoloSe encuentra dentro del núcleo de células eucarióticas aparentemente sin membranadelimitadora y asociado con una región específica de un cromosoma llamadoorganizador nuclear, que al parecer atraviesa al nucleolo. Cuando la célula eucariotapermanece sin dividirse (período de interfase), el nucleolo se puede observar almicroscopio óptico como un organelo de color más oscuro, de tamaño pequeño (1 a 7micrómetros) y de forma redondeada. El nucleolo está compuesto por de proteína, ARNy ADN.El tamaño y la morfología de los nucleolos varía en función de la especie, del tipo celulary del estado fisiológico de la célula. Es así como su número y tamaño aumentan durantela síntesis de proteínas. Durante la división celular el nucleolo desaparece. La función delnucleolo es la síntesis de ribosomas. En las células procariotas el nucleolo está ausente.El Retículo Endoplasmático Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LSe encuentra en todas las células eucariotas y ocupa hasta el 10% del espacio interiorde éstas. Se trata de un sistema de membranas cuyas dimensiones dependen delestado fisiológico de la célula: es más reducido en las células poco activas o pocodiferenciadas.El retículo endoplasmático forma una red de pequeños canales múltiples, comunicantesentre sí, que atraviesan el citoplasma y van desde la membrana nuclear hasta lamembrana plasmática. Su función consiste en transportar materiales dentro de la célulaa manera de un sistema circulatorio. En puntos diversos forma pequeñas cavidades ovesículas, y está constituido por una doble lámina que limita dos espacios: elcitoplasmático y el reticular. El espacio que queda limitado en el interior se denominalumen. 34
  35. 35. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 35La membrana externa puede ser rugosa, con la presencia de ribosomas y se denominaretículo endoplasmático rugoso, o lisa carente de ribosomas y en este caso se denominaretículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático liso es responsable de: lasíntesis de fosfolípidos y colesterol y el procesamiento de sustancias tóxicasprocedentes del exterior de la célula.La actividad del retículo endoplasmático rugoso está estrechamente relacionada con lasíntesis de proteínas y viene determinada por la presencia de ribosomas.RibosomasSon organelos compactos y globulares, se encuentran tanto en las células procariotascomo en las eucariotas. Están compuestos por ARN y proteínas. Son unos gránuloscuyas dimensiones se miden en millonésimas de milímetro, se hallan situados sobre lasmembranas del retículo endoplasmático rugoso o sobre la cara externa de la membrananuclear, o incluso aislados en el plasma. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LEn los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas, es decir, la unión de losaminoácidos de una proteína siguiendo una secuencia establecida genéticamente.Mitocondrias Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L 35
  36. 36. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 36Son minúsculos orgánelos celulares, se hallan, generalmente en gran número, en casitodas las células vegetales y animales (células eucariotas). Las mitocondrias Suelentener forma de saco tubular, ovalado. Observadas al microscopio electrónico presentandos membranas separadas.La membrana interna presenta crestas o repliegues hacia el interior que aumentan lasuperficie de la membrana. Contiene numerosas proteínas de transporte y otras confunciones muy especializadas, como los complejos que forman la cadena respiratoria yel ATP (trifosfato de adenosina)La membrana externa. Contiene numerosas proteínas que regulan los intercambios desustancias con el citosol (parte líquida del ciptoplasma). Se destacan las proteínas decanal, las cuales forman grandes poros que la hacen muy permeable.Las mitocondrias se constituyen en fábricas de energía celular; ellas extraen la energíade las moléculas alimenticias y la almacenan en forma de ATP, dicha energía esutilizada en todos los procesos metabólicos, ésto se lleva a cabo a través de larespiración celular. El proceso de oxidación de alimentos se constituye en la respiracióncelular aerobia, y consiste en una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente ytiene como propósito la producción de energía biológicamente útil ATP en células queviven en presencia de oxígeno.En este proceso, se transfieren electrones desde la glucosa (molécula proveniente delalimento) hasta el oxígeno molecular para producir energía, bióxido de carbono y agua Glucosa + 6O2 CO2 + 6H2O + 36 ATPAparato de Golgi Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LEs un organelo común a todas las células eucariotas y está especialmente desarrolladoen aquellas que tienen actividad secretora.El aparato de Golgi se deriva del retículo endoplasmático y está constituido por una seriede cavidades planas paralelas, delimitadas por una membrana, en cuya periferia hayunas vesículas llamadas asimismo de Golgi. 36
  37. 37. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 37La función del aparato de Golgi consiste en: • El aislamiento dentro del citoplasma y mediante una membrana, de algunas sustancias (por ejemplo separa proteínas, de lípidos) • Empacar esas sustancias en las vesículas con el fin de llevarlas al interior del propio citoplasma o a su parte exterior. • Intervenir en los procesos de secreción y la excreción celular • Proteger a la célula de la acción tóxica de determinadas sustancias. • Intervenir en la formación de los lisosomasLección 10VacuolasLas vacuolas son organelos abundantes en las células vegetales y bastante escasos ymuy pequeños en las células animales. Están rodeadas de una membrana denominadatonoplasto y en su interior se encuentra una sustancia fluida de composición variable.Las vacuolas pueden ocupar entre un 5 y un 90% del volumen celular, aunque, dehecho, casi siempre es superior al 30%.Desempeñan funciones muy diversas, hasta el punto de que en una misma célulapueden encontrarse vacuolas con funciones distintas.En las células vegetales las vacuolas intervienen en los siguientes procesos: • Constituyen reservas de sustancias nutritivas (azúcares, grasas), que están a disposición de las necesidades de la célula. • Actúan como almacenes de productos tóxicos para la célula. • Dan soporte a la célula. • Contribuyen al crecimiento de los tejidos. • En organismos unicelulares sirven para realizar el proceso digestivo. Eliminan el exceso de agua que entra a la célula.LisosomasLos lisosomas son organelos característicos de las células eucariotas. Son másabundantes en células animales.Son pequeñas vesículas de forma y tamaño variables, aunque, por lo general, sonesféricas. Los lisosomas están limitados por una membrana y en su interior, contienenenzimas como lipasas y nucleasas.Los lisosomas se encargan de: 37
  38. 38. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 38 • La hidrólisis de macromoléculas. Esas macromoléculas pueden proceder del exterior de la célula por endocitosis, como las sustancias nutritivas que deben digerirse. • Digerir organelos de la propia célula defectuosos, que no funcionan bien o que envejecen • Destruir microorganismos como virus o bacterias nocivos para la célula.PeroxisomasEstán presentes en las células eucariotas y pueden encontrarse dispersos por elcitoplasma o bien estrechamente relacionados con otros organelos como mitocondrias ocloroplastos.Son organelos pequeños y esféricos, rodeados por una membrana, contienen: enzimasoxidasas y catalasas.Las funciones de los peroxisomas son: • Llevar a cabo reacciones oxidativas de degradación de ácidos grasos y aminoácidos por acción de las oxidasas. Es así como, las oxidasas utilizan el oxígeno molecular para eliminar átomos de hidrógeno de los sustratos. Como resultado de esta oxidación en unos casos se obtiene agua y en otros peróxido de hidrógeno. • Degradar el peróxido de hidrógeno sustancia que es muy tóxica para la célula, por acción de la enzima catalasa, con la producción de agua y oxígeno. • Intervenir en reacciones de detoxificación (por ejemplo, gran parte del etanol que bebemos es detoxificado por peroxisomas de células hepáticas)Centrosomas y CentríolosLos centrosomas están constituidos por un par de centriolos presentes en célulasanimales. Su función principal es formar las fibras del huso acromático en el proceso dedivisión celular.Los centriolos se encuentran en número par, son muy pequeños y de difícil observaciónen el período de interfase. Observado con el microscopio electrónico, cada centriolo 38
  39. 39. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 39aparece como un cilindro hueco, con un diámetro de 0,15 micras y una longitud de 0,5micras. La pared del centriolo está constituida por una serie de agrupamientos detúbulos.Los centriolos se hacen visibles durante la división celular, cuando desempeñan sufunción principal consistente en la producción del huso mitótico. Forman también loscilios y flagelos de las células.Plastos o PlastidiosLos plastos se encuentran exclusivamente en las células vegetales, tienen forma dedisco o esférica limitados por una membrana doble. Se agrupan en tres tipos:cloroplastos, leucoplastos y cromoplastos. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña LLos cloroplastos son característicos en vegetales y en algunas algas unicelulares. Estánrodeados por una membrana doble: la externa que presenta plegamientos o crestas y esmuy permeable, y la interna lisa, es decir sin crestas, menos permeable que la externa ycon numerosas proteínas especializadas en el transporte selectivo de sustancias.La membrana interna contiene un semifluido denominado estroma compuesto deenzimas, ADN y ribosomas. Dentro del estroma se localizan unos sáculos aplanados ymembranosos, a los cuales en forma individual se les llama tilacoides y contienen elpigmento verde o clorofila, así como otros pigmentos. Los tilacoides tienden a formarapilamientos denominados grana, los cuales se conectan entre sí formando una red decavidades.Los cloroplastos tienen como función realizar la fotosíntesis.Leucoplastos: son estructuras incoloras o blancas que almacenan almidón, grasa,proteínas y otras sustancias.Cromoplastos: Dan color a las flores, la cáscara y la pulpa de muchos frutos y sonorganelos con pigmentos de diferentes colores, excepto el verde. 39
  40. 40. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 40Citoesqueleto Presente en células eucariotas está compuesto por una red de fibrasprotéicas en forma de microfilamentos, filamentos y microtúbulos gruesos.Las funciones del citoesqueleto son: • Dar forma y sostén a la célula. • Facilitar el movimiento celular ameboideo y de migración por acción del deslizamiento y ensamblado y desamblado de los microfilamentos y microtúbulos. • Ayudar al sostén, posición y movimiento de organelos. Participar en la división celular al mover los cromosomas hacia las células hijas y al contraer el citoplasma para su división.Pared CelularPresente en las células eucariotas vegetales y fúngicas, externa a la membranaplasmática. Básicamente está compuesta de celulosa, y en menor cantidad de otrassustancias como la hemicelulosa, los pectatos o pectinas, lignina, suberina, cutina,proteínas, sales minerales y ceras.La pared celular cumple un papel importante en la absorción, transpiración, secreción ytraslocación. Sirve de protección contra la desecación y de defensa contra bacterias yotros patógenosDiferencias entre la célula eucariota vegetal y animalLa célula eucariota vegetal • Utiliza la materia inorgánica para sintetizar compuestos orgánicos. • Aprovecha la energía lumínica para que tenga lugar el proceso anterior. • Utiliza después la energía química de las moléculas orgánicas que ella ha sintetizado. • Desarrolla un proceso de nutrición autótrofa. • Presenta pared celular. • Contiene plastos. • Tiene mayor número de vacuolasLa célula eucariota animal • No puede sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas. • No aprovecha la energía lumínica en la síntesis de moléculas orgánicas. • Depende de las moléculas orgánicas que toma del exterior y de la energía química que estas contienen. • Desarrolla un proceso de nutrición heterótrofa. • Tiene mayor número de lisosomas. 40
  41. 41. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 41 • Presenta centríolos.Interactividad sobre la célulaLección 11. Procesos Celulares • Nutrición Consiste en la captación de materia para crecer, reponer las partes de la célula que estén envejecidas y disponer de materias primas para las distintas actividades celulares y obtener la energía. Todos estos procesos se realizan mediante reacciones bioquímicas. • Metabolismo Es el conjunto de reacciones que se producen dentro de las células de los seres vivos, estas reacciones son catalizadas por enzimas concretas. Hay dos grupos de reacciones metabólicas:Anabolismo (síntesis) Es el conjunto de reacciones cuyo objetivo es la obtención demoléculas complejas y ricas en energía (glúcidos, ácidos grasos) a partir de moléculassimples. Estas reacciones consumen energía que se incorpora a la moléculasintetizadadora, son reacciones endergónicas.Catabolismo (degradación) El conjunto de transformaciones bioquímicas que lascélulas realizan a partir de moléculas energéticamente ricas. Se produce energíaquímica disponible para otras reacciones y se obtienen productos más simples. Sonreacciones exergónicas.La materia y la energía que proporciona la nutrición ponen en marcha todas lasreacciones metabólicas, el proceso comienza con la entrada de nutrientes del exterior. • Respiración celular Es una oxidación de moléculas orgánicas para suministrar energía a plantas y animales. La energía obtenida se utiliza para unir un grupo de fosfatos de alta energía ADP y formar un portador de energía a corto plazo el ATP. En las células vegetales la respiración se realiza a partir de la glucosa obtenida en la fotosíntesis. En las animales, se realiza a partir de la glucosa obtenida al ingerir los alimentos.La respiración necesita: • Monómeros de la grandes biomoléculas (glucosa). • Moléculas transportadoras de electrones. • Molécula receptora que es el oxígeno. • Un espacio cerrado para que se lleve acabo la transferencia de electrones, este espacio es la mitocondria.Hay dos tipos de respiración: respiración aeróbica y respiración anaeróbica. 41
  42. 42. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 42Respiración Aeróbica El oxígeno libre se utiliza para oxidar moléculas orgánicas yconvertirlas en bióxido de carbono y agua con alta liberación de energía.Respiración Anaeróbica Respiración propia de levaduras, algunas bacteriasanaerobias, y ocasionalmente presente en los tejidos cuando no interviene el oxígeno. Elsustrato orgánico no está totalmente oxidado y la producción de energía es baja alconvertirse la glucosa de los tejidos musculares en ácido pirúvico por glucólisis ytambién en ácido láctico, que luego puede oxidarse cuando vuelve la presencia deoxígeno. • Fotosíntesis La fotosíntesis es el paso previo de los seres autótrofos para obtener la materia que utilizará en procesos posteriores. Su objetivo es obtener moléculas orgánicas (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas.Para que esto ocurra se necesita: • Luz • Cloroplasto con pigmentos: cLección lorofila. • Moléculas transportadoras y receptoras de electronesSucede: • Al incidir la luz en la clorofila, se produce el desprendimiento de electrones activados. • Las moléculas transportadoras de electrones los llevan hacia el aceptor final. • En el espacio cerrado del cloroplasto se intercambian los electrones sin dispersarse. • La eficacia es máxima.Fases de la fotosíntesisFase dependiente de la luzEl cloroplasto capta la energía lumínica que se invierte en: • Activar la clorofila para que se desprendan electrones. • Romper moléculas de agua. • Formar moléculas de ATP que contienen en sus enlaces la energía química procedente de los electrones activados.Fase independiente de la luz. • No requiere presencia de luz. 42
  43. 43. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 43 • Se llama también fase de fijación del carbono porque se capta CO2 atmosférico, que se incorpora para formar glucosa, proceso que permitirá producir almidón. • Los glúcidos (glucosa, almidón) obtenidos se utilizarán también en la síntesis de otro tipo de biomoléculas como los aminoácidos, los lípidos y los nucleótidos. • Relación Consiste en captar las condiciones del ambiente y elaborar las respuestas más indicadas para sobrevivir en cada caso.Las células deben presentar sensibilidad respecto a ciertos estímulos como son: la luz,las sustancias químicas, el contacto con otros elementos. Las reacciones frente a estosestímulos son respuestas. Ejemplo: el movimiento de corrientes citoplasmáticas queprovocan que la célula se pueda desplazar. Estos desplazamientos se realizan mediante:seudópodos, cilios y flagelos.Los seudópodos: son prolongaciones del citoplasma que arrastran y desplazan la célula.Este movimiento característico de amebas y leucocitos se conoce como ameboide. Seorigina por variaciones de la viscosidad del citoplasma al pasar del estado de sol al degel, o por una disminución de la tensión superficial.Cilios y flagelos: son tubos redondeados, que salen desde la membrana plasmática y seprolongan fuera de la célula. Su movimiento es vibrátil. Los cilios son pequeños ynumerosos y el desplazamiento se produce por movimientos bruscos como látigos.Los flagelos son de mayor tamaño, su cantidad es menor (puede haber solo uno) y sumovimiento es suave.Otro tipo de respuesta ante condiciones ambientales muy desfavorables, es el dealgunas células que producen esporas (estructuras muy resistentes) las cuales englobanuna parte del citoplasma y el cromosoma para protegerlo y conservarlo. Las esporaspueden resistir mucho tiempo y cuando las condiciones mejoran, las esporas absorbenagua, activan su metabolismo y la célula se reproduce.Otros procesos celulares fundamentales son los de división celular: mitosis y meiosis, loscuales por su importancia se tratan por separado.Lección 12. División celularSegún el tercer principio de la teoría celular, las células se originan a partir de otrascélulas; este proceso se denomina división celular. La división celular puede ocurrir pormitosis en las células somáticas (las que forman el cuerpo) y tienen dos juegos decromosomas (2n) o por meiosis en las células germinativas que originan los gametos(óvulo y espermatozoide) con número haploide (n) de cromosomas. 43
  44. 44. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101 – BIOLOGIA 44La división mitótica permite que de una célula madre se originen dos nuevas célulashijas, con las mismas características morfológicas y fisiológicas de la célula preexistente.El objetivo de la división mitótica es conseguir la duplicación de la célula de modo quelas dos células hijas reciban la dotación cromosómica idéntica a la de sus progenitores.En los organismos unicelulares la división mitótica da origen a un nuevo organismo. Enlos organismos multicelulares las células somáticas diploides se reproducen para formartejidos, órganos, para reemplazar las partes envejecidas, desgastadas, muertas y parapermitir el crecimiento del organismo. Las etapas a través de las cuales pasa una célulade una división celular a otra constituyen el ciclo de la célula. La duración y lascaracterísticas del ciclo celular son variables y dependen del tipo de célula y de lascircunstancias en que se desarrolla.El Ciclo celular se divide en dos fases principales: • La interfase período durante el cual los cromosomas se duplican y • La mitosis fase en la cual los cromosomas duplicados se reparten en dos núcleosAl final de la mitosis ocurre la citocinesis cuando la célula se divide originando doscélulas hijas.Interfase La mayor parte del tiempo del ciclo celular transcurre en la etapa de interfasedurante la cual la célula duplica su tamaño y el contenido cromosómico, la interfasepuede durar horas, días o semanas según el tipo de célula. Interfase en célula de cebolla Interfase en célula animal Gráfica Ilustraciones comparativas de interfase Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used for educational, non-profit endeavors without permission.En la etapa de interfase la célula está ocupada en la actividad metabólica preparándosepara la mitosis. Los cromosomas no se observan fácilmente en el núcleo, mientras queel nucleolo puede ser visible como una mancha oscura .Durante la interfase se sintetizael ARN mensajero y ribosomal; se replica el ADN; la célula animal puede contener un parde centríolos los cuales forman el huso acromático. 44

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