Informacion sobre el proceso de enseñanza - aprendizaje en la materia de biologia tanto para maestros y estudiantes

1. ESCUELA:
PONENTE:
BIMESTRE:
BASES BIOLÓGICAS
CICLO:
PSICOLOGÍA
I BIMESTRE
Ing. Iván Burneo
ABRIL – AGOSTO 2007

2. OBJETIVO GENERAL
Conseguir un compromiso entre la necesidad de que el estudiante
adquiera parte de la terminología básica de la biología y el ideal
de que renueve de forma constante su interés por el enfoque que
la BIOLOGÍA presenta del ser humano en general y el medio
ambiente en particular.

3. CONTENIDOS
1. Unidad 1. Biomoléculas y organización celular
2. Unidad 2. La energía y los seres vivos
3. Unidad 3. Introducción a la genética
4. Unidad 4. Desarrollo animal y humano
5. Unidad 5. La reproducción y la conducta sexual

4. BIOMOLÉCULAS Y ORGANIZACIÓN DE LA
VIDA

5. OBJETIVOS
• Identificar los elementos que conforman la materia viva y las
principales macromoléculas biológicas.
• Identificar las reacciones químicas y sus principales propiedades
físicas que participan en los seres vivos
• Identificar las principales estructuras celulares

6. LA MATERIA VIVA
CONTIENE C, H, O, N, S y P
• Los elementos principales que conforman la materia viva
son:
• Son abundantes en la naturaleza y constituyen alrededor del 92%
del peso seco de la materia viva, tenemos: C, H, O, N, P y S.
ELEMENTOS
ESENCIALES
• Se encuentran en la materia viva en pequeñas cantidades (0,31 a
0,01%) y son esenciales para cumplir muchas funciones en el
organismo, tenemos: Ca, Na, K, Mg, Fe, Mn, Cl, I.
OLIGOELEMENTOS
O
MICROELEMENTOS
• Se encuentran en cantidades muy pequeñísimas (menores al
0,01%) en el organismo pueden ser necesarios para la vida e
intervienen en ciertas funciones, tenemos: Cu, Zn, Co, V, Cr.
GLICOELEMENTOS
O
ELEMENTOS TRAZA

7. MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS
• La materia viva posee una organización compleja que tiene como base
compuestos monoméricos: ácidos grasos, aminoácidos, monosacáridos
y nucleótidos.
• Muchas biomoléculas son compuestos poliméricos: proteínas,
polisacáridos y ácidos nucléicos.

8. INFORMACIÓN BIOLÓGICA
E INTERACCIONES
ENLACES COVALENTES:
• Se forman por compartición de electrones y son bastante estables.
Elementos que forman enlaces covalentes son: C, N, S, O, etc.
ENLACES NO COVALENTES:
• Son enlaces débiles entre las biomoléculas y pueden ser de cuatro
tipos:
• Fuerzas de Van der Waals
• Enlaces Iónicos
• Puentes de Hidrógeno
• Interacciones Hidrofóbicas

9. •Ocurre entre moléculas con dipolos transitorios
inducidos por variación de electrones, pueden ocurrir
entre cualquier par de átomos que esté cerca.
Fuerzas de
Van der Waals
•Ocurren entre átomos o grupos con carga total.
Enlaces
iónicos
•Ocurren entre el H enlazado con átomo
electronegativo y segundo átomo electronegativo (C-
H, O-H, N-H).
Puentes de
Hidrógeno
•Ocurren entre grupos no polares en presencia de
agua, se ven obligados a distribuirse ordenadamente
para evitarla.
Interacciones
hidrofóbicas

10. BIOMOLÉCULAS
EN EL AGUA

11. OBJETIVOS
• Conocer y comprender la estructura molecular del agua y la
formación de puentes de H.
• Determinar la influencia de los puentes de H en las propiedades
físicas del agua.
• Reconocer la importancia de los sistemas amortiguadores en los
seres vivos.

14. MOLÉCULAS ORGÁNICAS

16. Grupo Nombre Importancia biológica
– OH Hidroxilo Polar, y por esta razón soluble en agua; forma puentes de hidrógeno
– C=O
I
OH
Carboxilo
Ácido débil (dador de hidrógeno); cuando pierde un ion hidrógeno adquiere carga negativa:
– C=O
I
O- + H+
– N – H
I
H
Amino
Base débil (aceptor de hidrógeno); cuando acepta un ion hidrógeno adquiere carga positiva:
H
I
– N+ – H
I
H
H
I
– C=O
Aldehído Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a algunos azúcares
– C=O
I
Cetona (o carbonilo) Polar, y por esta razón soluble en agua; caracteriza a otros azúcares
H
I
– C – H
I
H
Metilo Hidrofóbico (insoluble en agua)
O
II
– P –
OH
I
OH
Fosfato
Ácido (dador de hidrógeno); en solución presenta habitualmente carga negativa:
O
II
– P – O- + 2H+
I
O-

25. ENZIMAS

26. CATALIZADORES BIOLÓGICOS
• Las enzimas constituyen la clase mayor y más altamente especializada
de proteínas.
• Son catalizadores biológicos y presentan las siguientes propiedades
cinéticas:
– Disminuyen la barrera de energía de activación de una reacción.
– Su estructura no cambia permanentemente durante una reacción.
– No alteran la posición de equilibrio de una reacción.
– Por lo general, actúan formando un complejo transitorio con el
reactivo.

27. • La sustancia sobre la que actúa el
enzima se llama SUSTRATO.
• El sustrato se une a una región concreta
del enzima, llamada CENTRO ACTIVO
que comprende:
– Un sitio de unión formado por los aminoácidos que están en
contacto directo con el sustrato
– Un sitio catalítico formado por los aminoácidos directamente
implicados en el mecanismo de la reacción.
En una reacción catalizada por una enzima:

28. UNIÓN SUSTRATO-ENZIMA
Hay dos modelos sobre la forma de unión sustrato-enzima:
 El modelo llave-cerradura
 El modelo del ajuste inducido

30. MONOSACÁRIDOS
• Son moléculas orgánicas caracterizadas por la presencia de cadenas
carbonadas portadoras de grupos hidrófilo y funciones aldehídicas y
cetónicas.
• Pueden tener dos configuraciones: D o L según se encuentre el OH
del penúltimo carbono hacia la derecha o hacia la izquierda
respectivamente.

32. • Si el grupo carbonilo
está en el carbono 1, el
monosacáridos es una
ALDOSA.
• Si el grupo carbonilo
está en el carbono 2,
el monosacáridos es
una CETOSA.

33. MONOSACÁRIDOS CÍCLICOS

34. ENLACES GLICOSÍDICOS
• La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces
glicosídicos.
• Compuestos con grupos OH, NH2 y SH pueden reaccionar con el OH
hemiacetálico del carbono anomérico de un monosacárido, con
pérdida de una molécula de agua para formar los compuestos
llamados generalmente glicósidos.
• Según la naturaleza del grupo reaccionante se distinguen:
– O-glicósidos (a partir de un OH)
– N-glicósidos (a partir de un NH2)
– S-glicósidos (a partir de un SH)

35. REACCIONES DE LOS MONOSACÁRIDOS
• Los monosacáridos pueden sufrir diversas reacciones para dar
diversos derivados monosacáridos:
– Por oxidación
– Por reducción
– Por sustitución

36. POR REDUCCIÓN:
• Las aldosas y cetosas, por reducción
del grupo carbonilo del carbono
anomérico da lugar a polialcoholes
como el glicerol.
H
H
OH
H
OH
H
H
OH
GLICEROL
H
H
OH
O
H
H
OH
GLICERALDEHIDO

37. POR OXIDACIÓN:
• Formación de un grupo carboxilo
en el carbono terminal.
• Se forma azúcares ácidos como el
ácido glucorónico.
O
H
OH
H
O
H
H OH
H
H
OH
OH
H
H
GLUCOSA
ACIDO GLUCORÓNICO
O
O
H
OH
H
O
H
H OH
H
H
OH OH

38. DESOXIDERIVADOS:
• La sustitución de un OH
alcohólico por un H da lugar a
los desoxiderivados.
• Se forman los desoxiazúcares
como la desoxirribosa que es
un componente de los
nucleótidos.
O
O
H
OH
H
H
OH OH
H
H
H
H
O
O
H
H
H
H
OH OH
H
H
H
H
RIBOSA
DESOXIRRIBOSA

39. AMINODERIVADOS:
• La sustitución de un OH
(generalmente en el carbono
2) de los monosacáridos por
un grupo amino (NH2) da
lugar a los aminoderivados.
• Se forman aminoazúcares
como la glucosamina.
O
H
OH
H
O
H
H OH
H
H
OH
OH
H
H
O
H
NH2
H
O
H
H OH
H
H
OH
OH
H
H
GLUCOSA
GLUCOSAMINA

40. FOSFATODERIVADOS:
• El grupo fosfato pueden
formar ésteres con los
grupos OH (alcohólico o
hemiacetálico) de los
monosacáridos. Con ello
se introduce un grupo
fuertemente
electronegativo en una
molécula que
normalmente no posee
carga eléctrica.
OH
O
O
H
OH
OH
OH
O
O
OH
OH
OH
O
H O
P
Ribose Riboso-5-phosphate
O
-
O
-
O
-
O
P
Phosphate

41. POLISACÁRIDOS
• Son los glúcidos más abundantes en los organismos vivos.
• Se clasifican bajo dos criterios
– Por su estructura
– Por su función
AGLICONA: Grupo que reacciona con el monosacárido
GLICÓSIDO: Monosacárido unido a una aglicona
HOLÓSIDO: Cuando la aglicona es otro monosacárido
HETERÓSIDO: Cuando la aglicona es cualquier otro
compuesto

42. POR SU ESTRUCTURA:
Homopolisacáridos:
• Polímeros constituidos por un solo tipo de monosacáridos.
Heteropolisacáridos:
• Polímeros constituidos por dos o más monosacáridos (o derivados)
distintos.

43. POR SU FUNCIÓN:
De reserva:
• Constituyen formas de almacén o paquetes de los monosacáridos
que serán degradados para la obtención de energía. (almidón y
glucógeno).
Estructurales:
• Forman parte de las estructuras tales como paredes celulares,
exoesqueletos, cubiertas, etc. (celulosa, hemicelulosa, pectina,
agar-agar, goma arábiga, quitina, mucopolisacáridos).

44. DISACÁRIDOS
• Cuando el enlace glicosídico se forma entre dos monosacáridos, el
compuesto resultante recibe el nombre de disacárido.
• Esta unión puede tener lugar de dos formas distintas, dando dos
tipos de disacáridos:
– Reductores
– No reductores

45. DISACÁRIDOS REDUCTORES:
• El carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH
alcohólico de otro. Así, el segundo azúcar presenta libre su
carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades
reductoras, y podrá presentar el fenómeno de la mutarrotación.
• A este grupo pertenecen: la maltosa, celobiosa, sacrosa y lactosa

46. DISACÁRIDOS NO REDUCTORES:
• En ellos, el carbono anomérico de un
monosacárido reacciona con el carbono
anomérico del otro monosacárido. Como
no queda ningún carbono anomérico libre,
estos disacáridos no podrán presentar
mutarrotación.
• A este grupo pertenecen: sacarosa y
trehalosa

47. OLIGOSACÁRIDOS
• Son cadenas cortas de monosacáridos (3 a 20) unidas mediante
enlace O-glucosídico.
• Los disacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por
medio de enlaces glicosídicos.
– Si el disacárido es reductor, se unirá a otros monosacáridos por
medio del OH de su carbono anomérico o de cualquier OH
alcohólico.
– Si no es reductor, se unirá únicamente por medio de grupos OH
alcohólicos.

49. • Los lípidos presentan una estructura general formada por un
alcohol (glicerol) y uno, dos o tres ácidos grasos.
• Están compuestos de ácidos grasos cuyas propiedades son:
– Casi todos contienen un número par de átomos de carbono
– La cadena hidrocarbonada puede estar saturada, insaturada o
poliinsaturada.

50. • En función de su estructura química los lípidos se clasifican en tres
grupos:
– Lípidos simples: Esteres de ácidos grasos y alcoholes
• Grasas y aceites
• Ceras
– Lípidos compuestos: Lípidos simples conjugados con otras
biomoleculas (ácido fosfórico, carbohidratos y proteínas).
• Fosfolípidos
• Glucolípidos
• Lipoproteínas
– Compuestos asociados:
• Pigmentos
• Vitaminas liposolubles
• Esteroles
• Hidrocarburos

51. • Según su capacidad para formar jabones los lípidos se clasifican:
– Saponificables: Tenemos las grasas, aceites, ceras, fosfolípidos
y fosfátidos
– Insaponificables: Esteroles, hidrocarburos y prostaglandinas c

52. TRIGLICÉRIDOS
• Los acilgliceroles o glicéridos son ésteres de ácidos grasos con
glicerol (propanotriol).

53. LIPIDOS POLARES
• Dentro de este grupo están los fosfolípidos y esfingolípidos que
constituyen las membranas biológicas.
• Presentan una cabeza polar y una cola apolar

54. ESTEROIDES
• Todos presentan anillos
fusionados.
• El más conocido es el colesterol
que se encuentra en la
membrana celular y es precursor
de ciertas hormonas.
13
14
9
8
10
17
12
11
15
16
7
5
6
CH3
18
H
1
4
2
3
H
H
H
Estrane

55. TERPENOS
• Suelen incluirse en este grupo moléculas formadas por
condensación de unas pocas unidades de isopreno.
• Muchas de estas moléculas son vitaminas liposolubles.
• Son frecuentes en los aceites esenciales de plantas.
• En este grupo se incluyen:
– Retinoides (vitamina A)
– Carotenoides (provitamina A)
– Tocoferoles (vitamina E)
– Naftoquinonas (vitamina K)

56. EICOSANOIDES
• Este término agrupa a una serie de compuestos derivados de ácidos
grasos poliinsaturados de 20 átomos de carbono (de donde deriva
su nombre).
• Todos ellos tienen una amplia gama de actividades biológicas, bien
como señales químicas (hormonas) o como efectores fisiológicos (en
procesos inflamatorios).
• En esta categoría se incluyen:
– Prostanglandinas
– Tromboxanos
– Leucotrienos

57. TRANSPORTE A TRAVÉS
DE MEMBRANAS

59. OBJETIVOS
• Describir la estructura elemental de los ácidos nucleicos: RNA y
DNA

60. • Los AN son polímeros
lineales en los que la unidad
repetitiva, llamada
nucleótido está constituída
por:
– Una pentosa (la ribosa o
la desoxirribosa)
– Un ácido fosfórico
– Una base nitrogenada
(purina o pirimidina).
• La unión de la pentosa con una base constituye un nucleósido.
• La unión mediante un enlace éster entre el nucleósido y el ácido
fosfórico da lugar al nucleótido.

61. • Hay cinco bases
nitrogenadas diferentes
en los nucleótidos, que
son los sillares de
construcción de los
ácidos nucleicos.
– Dos de ellas, la
adenina y la
guanina, se
conocen como
purinas.
– Las otras tres,
citosina, timina y
uracilo se conocen
como pirimidinas.
N
N
NH
N
NH2
Adenine
N
NH
NH
N
NH2
O
Guanine
N
NH
NH2
O
Cytosine
NH
NH
O
O
C
H3
Thymine
NH
NH
O
O
Uracil

62. • Los AN se forman por la
esterificación de los grupos
fosfato con los hidroxilos 5' y 3'
de dos nucleótidos
consecutivos.
• Por convención, la secuencia
de los polinucleótidos se
representa en el sentido 5' -
3'.
• Los dos polinucleótidos
presentes en los seres vivos
son los ácidos: ribonucleico
(RNA) y desoxirribonucleico
(DNA).

63. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA
• Los acidos nucleicos contienen la
información para estructurar una enorme
variedad de proteínas que se encuentran
en los organismos.
• La información contenida en los ácidos
nucleicos es transcripta y luego traducida
a las proteínas.
• Son las proteínas las moléculas que
finalmente ejecutarán las "instrucciones"
codificadas en los ácidos nucleicos.

64. Niveles de Organización
Dos o más átomos
juntos del mismo
elemento o de
elementos
diferentes.
Biomoléculas:
carbohidratos,
lípidos, proteínas,
DNA y RNA.
La unidad más
pequeña que
tiene vida y
puede formar
parte de
organismos
multicelulares.
Matriz organizada
de células y
sustancias que
interactúan en
algunas tareas.
Tejido óseo,
conectivo, etc.
Unidad
estructural
hecha de dos o
más tejidos
interactuando
en algunas
funciones.
Órganos
interactuando
físicoquímicamente,
o ambos en la misma
función. Sistema
vascular, sistema
nervioso, etc.
Elementos fundamentales
que forman la materia. Los
átomos son las más
pequeñas unidades que
retienen las propiedades de
un elemento. Electrones,
protones y neutrones.
átomo
molécul
a
cél
ula
teji
do
órga
no
Sistema
s de
órganos

65. Individuos hechos de
diferentes tipos de
células. Organismos
multicelulares
conformados por tejidos,
órganos y sistemas.
Grupo de individuos de la
misma especie que
ocupa una determinada
área
Todas las poblaciones
de todas las especies
que ocupa una
determinada área
Una comunidad que interactúa
con el medioambiente físico.
Organismos
multicelulares
población
comunidad
ecosiste
ma
biosfera
comunidad

66. LAS CÉLULAS

70. FOTOSÍNTESIS

74. REVISIÓN DEL
CONCEPTO DE GEN: EL
ADN Y SUS ROLES

75. QUÉ ES EL ADN

80. DÓNDE ESTÁ EL ADN

84. NUCLEO
CITOPLASMA
Hebras
de ADN
2n = 20

85. LA ESPECIE HUMANA
TIENE 46 HEBRAS DE
ADN
2n = 46

87. GEN
AMBAS
HEBRAS
LLEVAN EL
MISMO TIPO
DE
INFORMACIÓN
PERO PUEDE
SER DE
DIFERENTE
“MODELO”

88. AT
CG
CG
TA
TA
AT
CG
CG
GC
GC
TA
CG
CG
CG
GC
AT
TA
CG
CG
CG
TA
TA
AT
GC
GEN
COLOR
DE LA
SEMILLA
GEN
COLOR
DE LA
SEMILLA

89. CUÁLES SON LOS ROLES
DEL ADN

90. T T C A G

91. ROLES DEL ADN
A:
TRANSMISIÓN DE
CARACTERÍSTICAS
B:
EXPRESIÓN DE
CARACTERÍSTICAS

95. Cromátidas
Hermanas
a a A A
Cromosomas
Homólogos
Alelo a
duplicado
Alelo A
duplicado

102. A: MEIOSIS
Cromosomas Homólogos
Células Haploides (n)

103. A: MEIOSIS

110. Capítulo 15
Reproducción y
desarrollo

111. I. Reproducción asexual vs.
reproducción sexual
Reproducción asexual – Produce
individuos genéticamente
idénticos a sus padres..
– Ejemplos – germinación o
brotes en anémonas,
crecimiento en estrellas de
mar
Brote en una hidra

112. Reproducción sexual – Produce
descendencia
genéticamente diferente de
sus padres, requiere
producción de gametos
(huevos y esperma) que se
fusionan y forman el huevo
o cigoto.
- Ejemplo - humanos

113. II. Fecundación
externa vs.
fecundación interna
Fecundación externa – animales acuáticos.
1. Óvulos y esperma se descargan en el agua donde se efectúa la
fecundación.
2. Requiere muchos gametos para asegurar la fecundación.
3. Desarrollo embrionario ocurre en el agua fuera del cuerpo.

115. Fertilización interna
Animales terrestres y algunos
acuáticos
1. El esperma se deposita
directamente dentro de el
cuerpo femenino para
proteger los gametos.
2. Requiere desarrollo

116. 3. El desarrollo
embrionario pos
fertilización puede
ser:
a. ovíparo – huevo
se desarrolla
apartado de la
madre (ejm:
pájaros, reptiles)

117. b. ovovivíparos – huevo se desarrolla dentro de la hembra
pero no recibe nutrición de ella (algunos tiburones)

118. c. Vivíparos – embrión se
desarrolla dentro del
cuerpo de la madre y recibe
nutrición de ella, a menudo
en la placenta (mamíferos)

119. a. precociales – altamente
desarrollados y capaces de
alimentarse y moverse por ellos
mismos “pequeños adultos”
(reptiles)
4. Los jóvenes que han nacido pueden ser:
b. altriciales - inmaduros y
requieren considerables
cuidados maternos.

120. Sistema Reproductor Femenino Humano
ano
ano
vagina
recto
cerviz
endometrio
útero
Labio mayor
Labio menor
clítoris
uretra
Hueso púbico
tubo urinario
ovario
Vejiga urinaria

121. Ovario
Oviducto –
trompas de
Falopio, sitio de
fecundación,
transporte del
cigoto del ovario al
útero
útero

122. vagina
ovario
Cerviz
Tubo de Falopio
Óvulo
Útero

123. FEDUNDACIÓN

124. SISTEMA REPRODUCTOR MASCULINO HUMANO
escroto
Apertura de la
uretra
pene
uretra
testículos
epidídimo
Conducto deferente
Glándula bulborenal
recto
vesícula seminal
próstata
uretra
vejiga
Hueso púbico

126. Gracias
Ing. Iván Burneo Saavedra
ipburneo@utpl.edu.ec
Planta de Productos Naturales
Telf: 07 2 570 275 Ext: 2512-2527