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UNIDAD 1
Biología Como Ciencia
1. LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA.
 Generalidades
Concepto
Importancia
 Historia de la biología.
 Ciencias biológicas.(conceptualización).
 Subdivisión de las ciencias biológicas.
 Relación de la biología con otras ciencias.
 Organización de los seres vivos (pirámide de la
org. seres vivos célula. Ser vivo)
2. DIVERSIDAD DE ORGANISMOS, CLASIFICACIÓN Y
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.
 Diversidad de organismos,
 Clasificación
 Características de los seres vivos.
UNIDAD 2
Introducción al estudio de la biología celular.
3. EL MICROSCOPIO Y SUS APLICACIONES
 Características generales del microscopio
 Tipos de microscopios.
4. CITOLOGÍA, TEORÍA CELULAR
 Definición de la célula.
 Teoría celular: reseña histórica y postulados.
5. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE
LAS CÉLULAS.
 Características generales de las células
 Células eucariotas y procariotas, estructura
general (membrana, citoplasma y núcleo).
 Diferencias y semejanzas
6. REPRODUCCION CELULAR
 CLASIFICACION
 Ciclo celular, mitosis importancia de la mitosis.
 Ciclo celular, meiosis importancia de la meiosis.
 Comparación mitosis vs meiosis (Diferencias)
 Observación de las células.
7. TEJIDOS.
 Animales
 Vegetales
UNIDAD 3
Bases químicas de la vida
8. CUATRO FAMILIAS DE MOLÉCULAS BIOLÓGICAS
(CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y
ÁCIDOS NUCLÉICOS).
 Moléculas orgánicas: El Carbono.
 Carbohidratos: simples, monosacáridos,
disacáridos y polisacáridos.
 Lípidos: grasas fosfolípidos, glucolípidos y
esteroides.
 Proteínas: aminoácidos.
 Ácidos Nucléicos: Ácido desoxirribonucleico
(ADN), Ácido Ribonucleico (ARN).
UNIDAD 4
ORIGEN DEL UNIVERSO – VIDA
9. ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO.
(QUÉ EDAD TIENE EL UNIVERSO)
 La teoría del Big Bang o gran explosión.
 Teoría evolucionista del universo.
 Teoría del estado invariable del universo.
 Teorías del origen de la tierra argumento
religioso, filosófico y científico.
 Origen y evolución del universo, galaxias, sistema
solar, planetas y sus satélites.
 Edad y estructura de la tierra.
 Materia y energía,
 Materia: propiedades generales y específicas;
estados de la materia.
 Energía: leyes de la conservación y degradación de
la energía. Teoría de la relatividad.
10. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS
ORGANISMOS.
 Creacionismo
 Generación espontánea (abiogenistas).
 Biogénesis (proviene de otro ser vivo).
 Exogénesis (panspermia)(surgió la vida en otros
lugares del universo u otros planetas y han llegado
a través de meteoritos etc.)
 Evolucionismo y pruebas de la evolución.
 Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)
 Condiciones que permitieron la vida.
 Evolución prebiótica.
 Origen del oxígeno en la tierra.
 Nutrición de los primeros organismos.
 Fotosíntesis y reproducción primigenia.
UNIDAD 5
Bioecologia
11. EL MEDIO AMBIENTE Y RELACIÓN CON LOS
SERES VIVOS.
 El medio ambiente y relación con los seres vivos.
 Organización ecológica: población, comunidad,
ecosistema, biosfera.
 Límites y Factores:
 Temperatura luz, agua, tipo de suelo, presión del
aire, densidad poblacional, habitad y nicho
ecológico.
 Decálogo Ecológico
12. PROPIEDADES DEL AGUA, TIERRA, AIRE QUE
APOYAN LA VIDA Y SU CUIDADO.
 El agua y sus propiedades.
 Características de la tierra.
 Estructura y propiedades del aire.
 Cuidados de la naturaleza.
UNIDAD 1
LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA.
Concepto.- Es la ciencia que estudia a los
seres vivos de una forma estructurada y
organizada.
La biología, del griego bíos, vida, y logía,
tratado, estudio o ciencia es la ciencia que tiene
como objeto de estudio a los seres vivos y, más
específicamente, su origen, su evolución y sus
propiedades: nutrición, morfogénesis, reproducc
ión, patogenia, etc. Se ocupa tanto de la
descripción de las características y los
comportamientos de los organismos
individuales como de las especies en su
conjunto, así como de lareproducción de los
seres vivos y de las interacciones entre ellos y
el entorno. De este modo, trata de estudiar la
estructura y la dinámica funcional comunes a
todos los seres vivos, con el fin de establecer
las leyes generales que rigen la vida orgánica y
los principios explicativos fundamentales de
esta.
Importancia.- Ciencia natural, estudia a los seres vivos, se ocupa de la
descripción de características de los seres vivos, tiene el fin de establecer leyes de
la vida, nos enseña nuestro puesto a la hora de cuidar el medio ambiente.
La Biología es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la
experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida.
Biología es el estudio de la transferencia no-espontánea de la energía contenida
en las partículas y de los sistemas cuasi-estables que la experimentan.
Historia de la biología.
La historia de biología remonta el estudio de los seres vivos desde la Antigüedad hasta la época
actual. Aunque el concepto debiología como ciencia en si misma nace en el siglo XIX, las ciencias
biológicas surgieron de tradiciones médicas e historia naturalque se remontan a el Āyurveda,
la medicina en el Antiguo Egipto y los trabajos de Aristóteles y Galeno en el
antiguo mundo
Se identifica 3 etapas : La Milenaria, la Elenica y la Moderna
Etapa Milenaria
En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano
productor de la seda China también ya tenían tratados de medicina naturista
y de acumputura.
La antigua civilización Indu, curaba sus pacientes basados en el pensamiento racional, en la fuerza
de la mente.
La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la
agricultura basado en la mejora de la semilla y de la
producción, además conocían la Anatomía humana y
las técnica de embalsamamiento de cadáveres. En el III
Milenio a.C los egipcios ya tenían jardines botánicos y
zoológicos para el deleite de sus reyes y sus princesas.
Gusanos de Seda
Acupuntura
Etapa Helenica
Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano
y medio oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV a.C
Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI
a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C),
quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento
Hipocrático.”
Anoximandro
AQUÍ VA JURAMENTO HIPOCRATICO
ates
Alcneon de Croatana
La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién
estudió algunos sistemas anatómicos y clasificó a las plantas y
animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió su libro
Historia de los Animales.
Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció entre
los años 300 y 30 a.C., encontraron los romanos abundantes escritos
de partes y estructuras anatómicas realizadas con disecciones de
cadáveres, sin duda fue una investigación seria. Lamentablemente los
romanos una vez establecidos en Alejandría mediante “Decretos”
prohibieron toda investigación directa utilizando el cuerpo humano.
Los atenienses tenían en esos tiempos las mejores escuelas, uno de sus hijos
Galeno (131 – 200 d.C.) fue el primer fisiólogo experimental, sus
descripciones perduraron más de 1300 años, por su puesto se le encontró
muchos errores posteriormente
Etapa moderna
Con la creación de las Universidades en España, Italia, Francia a partir del siglo XIV, los nuevos
estudiantes de medicina se vieron obligados a realizar disecciones de cadáveres, se fundaron los
anfiteatros en las Facultades de Medicina, de donde surgieron destacados anatomistas y
fisiólogos: Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–1564)
Aristoteles
Galeno
Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562) Fabricius (1537–1619), Harvey (1578–1657).Con el
invento del microscopio a principios del siglo XVII, se pudieron estudiar células y tejidos
de plantas y animales, así como también los microbios, destacan: Robert Hooke (1635 - 1703),
quien observó y grafico las cédulas (1665), Malpighi (1628 – 1694), Graaf (1641 – 1673),
Leeuwenhoek (1632 – 1723).
Robert Hooke Marcelo Malpighi Anton Van Leeuwenhoek
Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de
estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista
sueco Carlos Linneo (1707 - 1778)proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales,
llamo el sistema binomial escrito en latín clasico. También tenemos al biólogo francés Georges
Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomia y paleontología.
Kart Von Linne Georges Cuvier
Después de unos 150 años de que Hooke, publicará su libro Micrographia, Bichat (1771 – 1802)
llegó a la conclusión de que las células forman los tejidos y los tejidos a las estructuras
macroscópicas. Hizo una lista de 21 tipos de tejidos en animales y en el hombre. Así mismo Mirbel
en 1802 y Dutrochert en 1824 confirmaron que los tejidos vegetales tienen base en sus propias
células. El naturalista francés Juan Bautista Lamarck (1744 - 1829), en su obra Hidrogeología (1802)
y G.R Treviranus(1776 - 1837) en su obra BiologieOderPhilophie der levedenNatur (1802)
introdujeron independientemente la palabra Biología.
Juan Bautista Lamarck G.R Treviranus
El escocés botánico Robert Broun (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el
movimiento browniano.
El zoologo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botanicoalemanMattiasSchleiden (1804 -
1881) enunciaron la teoria celular.
El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro
CélularPatholog (1858), donde propuso que toda celula viene de
otra celula (ovnis cellula e cellula). Decubrió la enfermedad
Robert Brown MattiasscheiledenTeodorSchuwann
del cáncer.
Rudolf Virchow
En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las
Especies, donde defendía la teoría de la evolución 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin
(1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la Evolución.
En el año 1865 el monje y naturalista austiacoGregor Mendel
(1882 - 1884) describió las leyes que rigen la herencia biológica. En
1879 el citogenético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó los cromosomas y descubrió
las fases de la mitosis celular.
Gregor Mendel Walter Fleming
Charles Darwin
Etapa de la Biotecnología:
En 1928 Fue descubierta por Alexander
Fleming la penicilina. Mientras estudiaba
un hongo del genero Penicilium observó
que alrededor del mismo inhibía las
bacterias como el Staphylococcusaureus,
debido a una sustancia producida por el
hongo a la que posteriormente llamo
Penicilina.
Aprincipios del siglo XXI, la biotecnología ha
sido de gran utilidad; a partir del
descubrimiento del ADN por Watson y Crick
en 1953, surge la biotecnología y la biologia molecular.
Entonces empieza el "Proyecto del Genoma Humano" y en el 2007 termina dando como
resultado que el 99,99% de los genes son identificados para todos los seres humanos y la
variacion entre una persona y otra es del 0,01%. el 98% de los genes es idéntico al genoma
de los chimpancés y el 30% es idéntico al de las ratas
Resumen de personajes importantes de la Biologia
Ciencias biológicas
BIOLOGIA ESPECIAL
ZOOLOGIA
Entomologia.- es el estudio científico de los insectos. De cerca de las
1,3 millones de especies descritas, los insectos constituyen más de los dos
tercios de todos los seres vivos conocidos
2
y, además, tienen una larga
historia fósil, ya que su aparición se remonta al Devónico, hace unos 400
millones de años. Tienen muchas formas de interacción con los humanos y
con otras formas de vida en la Tierra; es así que la entomología se constituye
una especialidad importante dentro de la zoología. La entomología incluye,
con frecuencia, el estudio de otros artrópodos,
comoarácnidos, crustáceos y miriápodos, aunque esta extensión sea
técnicamente incorrecta.
Helmintologia.- es la ciencia que estudia a los vermes
(gusanos) o helmintos. La palabra viene del griego -
helminthos Gusanos y –logía o -logos descripcion. Se
trata esencialmente de una rama de
la Parasitología médica y veterinaria.
Los organismos estudiados por esta rama de
la parasitología forman parte básicamente de dos filos:
BIOLOGIA
ESPECIAL
GENERAL
APLICADA
Zoologia
Botanica
Microbiologia
Micologia
los Platyhelminthes y los Nematoda.1 Ambos poseen especies aplanadas o redondas,
respectivamente, de vida libre pero también importantes parásitos humanos y animales. Entre los
Platyhelminthes destacan los trematodos (duelas) y loscestodos (solitarias).
Se considera a Francesco Redi el fundador de la Helmintología
Ictiologia .- La ictiología es una rama de la zoología dedicada
al estudio de los peces. Esta incluye los osteictios (peces
óseos), los condrictios (peces cartilaginosos) tales como
el tiburón y la raya y los agnatos (peces sin mandíbula). Se
estima que hay alrededor de 32.200 especies descritas
1
y que
cada año son descritas oficialmente 250 nuevas especies. La
dificultad en la clasificación radica en la gran variedad que han
alcanzado durante el proceso evolutivo y la accesibilidad de
los humanos al medio acuático. Por otra parte la ictiología
además se ocupa de la biología y comportamiento de los
peces.
Herpetología .- es la rama de la zoología que estudia a
losreptiles y anfibios.
El estudio de los anfibios beneficia a nuestro conocimiento
del estado del ambiente, porque son muy sensibles a las
perturbaciones de los ecosistemas, especialmente la
contaminación, en parte por que su primer desarrollo se
produce en ambientes acuáticos frecuentemente poco
extensos o temporales.
Algunos venenos y toxinas producidas por los reptiles y los
anfibios son útiles en la medicina humana; por ejemplo, el
estudio de los venenos de ciertas serpientes se investiga
en busca de fármacos anticoagulantes..
La ornitología .- es la rama de lazoología que se dedica al estudio
de las aves. Numerosos aspectos de la ornitología difieren de las
disciplinas relacionadas, debido en parte a la alta visibilidad y el
atractivo estético de las aves.
1
Una de las diferencias más notables
es la importancia y cantidad de estudios llevados a cabo por
aficionados que trabajan dentro de los parámetros de la
metodología científica.
Mastozoologia.- Ciencia q estudia a los mamíferos
Antropologia.- Es una ciencia social queestudia al ser
humano de una forma integral. Para abarcar la materia de su
estudio, la Antropología recurre a herramientas
yconocimientos producidos por las ciencias naturales y otras
ciencias sociales. La aspiración de la disciplina antropológica es
producir conocimiento sobre el ser humano en diversas esferas,
pero siempre como parte de una sociedad
BOTANICA
Ficologia .- o Algología es una disciplina de la Botánicaque se
dedica al estudio científico de las algas.
Las algas son importantes como productores
primarios en ecosistemas acuáticos. Muchas algas son
organismos eucarióticas,fotosintéticos que viven en un ambiente
húmedo
Briocologia .- Estudia a los musgos
Pteriologia .- Es una rama de la botanica que estudia a las
pteridofitas la cual comprende el phylum de las diversas clases de
helechos
Fanerogamica : Es la rama de la biología que
estudia a las plantas con semillas, por medio de las
cuales de reproducen; son también llamadas
espermatófitas o espermáfitas. Poseen raíz, tallo, hojas
y semilla, algunas tienen hojas y frutos, otras no.
Criptogamicas.- Estudia a las plantas sin semillas
MICROBIOLOGIA
Virologia .- es el estudio de los virus: su estructura, clasificación y
evolución, su manera de infectar y aprovecharse de las células huésped
para la reproducción del virus, su interacción con los organismos
huéspedes, su inmunidad, la enfermedad que causan, las técnicas para su
aislamiento, cultivo y su uso en investigación y terapia. La virología es
considerada un sub-campo de la microbiología y la medicina. La
virologiatambién es una rama taxonómica de la biología para estudiar los virus y todos sus
componentes.
Bactereologia.- es la rama de la Biología que estudia
la morfología, ecología, genética y bioquímica de las bacterias así
como otros muchos aspectos relacionados con ellas. Es de gran
importancia para el hombre por sus
implicaciones médicas, alimentarias y tecnológicas
Protista.- Estudia a los protozooarios
MICOLOGIA
La micología es la ciencia que se dedica al estudio de los hongos. Es una de las ramas de la
ciencia más extensas y diversificadas con avances significativos en la investigación y desarrollo
tecnológico.
BIOLOGIA GENERAL
Bioquímica.- Es una ciencia que estudia la composición química de
los seres vivos, especialmente
las proteínas, carbohidratos,lípidos y ácidos nucleicos, además de
otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones
químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les
permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas
propias (anabolismo).
La Citología o Biología Celular.- Es la rama de la biología que
estudia las células en lo que concierne a su estructura, sus funciones y
su importancia en la complejidad de los seres vivos. Con la invención
del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes
vistas por el hombre: las células
Histología .- Es la ciencia que estudia todo lo relacionado con
los tejidos orgánicos: su estructura microscópica, su desarrollo y sus
funciones. La histología se identifica a veces con lo que se ha
llamado anatomía microscópica, pues su estudio no se detiene en los
tejidos, sino que va más allá, observando también las células
interiormente y otros corpúsculos, relacionándose con la bioquímica y
la citología.
Anatomía .- Es una ciencia que estudia la estructura de los
seres vivos, es decir, la forma, topografía, la ubicación, la
disposición y la relación entre sí de los órganos que las componen.
El término designa tanto la estructura en sí de los organismos vivientes, como la rama de la biología que
estudia dichas estructuras, que en el caso de la anatomía humana se convierte en una de las llamadas
ciencias básicas o "preclínicas" de laMedicina
La fisiología .- Es la ciencia biológica que estudia
las funciones de los seres vivos.
Esta forma de estudio reúne los principios de las
ciencias exactas, dando sentido a aquellas interacciones
de los elementos básicos de un ser vivo con su entorno y
explicando el porqué de cada diferente situación en que
se puedan encontrar estos elementos. Igualmente, se basa
en conceptos no tan relacionados con los seres vivos
como pueden ser leyestermodinámicas, de electricidad, gravitatorias, meteorológicas, etc
Taxonomia.- Es, en su sentido más general, la ciencia de
la clasificación. Habitualmente, se emplea el término para
designar a la taxonomía biológica, la ciencia de ordenar
la diversidad biológica en taxones anidados unos dentro de
otros, ordenados de forma jerárquica, formando un sistema
de clasificación.
Biogeografia.- Es la ciencia que estudia la
distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así
como los procesos que la han originado, que la
modifican y que la pueden hacer desaparecer.
Paleontologia .- Es la ciencia que estudia e interpreta el
pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles.
1
Se
encuadra dentro de las Ciencias Naturales, posee un cuerpo de
doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con
la Geología y la Biología, con las que se integra estrechamente.
Filogenia.- Es la historia del desarrollo evolutivo de un
grupo de organismos.1
Aunque el término también aparece
en lingüística histórica para referirse a la clasificación de
las lenguas humanas según su origen común, el término se
utiliza principalmente en su sentido biológico
Genetica .- Es el campo de la biología que busca comprender la herencia
biológica que se transmite de generación en generación.
El estudio de la genética permite comprender qué es lo que exactamente
ocurre en el ciclo celular, (replicar nuestras células) y reproducción,
(meiosis) de los seres vivos y cómo puede ser que, por ejemplo,
entre seres humanos se transmiten características
biológicas genotipo(contenido del genoma específico de un individuo en
forma de ADN), características físicas fenotipo, de apariencia y hasta de
personalidad
APLICADA
Medicina : Aplicación de medicamentos
Farmacia: Elaboracion de Farmacos
Agronomia: Mejoramiento de la
agricultura
Organización de los seres vivos
MOLECULA
CELULA
APARATOS Y ORGANOS
TEJIDOS
ATOMO
SER VIVO
TEJIDO
CONECTIVO
CELULA
ANIMAL
H20
H
HUMANOS
CELULA
ANIMAL
VEGETAL
CELULA
VEGETAL
H20
APAARATO
REPRODUCTOR
TEJIDO
CONECTIVO
PLANTA
H
2 DIVERSIDAD DE ORGANISMOS, CLASIFICACIÓN Y
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
Diversidad de organismos
La Tierra está habitada
por muchas formas de
vida. Ya se han
descubierto más de un
millón de especies de
animales y 325 000
especies de plantas y
se estima que puede
haber varios millones
de especies diferentes
de seres vivos. Esto
hace necesario un
sistema de clasificación
que agrupe a los
diferentes organismos
en grupos de
características comunes. La taxonomía es la parte de la ciencia que se ocupa de
la clasificación.
Tradicionalmente, los sistemas de clasificación se basaban sobre todo en la
comparación de los órganos y se establecía el parentesco de acuerdo con la
semejanza de éstos. Pero estos criterios pueden no ser acertados pues, por
ejemplo, si atendemos al criterio “tener alas”, incluiríamos en el mismo grupo a los
insectos y a las aves.
Actualmente, el criterio que rige la clasificación de los seres vivos es el parentesco
evolutivo, de forma que se agrupa a los organismos de acuerdo con su origen
evolutivo común, tengan o no tengan estructuras corporales parecidas. Por
ejemplo, los cetáceos (delfines, ballenas, etc.) tienen un origen evolutivo común
con el resto de los mamíferos a pesar de que sus extremidades no tengan forma
de patas sino de aletas. Por ello, aunque su morfología corporal se asemeja más a
la de los peces, no se les incluye en este grupo sino en el de los mamíferos, ya
que su origen evolutivo es éste. Podríamos decir que un delfín es un mamífero
cuyas extremidades fueron cambiando a la forma de aletas, forma más eficaz para
trasladarse por el medio acuático.
Para determinar el parentesco evolutivo, cada vez se utilizan más las técnicas
moleculares basadas en la comparación de diferentes sustancias como proteínas
(secuencia de aminoácidos), ADN o incluso rutas metabólicas.
CLASIFICACION
Reino Moneras Comprende los seres vivos unicelulares procariotas. Son las
arqueobacterias y eubacterias.
Reino Protoctistas Comprende dos tipos de organismos: los organismos
eucariotas unicelulares heterótrofos con digestión interna (los protozoos) y los
organismos eucariotas unicelulares o pluricelulares talofíticos (sin tejidos)
autótrofos fotosintéticos (las algas).
Reino Hongos Comprende los seres eucariotas unicelulares o pluricelulares de
organización talofítica con nutrición heterótrofa y digestión externa (los hongos).
Reino Vegetal Comprende los organismos eucariotas pluricelulares con tejidos
diferenciados y nutrición autótrofa fotosintética (las plantas).
Reino Animal Comprende los seres vivos eucariotas pluricelulares con tejidos
bien formados, nutrición heterótrofa y digestión interna (los animales).
CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS
Organización
Un ser vivo es resultado de una organización muy precisa; en su interior se
realizan varias actividades al mismo tiempo, estando relacionadas éstas
actividades unas con otras
Regular su medio interno (Homeostasis)
Debido a la tendencia de las estructuras biológicas a deteriorarse en ausencia de
nutrientes, regeneración y reparación, los organismos vivos están obligados a
mantener un control sobre su estructura física, al cual se denomina homeostasis, y
de esta forma mantener su estructura y sus funciones vitales
Responder a estímulos (Irritabilidad)
La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc.) del medio ambiente
constituye la función de respuesta a los estímulos. Por lo general los seres vivos
no son estáticos, sino que se adaptan, generan respuestas y cambios frente a
modificaciones en el medio ambiente, y responden a cambios físicos o químicos
Metabolismo
El fenómeno del metabolismo permite a los seres vivos procesar los nutrientes
presentes en el ambiente para obtener energía y mantener sus funciones
homeostaticas, utilizando una cantidad de nutrientes y almacenando el resto para
situaciones de escasez de los mismos. En el metabolismo se efectúan dos
procesos fundamentales:
Anabolismo: Es cuando se transforman las sustancias sencillas de los nutrientes
en sustancias complejas.
Catabolismo: Cuando se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes con
ayuda de enzimas en moléculas más sencillas liberando energía.
Reproducción
Los seres vivos son capaces de multiplicarse (reproducirse). Mediante la
reproducción se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se
perpetúa la especie.
En los seres vivos se observan dos tipos de reproducción:
Asexual : En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros
individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor
Sexual : La reproducción sexual requiere la intervención de dos individuos de
sexos diferentes.
Relación
La función de relación es una de las características esenciales y diferenciadoras
de los seres vivos. Una roca, que no es un ser vivo, no puede relacionarse con el
ambiente, y por lo tanto, no se adapta frente a cambios en el ambiente.
UNIDAD 2
Introducción al estudio de la biología celular
EL MICROSCOPIO Y SUS APLICACIONES
Características generales del microscopio
·Número de aumentos no inferior a 1.000 x.
·Cabezal inclinado, girable 360º y que permita el ajuste dióptrico.
·Revólver cuádruple.
·Mandos de enfoque macro y micrométricos coaxiales.
· Platina de movimientos ortogonales.
· Sistema de iluminación incorporado de bajo voltaje (6V - 20W aproximadamente),
conectable a 220V y regulable.
·Vidrio con tratamiento antirreflectante
Partes
Sistema óptico
oOCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo.
oOBJETIVO: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta.
oCONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación.
oDIAFRAGMA: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador.
oFOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador.
Sistema mecánico
o SOPORTE: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo.
oPLATINA: Lugar donde se deposita la preparación.
o CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, …..
oREVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos.
oTORNILLOS DE ENFOQUE: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue
el enfoque correcto.
Tipos de microscopios: En la antiguedad
Tipos de Microscopios : En la actualidad
Microscopio óptico
Es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce
como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de
campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los
trabajos deAnton van Leeuwenhoek. Los microscopios de
Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa,
montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la
muestra o espécimen)
Microscopio simple
Es aquel que utiliza una sola lente de aumento. Es el
microscopio más básico. El ejemplo más clásico es la lupa.
El microscopio óptico estándar utiliza dos sistemas de lentes
alineados.
El objeto a observar se coloca entre el foco y la superficie de la lente,
lo que determina la formación de una imagen virtual, derecha y mayor
cuanto mayor sea el poder dióptrico de la lente y cuanto más
alejado esté el punto próximo de la visión nítida del sujeto.
Microscopio compuesto
Tiene más de una lente objetivo. Los microscopios compuestos
se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes,
o cortados en láminas tan finas que se transparentan. Se
emplea para aumentar o ampliar las imágenes de objetos y
organismos no visibles a simple vista
Microscopio de luz ultravioleta
Las lentes del objetivo, que habitualmente se componen de vidrio
se sustituyen por lentes de cuarzo, y la iluminación se produce por
lámparas de mercurio. No usa filtros y se observa en placas
fotográficas. La variedad de fluorescencia, si usa filtros, y la
observación es directa.
Microscopio de fluorescencia
Es una variación del microscopio de luz ultravioleta en el que los objetos
son iluminados por rayos de una determinada longitud de onda. La imagen
observada es el resultado de la radiación electromagnética emitida por
las moléculas que han absorbido la excitación primaria y reemitido una luz con mayor longitud de onda
Microscopio petrográfico
Es un microscopio óptico al que se le han añadido dos
polarizadores (uno entre el condensador y la muestra y el otro entre
la muestra y el observador). El material que se usa para los
polarizadores son prismas de Nicol o prismas de Glan-
Thompson (ambos de calcita), que dejan pasar únicamente la luz
que vibra en un único plano (luz polarizada).
Microscopio Campo Oscuro
Utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en forma de un
cono hueco concentrado sobre el espécimen. El objeto
iluminado dispersa laluz y se hace así visible contra el fondo
oscuro que tiene detrás, como las partículas de polvo
iluminadas por un rayo de sol que se cuela en una habitación
cerrada. Por ello las porciones transparentes del espécimen
quedan oscuras, mientras que las
superficies y partículas se ven brillantes,
por la luz que reciben y dispersan en todas
las direcciones,
Microscopio de contraste de fase
Permite observar células sin colorear y resulta especialmente útil para células vivas.
Este aprovecha las pequeñas diferencias de los índices de refracción en las distintas
partes de una célula y en distintas partes de una muestra de tejido. La luz que pasa
por regiones de mayor índice de refracción experimenta una deflexión y queda fuera
de fase con respecto al haz principal de ondas de luz que pasaron la muestra
Microscopio confocal
Es un microscopio que emplea una técnica óptica de
imagen para incrementar el contrastey/o reconstruir
imágenes tridimensionales utilizando un "pinhole"
espacial (colimador de orificio delimitante) para eliminar
la luz desenfocada o destellos de la lente en especímenes que son más gruesos que el plano focal.
1
El
pinhole es una apertura localizada delante del fotomultiplicador que evita el pasaje de fluorescencia de
las regiones de la muestra que no están en foco, la luz que proviene de regiones localizadas por encima
o por debajo del plano focal no converge en el pinhole y no es detectada por el fotomultiplicador.
Microscopio electrónico
Es aquél que utiliza electrones en lugar de fotones o luz
visible para formar imágenes de objetos diminutos. Los
microscopios electrónicos permiten alcanzar ampliaciones hasta
5000 veces más potentes que los mejores microscopios ópticos,
debido a que la longitud de onda de los electrones es mucho
menor que la de los fotones "visibles"
Microscopio de iones en campo
Es un instrumento para tomar imágenes de
superficies a nivel atómico. Su desarrollo en 1981
hizo ganar a sus inventores, GerdBinnig y Heinrich
Rohrer (de IBM Zürich), el Premio Nobel de Física en
1986. Para un STM, se considera que una buena
resolución es 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm
de resolución de profundidad. Con esta resolución, los
átomos individuales dentro de los materiales son
rutinariamente visualizados y manipulados.
Microscopio de sonda de barrido
Es aquel que tiene el transmisor en la parte exequimal del
lente (Objetivo 4x). Este microscopio electrónico utiliza una
sonda que recorre la superficie del objeto a estudiar.
Microscopio de fuerza atómica
Es un instrumento mecano-óptico
capaz de detectar fuerzas del orden
de los nanonewtons. Al rastrear una
muestra, es capaz de registrar
continuamente
su topografía mediante una sonda o
punta afilada de forma piramidal o
cónica. La sonda va acoplada a un
listón o palanca microscópica muy
flexible de sólo unos 200 µm.
Microscopio virtual
El estudio a distancia de las imágenes se puede
denominar telehistología, telecitología o telepatología
dinámica virtual dependiendo del tipo de información
biológica. Mediante un microscopio virtual, una
persona localizada en cualquier lugar del mundo
controlará el área de estudio del preparado
microscópico (lámina virtual), y analizará los tejidos o
células en el aumento que desee con el simple uso
del periféricos como el ratón con unos pocos clics y
sin factores horarios intervinientes.
CITOLOGÍA, TEORÍA CELULAR
Definición de la célula.
Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor
tamaño que puede considerarse vivo.
2
De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según
el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser
los protozoos o lasbacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En
estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a
cientos de billones (10
14
), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de
10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.
Teoría celular:
-Reseña histórica
La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución de la
materia viva sobre la base de células y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida.
Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:
Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no
vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho
estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de
manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de
estas celdas, él utiliza la palabra célula.
Anton Van Leeuwenhoek, usando microscopios simples, realizó observaciones
sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar
importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674
hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la
fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la
microbiología.
A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto
de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el
nombre de Histología a un libro de Bichat titulado “Anatomía general aplicada a la
Fisiología y a la Medicina”.
Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob
Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica
de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert
Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas
sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839) . Asentaron
el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por
células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización
de la vida".
Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de
la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad)
explicó lo que debemos considerar el tercer principio: '"Toda célula se ha originado a
partir de otra célula, por división de ésta".
Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas
apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de
un aforismo creado por François VincentRaspail, «omniscellula e cellula». Virchow terminó con las
especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la
continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por AugustWeismann de la
existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la
continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.
TeodorSchuwann Mattiasscheileden
La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX,
pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre
la multiplicación de los microorganismos unicelulares,
dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la
teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células.
Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba
el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes.
Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su
contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de
células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de
las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en
1906.
Postulados
1. Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula
es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir
un organismo.
2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno
inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto,
François VincentRaspail AugustWeismann
que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones
vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular).
Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
3. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omniscellula ex
cellula ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.
4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su
propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para
la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también
es la unidad genética.
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS
CÉLULAS.
Características generales de las células
Caracteristicas funcionales
Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra,
liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo.
Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia
de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica
a la célula original, mediante la división celular.
Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso
llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o
estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La
diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas
relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia.
Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de
su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección
opuesta mediante un proceso que se denominaquimiotaxis. Además, frecuentemente las células
pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros
químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en
complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales.
Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y
pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia
en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del
organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos
organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.
Células eucariotas y procariotas, estructura general
(membrana, citoplasma y núcleo).
CELULA EUCARIOTA
Se denominan como eucariotas a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una doble
capa lipídica: laenvoltura nuclear, además que tienen su material hereditario, fundamentalmente
su información genética.
Las células eucariotas son las que tienen núcleo definido (poseen núcleo verdadero) gracias a una
membrana nuclear, al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que
el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma), por lo cual es perceptible solo
al microscopio electrónico. A los organismos formados por células eucariotas se les
denomina eucariontes
CELULA PROCARIOTA
Se llama procariota a la células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra
disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.
1
Por el contrario, las células que
sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se
encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula..
Semejanzas y diferencias de las células Eucariotas y
Procariotas
Celula Eucariota Celula Procariota Semejanzas
-Forman seres
pluricelulares
-Tiene nucleo
-Gran Variedad de
orgánulos
Reproduccion por
mitosis
-Pared celular mas fina
-Los organismos
formados por estas
células se llaman
Eucariontes
-Comprende Bacterias y
cianobacterias
-Son mas pequeñas q las
Eucariotas
-Carece de
Reticuloendemoplasmatico
-Forman seres, desde una
solo celula
-No tienen nucleo
El citoplasma es muy
sencillo y con Ribosomas
-Reproduccion por división
binaria
-Distintos metabolismos
-Los organismos formados
por estas células son
procariantes
-Son células
-Poseen membrana
plasmática
-Poseen pared celula
-Poseen nucleoplasma
-Se alimenta por
endositosis.
Diferencias
REPRODUCCION CELULAR
La Reproduccion celular es una parte muy importante del ciclo celular en la que una célula inicial se
divide para formar células hijas.1
Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los seres
vivos. En los organismos pluricelulares este crecimiento se produce gracias al desarrollo de los tejidos y
en los seres unicelulares mediante la reproducción vegetativa.
Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar
asociada con ladiferenciación celular. En algunos animales la división celular se detiene en algún
momento y las células acaban envejeciendo. Las células senescentes se deterioran y mueren debido al
envejecimiento del cuerpo. Las células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más
cortos en cada división y no pueden proteger a los cromosomas como tal.
Una teoría afirma que existe un momento en el que la célula comienza a crecer mucho, lo que hace que
disminuya la proporción área/volumen. Cuando el área de lamembrana plasmática de la célula es
mucho más pequeña en relación con el volumen total de ésta, se presentan dificultades en
la reabsorción y en el transporte denutrientes, siendo así necesario que se produzca la división celular.
MITOSIS
En biología, la mitosis (del griego mitoss, hebra) es un proceso que ocurre en el núcleo de las
células eucarióticas y que precede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto
equitativo del material hereditario (ADN) característico.1
Este tipo de división ocurre en las células
somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido
de la partición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas.
La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de
la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un
núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no
debe confundirse con ella ya que es propio de la división celular de los gametos. Produce células
genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y
la variabilidad genética.
FASES DE LA MITOSIS
Interfase: Durante la interfase, la célula se encuentra en estado basal
de funcionamiento. Es cuando se lleva a cabo la replicación del ADN y
la duplicación de los organelos para tener un duplicado de todo antes
de dividirse. Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara
para dividirse, en ésta, los centríolos y la cromatina se duplican,
aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles.
Profase: Se produce en ella la condensación del material genético (ADN, que en interfase existe en
forma de cromatina), para formar unas estructuras altamente organizadas, los cromosomas. Como el
material genético se ha duplicado previamente durante la fase S de la Interfase, los cromosomas
replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero por moléculas
de cohesinas.
Metafase :A medida que los microtúbulos encuentran y se anclan a
los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los
cromosomas se congregan en la "placa metafásica" o "plano
ecuatorial", una línea imaginaria que es equidistante de los dos
centrosomas que se encuentran en los 2 polos del huso.
11
Este
alineamiento equilibrado en la línea media del huso se debe a las
fuerzas iguales y opuestas que se generan por los cinetocoros
hermanos
Anafase :Cuando todos los cromosomas están correctamente anclados a
los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula
procede a entrar en anafase (del griego ανα que significa "arriba", "contra",
"atrás" o "re-"). Es la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la
distribución de las dos copias de la información genética original.
Telofase: La telofase (del griego τελος, que significa "finales") es la reversión de los procesos que
tuvieron lugar durante la profase y prometafase. Durante la telofase,
los microtúbulos no unidos a cinetocoros continúan alargándose,
estirando aún más la célula. Los cromosomas hermanos se
encuentran cada uno asociado a uno de los polos. La membrana
nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos,
utilizando fragmentos de la membrana nuclear de la célula original.
Ambos juegos de cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos,
se descondensan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha
terminado, pero la división celular aún no está completa. Sucede una
secuencia inmediata al terminar.
IMPORTANCIA DE LA MITOSIS
La importancia de la mitosis radica en su condición de reproducción celular por excelencia,
característica de la inmensa mayoría de las formas de vida que actualmente pueblan la Tierra.
En este punto, es fundamental recordar que el material genético de las células puede organizarse
de dos modos distintos. Por un lado, los organismos procariontes se caracterizan por un
cromosoma único que no presenta envoltura en un núcleo. Estas células (bacterias, algunas algas
primitivas) se dividen por simple fisión. En cambio, los organismos eucariontes (vegetales,
incluidas las demás algas, hongos, protistas, animales) conservan el material genético de sus
células en una estructura subcelular denominada núcleo. En el interior nuclear, el ADN (ácido
desoxirribonucleico) se encuentra ordenado y “empaquetado” en un número par de cromosomas.
Durante la mitosis, el material genético contenido en el núcleo se ordena de modo tal que cada
uno de los cromosomas es copiado por enzimas específicas para repartirse en partes iguales en
cada una de las dos células hijas que surgirán de este proceso. Por lo tanto, la mitosis consiste en
un mecanismo reproductivo durante el cual la totalidad del ADN de una célula eucarionte es
copiado a sí mismo para dar lugar a nuevos elementos celulares.
MEIOSIS
Es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glándulas sexuales
para la producción de gametos. Es un proceso de división celularen el cual una célula diploide (2n)
experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n).
En los organismos con reproducción sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que
se producen los óvulos y espermatozoides (gametos). Este proceso se lleva a cabo en dos
divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o
simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase.
MEIOSIS I
Profase I: Es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 subetapas, que son:
Leptoteno
La primera etapa de Profase I es la etapa delleptoteno, durante la cual los cromosomas individuales
comienzan a condensar en filamentos largos dentro del núcleo. Cada cromosoma tiene un elemento
axial, un armazón proteico que lo recorre a lo largo, y por el cual se ancla a la envuelta nuclear. A lo
largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominadoscromómeros.
La masa cromática es 4c y es diploide 2n.
Zigoteno
Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar recombinados en toda su longitud.
Esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce
como bivalente o tétrada (nombre que prefieren los citogenetistas), donde los cromosomas homólogos
(paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homólogas. Producto de la sinapsis, se
forma el complejo sinaptonémico (estructura observable solo con el microscopio electrónico).
La disposición de los cromómeros a lo largo del cromosoma parece estar determinado genéticamente.
Tal es así que incluso se utiliza la disposición de estos cromómeros para poder distinguir cada
cromosoma durante la profase I meiótica.
Además el eje proteico central pasa a formar los elementos laterales del complejo sinaptonémico, una
estructura proteica con forma de escalera formada por dos elementos laterales y uno central que se van
cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En el
apareamiento entre homólogos también está implicada la secuencia de genes de cada cromosoma, lo
cual evita el apareamiento entre cromosomas no homólogos.
Durante el zigoteno concluye la replicación del ADN (2% restante) que recibe el nombre de zig-ADN.
Paquiteno
Una vez que los cromosomas homólogos están perfectamente apareados formando estructuras que se
denominan bivalentes se produce el fenómeno de entrecruzamiento cromosómico (crossing-over) en el
cual las cromátidas homólogas no hermanas intercambian material genético. La recombinación genética
resultante hace aumentar en gran medida la variación genética entre la descendencia de progenitores
que se reproducen por vía sexual.
La recombinación genética está mediada por la aparición entre los dos homólogos de una estructura
proteica de 90 nm de diámetro llamada nódulo de recombinación. En él se encuentran las enzimas que
medían en el proceso de recombinación.
Durante esta fase se produce una pequeña síntesis de ADN, que probablemente está relacionada con
fenómenos de reparación de ADN ligados al proceso de recombinación.
Diploteno
Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden comenzar a observar las dos
cromátidas de cada cromosoma. Además en este momento se pueden observar los lugares del
cromosoma donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el
nombre quiasmas. Cada quiasma se origina en un sitio de entrecruzamiento, lugar en el que
anteriormente se rompieron dos cromatidas homólogas que intercambiaron material genético y se
reunieron.
En este punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de la formación de
los óvulos humanos. Así, la línea germinal de los óvulos humanos sufre esta pausa hacia el séptimo
mes del desarrollo embrionario y su proceso de meiosis no continuará hasta alcanzar la madurez
sexual. A este estado de latencia se le denominadictioteno.
Diacinesis
Esta etapa apenas se distingue del diplonema. Podemos observar los cromosomas algo más
condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado
por la rotura de la membrana nuclear. Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el
núcleo. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo.
Metafase I :El huso cromático aparece totalmente desarrollado, los
cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centromeros a los
filamentos del huso.
Anafase I :Los quiasmas se separan de forma uniforme. Los microtúbulos del
huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar
los cromosomas homólogos a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda
de proteínas motoras. Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un
cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de
cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma materno se dirige a un
polo y el paterno al contrario. Por tanto el número de cromosomas maternos y
paternos que haya a cada polo varía al azar en cada meiosis. Por ejemplo, para
el caso de una especie 2n = 4 puede ocurrir que un polo tenga dos
cromosomas maternos y el otro los dos paternos; o bien que cada polo tenga
uno materno y otro paterno.
Telofase I: Cada célula hija ahora tiene la mitad del número de cromosomas pero cada cromosoma
consiste en un par de cromátidas. Los microtubulos que componen la red del huso mitótico desaparece,
y una membrana nuclear nueva rodea cada sistema haploide. Los cromosomas se desenrollan
nuevamente dentro de la carioteca (membrana nuclear). Ocurre la citocinesis (proceso paralelo en el
que se separa la membrana celular en las células animales o la formación de esta en las células
vegetales, finalizando con la creación de dos células hijas). Después suele ocurrir la intercinesis,
parecido a una segunda interfase, pero no es una interfase verdadera, ya que no ocurre ninguna réplica
del ADN. No es un proceso universal, ya que si no ocurre las células pasan directamente a la metafase
II.
Meiosis II
La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromatidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de
la recombinación. La meiosis II separa las cromatidas produciendo dos células hijas, cada una con 23
cromosomas (haploide), y cada cromosoma tiene solamente una cromatida.
Profase II
Profase Temprana
Comienzan a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo. Se hacen
evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a
condensarse como cromosomas visibles.
Profase Tardía II
Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el
huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la célula.
Metafase II
Las fibras del huso se unen a los cinetocóros de los cromosomas. Éstos
últimos se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera
y segunda metafase pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I
las cromatides se disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la
metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica). Esto no es siempre tan evidente
en las células vivas.
Anafase II
Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego de
cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la Anafase II las
cromatidas, unidas a fibras del huso en sus cinetocóros, se separan y se
desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase mitótica.
Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma.
Telofase II
En la telofase II hay un miembro de cada par homologo en
cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado. Se
reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso
acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para
formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis. Los
acontecimientos de la profase se invierten al formarse de
nuevo los nucleolos, y la división celular se completa cuando
la citocinesis ha producidos dos células hijas. Las dos
divisiones sucesivas producen cuatro núcleos haploide, cada
uno con un cromosoma de cada tipo. Cada célula resultante
haploide tiene una combinación de genes distinta. Esta
variación genética tiene dos fuentes: 1.- Durante la meiosis,
los cromosomas maternos y paternos se barajan, de modo
que cada uno de cada par se distribuye al azar en los polos de
la anafase I. 2.- Se intercambian segmentos de ADN.
IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS
La importancia de la meiosis reside en que se trata del recurso por el cual se producen las gametas
que participan de la reproducción sexual.
En efecto, las células somáticas habituales de todos los seres procariotas incluyen, en condiciones
normales, material genético que se encuentra duplicado, aunque no redundante. Estas células se
designan en forma convencional como diploides, lo cual suele simbolizarse como 2n. En el proceso
de meiosis, las células participantes presentan dos divisiones celulares consecutivas, tras lo cual
se producen cuatro elementos celulares que incluyen la mitad del material genético inicial. Estas
células finales se llaman haploides y se denominan como 1n ó n por convención.
En el contexto de la profase, los componentes de cada uno de los pares de cromosomas se
emparejan para dar lugar a una recombinación de su contenido genético. En una etapa
subsiguiente, conocida como metafase, los cromosomas resultantes de este fenómeno se ubican
en un plano central, para luego migrar hacia los polos celulares en la etapa denominada anafase.
Por consiguiente, cada una de las células originadas durante esta sucesión de etapas (conocidas
en forma conjunta como meiosis I) cuenta con la mitad del genoma de la célula original. En la
posterior meiosis II, estas células haploides se dividen para dar lugar a nuevos elementos
celulares, cuya maduración final dará lugar a óvulos y espermatozoides.
Además de asegurar la reproducción sexual, la importancia de la meiosis consiste en
asegurar la variabilidad genética, dado que el proceso de recombinación del contenido
genético permite que los descendientes originados a partir de las gametas conserven gran
parte de las características de sus ancestros, pero dando al nuevo individuo un perfil
absolutamente único y distintivo. A diferencia de la natural partenogénesis o de la artificial
clonación, en la cual la reproducción surge de una nueva mitosis, la meiosis produce
ejemplares realmente diferentes a sus padres, abriendo la posibilidad de nuevas adaptaciones y
relaciones con el entorno biológico y, en el caso de los seres humanos, del ambiente psicológico y
social.
DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS
1- La MITOSIS o Cariocinesis se produce en células Somáticas o formadoras del cuerpo. La
MEIOSIS se produce en células Sexuales, germinales o gametas (Espermatozoide y óvulo)
2- En la MITOSIS, por cada célula madre diploide (2n) se originan 2 células hijas diploides (2n) con
la misma cantidad o juego cromosómico que la célula madre, en cambio, la MEIOSIS por cada
célula madre diploide se originan 4 células hijas Haploides (n) con la mitad del juego cromosómico
que la célula progenitora.
3- La MITOSIS es un proceso de división celular corto (dura horas) en cambio, la MEIOSIS es un
proceso largo, puede llevar días, meses o años.
4- En la MITOSIS cada ciclo de duplicación del ADN es seguido por uno de división, las células
hijas tienen un número Diploide de cromosomas y la misma cantidad de ADN que la célula madre,
en cambio, en la MEIOSIS cada ciclo de duplicación del ADN es seguido por 2 divisiones (Meiosis I
o Reduccional y Meiosis II o ecuacional), y las 4 células hijas Haploides resultantes contienen la
mitad de la cantidad de ADN.
5- En la MITOSIS la síntesis del ADN se produce en el período S (síntesis) que es seguido por G2
(gaps) antes de la división, en la MEIOSIS hay una Síntesis Premiótica de ADN que es mucho mas
larga que en la Mitosis, la fase G2 es corta o falta.
6- En la MITOSIS cada cromosoma se comporta en forma independiente, en la MEIOSIS los
cromosomas homólogos están relacionados entre si (apareamiento) por Crossing-Over en la
profase I.
7- En la MITOSIS el material cromosómico permanece constante salvo que existen mutaciones o
aberraciones cromosómicas, en cambio, en la MEIOSIS ocurre variabilidad genética (pronúcleos
haploides en óvulo y espermatozoides), por eso una de las consecuencias genéticas mas
importantes durante la Fecundación es la Reconstitución del Núcleo Diploide de la célula Huevo o
Cigoto".
8- Los cromosomas de las células obtenidos por MEIOSIS tienen información de ambos
progenitores, e cambio en la MITOSIS, los cromosomas de las Células obtenidas tienen
información de un solo individuo.
9- En la MITOSIS el sobrecruzamiento es entre cromátidas hermanas y en la MEIOSIS entre
cromátidas no hermanas de cromosomas Homólogos.
10- La MITOSIS puede ocurrir en células haploides o diploides, mientras que la MEIOSIS ocurre
solamente en células con un número diploide de cromosomas (para producir células haploides).
TEJIDOS
En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto
organizado de células, con sus respectivosorganoides iguales (o con pocas
desigualdades entre células diferenciadas), dos regularmente, con un
comportamientofisiológico coordinado y un origen embrionario común. Se
llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos.
Muchas palabras del lenguaje común, como pulpa, carne o ternilla, designan
materiales biológicos en los que un tejido determinado es el constituyente único o
predominante; los ejemplos anteriores se corresponderían respectivamente
conparénquima, tejido muscular o tejido cartilaginoso.
Sólo algunas estirpes han logrado desarrollar la pluricelularidad en el curso de
la evolución, y de éstas en sólo dos se reconoce unicamemente la existencia de
tejidos, a saber, las plantas vasculares, y los animales (o metazoos). En general
se admite también que hay verdaderos tejidos en las algas pardas. Dentro de cada
uno de estos grupos, los tejidos son esencialmente homólogos, pero son
diferentes de un grupo a otro y su estudio y descripción es independiente.
CLASES DE TEJIDO ANIMAL
Los tejidos de los animales se dividen en cuatro clases: epitelial, conectivo,
muscular y nervioso. Los dos primeros son poco especializados, a diferencia
de los segundos que se caracterizan por su gran especialización. Cabe señalar
que estas cuatro clases de tejidos están interrelacionados entre sí, formando
los diversos órganos y sistemas de los individuos.
1. TEJIDO EPITELIAL
Las células de este tejido forman capas continuas, casi sin sustancias
intercelulares. Se encuentra formando la epidermis, las vías que conectan
con el exterior (tractos digestivo, respiratorio y urogenital), la capa interna de
los vasos linfáticos y sanguíneos (arterias, venas y capilares) y las cavidades
internas del organismo. Las células del tejido epitelial tienen formas plana,
prismáticas y poliédricas, de dimensiones variables. Casi todos los epitelios
contactan con el tejido conjuntivo. Las funciones del tejido epitelial son:
-Revestimiento externo (piel)
-Revestimiento interno (epitelio respiratorio, del intestino, etc.)
-Protección (barrera mecánica contra gérmenes y traumas)
-Absorción (epitelio intestinal)
-Secreción (epitelio de las diversas glándulas)
2. TEJIDO CONJUNTIVO
Es un tejido que se caracteriza por presentar células de formas variadas, que
sintetizan un material que las separa entre sí. Este material extracelular está
formado por fibras conjuntivas (colágenas, elásticas y reticulares) y por una
matriz traslúcida de diferente viscosidad llamada sustancia fundamental. Las
diferentes características de esta sustancia fundamental del tejido conjuntivo
dan lugar a otros tejidos: tejido conectivo (o conjuntivo propiamente dicho),
tejido adiposo, tejido cartilaginoso, tejido óseo y tejido sanguíneo.
-TEJIDO CONECTIVO: se distribuye ampliamente por todo el organismo,
ubicándose debajo de la epidermis (dermis), en las submucosas y rellenando
los espacios vacíos que hay entre los órganos. Cumple funciones de
protección, de sostén, de defensa, de nutrición y reparación.
-TEJIDO ADIPOSO: sus células se denominan adipocitos y están especializadas
para acumular grasa como triglicéridos. Carecen de sustancia fundamental.
Los adipocitos se acumulan en la capa subcutánea de la piel y actúan como
aislantes del frío y del calor. Cumplen funciones estructurales, de reserva y
de protección contra traumas.
-TEJIDO CARTILAGINOSO: formado por células (condrocitos) que se
distribuyen en las superficies de las articulaciones, en las vías respiratorias
(cartílagos nasales, laringe) y en los cartílagos de las costillas. Los condrocitos
tienen forma variable y están separados por abundante sustancia
fundamental muy viscosa, flexible y resistente. La función del tejido
cartilaginoso es de soporte y sostén.
-TEJIDO ÓSEO: formado por osteocitos de forma aplanada, rodeados de una
sustancia fundamental calcificada, constituida por sales de calcio y de fósforo
que imposibilitan la difusión de nutrientes hacia las células óseas. Por lo
tanto, los osteocitos se nutren a través de canalículos rodeados por la
sustancia fundamental, que adopta forma de laminillas de fibras colágenas. El
tejido óseo es muy rígido y resistente, siendo su principal función la
protección de órganos vitales (cráneo y tórax). También brinda apoyo a la
musculatura y aloja y protege a la médula ósea, presente en los huesos largos
del esqueleto (fémur, tibia, radio, etc.).
-TEJIDO SANGUÍNEO: formado por los glóbulos rojos (eritrocitos), los
glóbulos blancos (leucocitos), las plaquetas y por una sustancia líquida
llamada plasma. La sangre permite que el organismo animal mantenga el
equilibrio fisiológico (homeostasis), fundamental para los procesos vitales.
Sus funciones son el transporte hacia todas las células de nutrientes, oxígeno,
dióxido de carbono, hormonas, enzimas, vitaminas y productos de desecho.
Los eritrocitos contienen hemoglobina en su interior, lo que le da su
coloración rojiza. Transportan oxígeno hacia las células y eliminan dióxido de
carbono al exterior. Los glóbulos rojos de mamíferos tienen forma de disco
bicóncavo y carecen de núcleo. Otros animales, como algunas aves, tienen
eritrocitos nucleados y de forma ovalada.
Los leucocitos tienen por función proteger al organismo de gérmenes
patógenos y cuerpos extraños. Hay glóbulos blancos denominados
polimorfonucleares, ya que poseen núcleos de distintas formas. Actúan en
reacciones inflamatorias y son los neutrófilos, eosinófilos y basófilos.
Aquellos leucocitos con núcleos redondeados y funciones específicas son los
linfocitos y monocitos.
Las plaquetas son restos de fragmentos celulares provenientes de la médula
ósea. Intervienen en la coagulación de la sangre.
El pasma es la parte líquida del tejido sanguíneo por donde se vehiculizan los
glóbulos rojos, los blancos y las plaquetas. Está formado por agua, albúminas
y globulinas (proteínas), hormonas, enzimas, vitaminas, glucosa, lípidos,
aminoácidos y electrolitos (sodio, potasio, cloruros, fosfatos, calcio,
bicarbonatos, etc.)
3. TEJIDO MUSCULAR
Las células del tejido muscular se denominan fibras musculares. Son células
muy largas compuestas por estructuras contráctiles llamadas miofibrillas.
Estas miofibrillas aseguran los movimientos del cuerpo. De acuerdo a la
forma y al tipo de contracción, los músculos pueden ser estriados, lisos y
cardíacos.
-Músculo estriado: Las fibras musculares son cilíndricas y alargadas, poseen
numerosos núcleos y bandas transversales que el dan un aspecto estriado.
Tienen la facultad de contraerse de manera rápida y precisa mediante un
control voluntario. Las células estriadas se ubican en los músculos del
esqueleto.
-Músculo liso: de forma alargada, contienen un solo núcleo, se disponen en
capas y carecen de estrías transversales. Se unen entre sí a través de una fina
red de fibras reticulares. Sus contracciones son mucho más lentas que las que
ejercen los músculos estriados y no tienen una acción voluntaria. Las
miofibrillas lisas están ubicadas en las paredes de los capilares sanguíneos y
en las paredes del tracto digestivo.
-Músculo cardíaco: es similar a la fibra muscular esquelética, con aspecto
alargado y estriaciones transversales, pero contiene un o dos núcleos
centrales. El músculo cardíaco tiene una contracción involuntaria y se halla
en las paredes del corazón.
4. TEJIDO NERVIOSO
Está formado por células nerviosas (neuronas) y por células de la glia
(neuroglia).
-Neuronas: tienen forma estrellada con muchas prolongaciones llamadas
dendritas, que son cortas prolongaciones citoplasmáticas. Además, contienen
una larga prolongación del cuerpo neuronal denominado axón, cubierta por
células de Schwann. La principal función de las neuronas es comunicarse en
forma precisa, rápida y a una larga distancia con otras células nerviosas,
glandulares o musculares mediante señales eléctricas llamadas impulsos
nerviosos. Hay tres tipos de neuronas. Las neuronas sensitivas reciben el
impulso originado en las células receptoras. Las neuronas motoras
transmiten el impulso recibido al órgano efector. Las neuronas asociativas
vinculan la actividad de las neuronas sensitivas y motoras. Las neuronas
tienen capacidad de regenerarse, aunque de manera extremadamente lenta.
-Células de la glia: su función es proteger y brindar nutrientes a las neuronas.
Forma la sustancia de sostén de los centros nerviosos y está compuesta por
una fina red que contiene células ramificadas.
Tejidos
vegetales
Estos tejidos se pueden clasificar en dos grupos según el grado de
especialización y organización de las células:
Tejidos meristemáticos o de crecimiento: éstos tejidos se forman por células
que son capaces de dividirse continuamente, originandose tejidos diferentes
y permitiendo así el crecimiento de las plantas. Según el sitio donde se
encuentre, el tejido meristemático puede ser:
Meristemo apical: se encuentra en los extremos del tallo o ramas de las
plantas y permite su crecimiento hacia arriba y a los lados.
Meristemo radial: se encuentra en el extremo de la raíz, que permite que
creca hacia abajo.
Cambium: éste tejido se encuentra situado en el interior del tallo, y permite
el crecimiento en grosor de las plantas.
2. Tejidos permanentes o adultos: se forman a partir de la división de las
células de los tejidos meristemáticos. Las células de éstos tejidos pierden su
capacidad de división, crecen hasta alcanzar su tamaño definitivo y se
especializan o se transforman en los tejidos de las plantas adultas. Según la
función que desempeñan, pueden ser:
Los tejidos protectores o epidérmicos: éstos tejidos cubren la superficie
externa de las plantas, y las protegen contra las lesiones mecánicas, el ataque
de otros organismos, la pérdida de agua y las variaciones de temperatura. El
tejido protector es muy grueso y se denomina súber o corcho, en laa raíces y
tallos viejos.
Los tejidos fundamentales: son los que más abundan en las plantas, y sirven
para sostener, soportar, producir alimentos, entre otros... Se pueden
diferenciar tres clases: parénquima, esclerénquima y colénquima.
Los tejidos conductores: se encuentran formados por células tubulares
alargadas, las cuales transportan la savia por todo el cuerpo de la planta por
medio de una red de tubos o vasos conductores. Existen dos clases de tejidos
conductores: tejido leñoso o xilema y tejido liberiano o floema.
BASES QUIMICAS PARA LA
VIDA
CARBOHIDRATOS
Un carbohidrato es un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno,
y oxígeno con un porcentaje de cerca de dos átomos de oxígeno por cada
átomo de carbono.
El carbono mas simple es un tipo de azúcar llamadomonosacárido. Ejemplos
comunes de estos son los ísomeros, laglucosa y fructosa. Dos moléculas de
monosacaridos pueden unirse para formar un disacárido, es decir, un
carbohidrato de dos azucares. Cuando la glucosa y la fructosa se combinan en
una reacción de condensación, se forma una molécula de sacarosa.
Lasacarosa es el azúcar más común.
Las moléculas más grandes de carbohidratos son lospolisacáridos, polímeros
compuestos de muchas unidades de monosacáridos. El almidón, la celulosa y
el glucógeno son ejemplos de polisacáridos. Los almidones, son cadenas muy
ramificadas de unidades de glucosa, como almacenamiento de alimentos. Los
animales almacenan alimento en forma deglucógeno, otro polímero de la
glucosa similar al almidón, pero mucho más ramificado.
FUNCIONES
Energética o de Reserva: el glúcido más importante es la glucosa. Se puede
considerar como la molécula energética esencial. Algunos polisacáridos
actúan como moléculas de reserva de energía: almidón, y glucógeno.
Estructural: entre los glúcidos más importante de función estructural más
importante podemos citar: celulosa (pared de la célula vegetal), quitina
(exoesqueleto de los artrópodos, etc.).
MONOSACÁRIDOS
*Son glúcidos sencillos, a veces se les denomina azúcares por su sabor dulce
y carbohidratos por contener el H y el O en la misma proporción que el agua.
Su formula general es CnH2nOn, siendo n un número de C (de 3 a 8 átomos
de C).
*Se nombran añadiendo la terminación OSA al prefijo que determina el
número de C de la cadena:
- 3C →Triosa
- 4C →Tetrosa
- 5C →Pentosas
- 6C →Hexosas
- 7C →Heptosas
Y según la función aldehído o cetona serán:
- Aldehído (-CHO): aldosas.
- Cetona (=CO): Cetosas.
PROPIEDADES
Son sólidos, blancos y cristalinos.
Hidrosolubles
Dulces
Son reductores
*Los monosacáridos tiene carácter reductor, debido a que su grupo
funcional =CO (carbonilo) es susceptible de oxidarse y formar un ácido
orgánico o carboxilo (-COOH).
*Una sustancia es reductora si es capaz de reducir a otras, en consecuencia
ella se oxida.
DISACÁRIDOS
Compuestos formadas por la unión de dos monosaridos mediante un enlace
llamado enlace glucosídico.
PROPIEDADES
Son cristalizables
Generalmente dulces
Solubles
Se desdoblan en monosacáridos
Algunos mantiene su poder reductor
POLISACARIDOS
Se forman por la unión de miles de unidades de monosacáridos
(principalmente glucosas) estableciendo enlaces glucosídicos entre ellos, y
perdiendo en este proceso el poder reductor, la solubilidad, la cristalización y
el sabor dulce. Son de elevado peso molecular.
PROPIEDADES
No son dulces
No poseen carácter reductor
Pueden tener función estructural o energética
PROTEINAS
Las proteínas son esenciales para toda la vida. Ellas construyen estructuras y
llevan acabo el metabolismo de la célula. Unaproteína es un polímero grande
complejo compuesto de carbono, hidrogeno, oxígeno, nitrógeno y, en
algunas ocasiones, azufre. Lasunidades básicas de las proteínas se
llaman aminoácidos. Hay veinte aminoácidos comunes. Dado que hay veinte
unidades básicas, las proteínas pueden tomar una gran variedad de formas y
tamaños. De hecho, las proteínas varían en estructura más que cualquier
otro tipo de moléculas orgánicas.
Las proteínas tienen múltiples funciones biológicas: estructural, energética,
trasporte, hormonal, regulación del pH, etc. Una de tales funciones es
imprescindibles: la función biocatalizadores de las enzimas.
*AMINOACIDOS:
Estas unidades son moléculas mixtas ya que tiene dos grupos funcionales:
amino (-NH2) y ácido carboxílico (-COOH). En su estructura encontramos un
carbono α, ubicado entre los dos grupos funcionales, además se observa un
grupo distintivo representado por la letra “R” el cual esta enlazado al
carbono α:
NH2-CH-COOH
|
R
Los aminoácidos tienen que unirse entre sí con un enlace llamado peptídico y
formando una cadena llamada polipeptídica.
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
Estructura
Primaria
Es la secuencia de aminoácidos de la proteína, es decir el
número, tipo y orden de colocación de sus aminoácidos.
Estructura lineal, no presenta ramificaciones.
Estructura
Secundaria
La cadena se pliega mediante enlaces de hidrógeno,
obteniéndose enrollamientos espirales (α-hélice) o láminas
plegadas (ß-láminas).
Estructura Nuevos plegamientos que le dan arquitectura
tridimensional. También conformación filamentosa,
Terciaria formándose proteínas insolubles de función estructural,
como p.ej. la queratina o conformación globular, formando
proteínas solubles con función dinámica, p.ej las enzimas.
Estructura
Cuaternaria
Se aplica sólo a proteínas constituidas por dos o más
cadenas polipeptídicas y se refiere a la disposición espacial
de esas cadenas y a la disposición espacial de esas cadenas y
a los enlaces que se establecen entre ellas.
Las proteínas pueden inactivarse mediante calor, cambios de pH, agitación,
perdiendo su estructura 2ª, 3ª ó 4ª (no los enlaces peptídicos que se rompen
mediante hidrólisis), lo que se llama desnaturalización que puede ser
reversible o irreversible.
PROPIEDADES
1. Actividad óptica, poseen diferente ubicación del grupo amino.
2. Ácido-Base, es una sustancia que puede comportarse como ácido o como
base.
3. Especificidad, lo que quiere decir que cada especie, incluso los individuos
de la misma especie, tiene proteínas distintas que realizan la misma función.
Tipos de Proteínas:
· Proteínas de trasporte: situadas en la membrana plasmática.
· Proteínas nutritivas: configuran nuestro organismo.
· Proteínas estructurales: configuran nuestro organismo.
· Proteínas de defensa: participan en el sistema inmune.
· Proteínas reguladoras: hormonas.
· Proteínas contráctiles: situadas en los músculos.
LIPIDOS
Los lípidos son compuestos orgánicos que tienen una gran proporción de
uniones de C-H y menos oxígeno que los carbohidratos.
A los lípidos comúnmente se les conoce como grasas o aceites. Ellos son
insolubles en agua por que sus moléculas son no polares, y por consiguiente,
no son atraídas por las moléculas de agua.
Las células utilizan lípidos para almacenar a largo plazo la energía, como
aislantes y cubiertas protectoras. De hecho, los lípidos son los principales
componentes de las membranas que rodean todas las células vivientes. El
tipo más común de lípido, consiste en tres ácidos grasos unidos a una
molécula de glicerol.
Ejemplo de una molécula de glicerol:
H
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
H-C-OH
|
H
PROPIEDADES:
No se disuelven en agua, formando estructuras denominadas micelas.
Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como cloroformo, benceno,
aguarrás o acetona.
Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella.
Son untosos al tacto.
LOS ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son moléculas formadas por cadenas de carbono que
poseen un grupo carboxilo (COOH) como grupo funcional. El número de
carbonos habitualmente es de número par. Los tipos de ácidos grasos más
abundantes en la Naturaleza están formados por cadenas de 16 a 22 átomos
de carbono.
La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en
contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la
molécula no presenta polaridad (apolar) y es una estructura hidrófoba
(repelente al agua). Como la cadena apolar es mucho más grande que la
parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en agua.
Los ácidos grasos se clasifican en saturados e insaturados:
Saturados
Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples, con la misma distancia
entre ellos (1,54 Å) y el mismo ángulo (110º). Esta circunstancia permite la
unión entre varias moléculas mediante fuerzas de Van der Waals. Cuanto
mayor sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad de formación de
estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos
grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido.
Ejemplo:
Ácido Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH
· Insaturados
En ellos pueden aparecer enlaces dobles o triples entre los carbonos de la
cadena. La distancia entre los carbonos no es la misma que la que hay en los
demás enlaces de la molécula, ni tampoco los ángulos de enlace (123º para
enlace doble, 110º para enlace simple). Esto origina que las moléculas tengan
más problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van der Waals
entre ellas. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos insaturados
suelen encontrarse en estado líquido.
Ejemplo:
Ácido Palmitoleico: CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)7-COOH
Los ácidos grasos forman parte de otros compuestos lipídicos. Todos aquellos
lípidos que tienen ácidos grasos en su estructura tienen la capacidad de
realizar la reacción desaponificación, y por ello se llaman lípidos
saponificables.
Reacción de Saponificación
Cuando un ácido graso se une a una base fuerte se forma un jabón, con parte
polar, que se mezcla con el agua, y parte apolar, insoluble en agua. Es una
molécula anfipática.
ACIL-GLICÉRIDOS
Los acil-glicéridos están formados por ácidos grasos, por lo que son lípidos
saponificables. Son moléculas formadas por la unión de uno, dos o tres
ácidos grasos, con una glicerina. La unión se da entre los grupos -OH de cada
molécula. Se libera una molécula de agua. El enlace recibe el nombre
de éster.
Si la glicerina se une a un ácido graso, se forma unmonoacilglicérido. Si se
une a dos ácidos grasos se forma undiacilglicérido. Si se une a tres ácidos
grasos se forma untriacilglicérido o, simplemente, triglicérido.
Los ácidos grasos se clasifican atendiendo al estado que presentan
a temperatura ambiente. Los sólidos se denominan sebos, y están formados
por ácidos grasossaturados. Los líquidos se llaman aceites, y están formados
por ácidos grasos insaturados y saturados.
Funciones de los acil-glicéridos
La importancia de los acil-glicéridos radica en que:
Actúan como combustible energético. Son moléculas muy reducidas que, al
oxidarse totalmente, liberan mucha energía
Funcionan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso.
Comparada con los glúcidos, su combustión produce más del doble de
energía. Los animales utilizan los lípidos como reserva energética para poder
desplazarse mejor.
Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas
frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo.
Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y,
por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo
rozamiento
ORIGEN DE LA VIDA EN EL UNIVERSO
Origen del Universo - Teísmo versus Ateísmo
En general,elteísmoatribuye elorigen deluniverso a alguna especie de Diseñador
inteligente,trascendente. Losateístasse imaginan un proceso naturalno dirigido, porel cual
universosseoriginan espontáneamente. Antesdelsiglo XX, lamayoría de losateístas creían
que eluniversoera eterno. Sin embargo, esto cambió amedida quedescubrimientos a través
delsiglo XX hicieronesta idea insostenible. La teoría de la gravedad de Einstein (la cualha sido
validadacompletamente atravésde extensiva confirmación experimental) ylas observaciones
astronómicasdel Hubble descartanun universo eterno. Ahora sabemosmásallá de laduda
razonable que eluniversocomenzó durante ciertopunto de un pasado finito. Ahora entendemos
que haysólo dosopciones legítimaspara elorigendeluniverso:(1)Alguien hizo el universo
(Diseño Inteligente), o(2)El universo se hizo a símismo (Casualidad, alazar).La tercera opción,
eluniverso siempre ha estado allí, no esya másuna alternativa viable --contradice la ciencia
empírica. Ninguna otra teoría científica plausible para elorigen deluniversoha sido propuesta
hasta ahora.Las implicaciones de variosdescubrimientos del siglo XX han puesto a losateístas
en una posiciónembarazosa. La lógica ahora requiere que identifiquen un mecanismo
incontrolado, porelcualeluniverso pudo haberse iniciado, diseñado, creado ydesarrollado a sí
mismo sin un DiseñadorInteligente. De lo contrario, la honestidad intelectualrequiere la
necesidad de un CreadorDios.
Origendel Universo- La Teoría del Big Bang
De estamanera comenzó elesfuerzo para proponerunmecanismo ateísta para elorigen
deluniverso. Entra la Teoría delBigBang yla Evolución de Darwin. La Teoría original delBig
Bangbusca explicar la aparición súbita deltodo desde la nada,mientrasque la Evolución de
Darwinbusca explicarel origen de formasde vida complejas desde sussupuestos ancestros
mássimples.La premisa delBig Bang es que eluniversoentero estaba compactado en una
minúscula pelotita,la cual, despuésde originarse porazar, sin ninguna razón aparente para
empezar, explotó por todoel espacio, tiempo, materia yenergía, en un instante. Sí,esa es la
teoría. No requiere Ph.D.
Origen del Universo - La Teoría de la Inflación del Universo
LaTeoríadelBigBangproveyó una explicación ateísta para elorigen deluniverso, pero su
obviasimplicidadfueobjeto demúltiplesataques. Como resultado, la teoría original no esya
más laexplicación científica para elorigen ateísta deluniverso. Mientras que laTeoríaoriginaldel
BigBangestá "muerta" ahora, de suscenizashanemergido las variadasTeorías Inflacionarias
delUniverso (TIU). Comenzando con Alan Guth a finales de los90 (
ElUniversoInflacionario:LaBúsqueda de una Nueva Teoría de Orígenes Cósmicos), la
comunidad científica ha propuestoahora aproximadamente 50 variantes de TIU.
Los científicos esperan que una de las actuales TIU engendre una reconstrucción
exacta del nacimiento del universo, aunque es conocidouniversalmente que todas
las actuales TIU tienen sus problemas. Parece que la única manera deobtener
cálculos realistas que igualen un modelo TIU es hacer suposiciones que
estén pobremente justificadas.
Origendel Universo-Problemas Post "Bang"
LasTIUno son esencialmente un mejor intento de explicarelorigen deluniverso sin Dios que
elBigBang. Lasdiferencias primariasentre lasTIU y la Teoría originaldelBigBangson
realmenteexplicacionespre-bang. ¿Qué pasó justo antes de laexplosión? ¿Qué pasó durante
elprimermilisegundo de la explosión? Porejemplo:Algunasde lasTIUhan incluido un
concepto llamado la'era de inflación'para explicareldinámico primermilisegundo despuésdel
Bang. Sin embargo, lapremisa básica de todasestas variantesde la teoría es la misma --el
universo estaba compactado
AGUA
La Contaminación del Agua
Los principales contaminantes del agua son los siguientes:
Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya
descomposición produce la desoxigenación del agua).
Agentes infecciosos.
Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su vez, interfieren
con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores
desagradables.
Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivas
contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos.
Petróleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales.
Minerales inorgánicos y compuestos químicos.
Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde
las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos
urbanos.
Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio,
las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.
El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para
la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se
abastecen.
3. Efectos de la contaminación del agua
Los efectos de la contaminación del agua incluyen los que afectan a la salud humana. La presencia de nitratos
(sales del ácido nítrico) en el agua potable puede producir una enfermedad infantil que en ocasiones es
mortal. El cadmio presente en los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las
cosechas; de ser ingerido en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así
como lesiones en el hígado y los riñones. Hace tiempo que se conoce o se sospecha de la peligrosidad de
sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico y el plomo.
Los lagos son especialmente vulnerables a la contaminación. Hay un problema, la eutrofización, que se
produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal
de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo pueden ser los
responsables. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor, y un
cúmulo de algas o verdín desagradable a la vista, así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el
agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los
lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato de calcio en las aguas
duras. Otro problema cada vez más preocupante es la lluvia ácida, que ha dejado muchos lagos del norte y el
este de Europa y del noreste de Norteamérica totalmente desprovistos de vida.
4. Fuentes y control
Las principales fuentes de contaminación acuática pueden clasificarse como urbanas, industriales y agrícolas:
La contaminación urbana está formada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos
comerciales. Durante muchos años, el principal objetivo de la eliminación de residuos urbanos fue tan sólo
reducir su contenido en materias que demandan oxígeno, sólidos en suspensión, compuestos inorgánicos
disueltos (en especial compuestos de fósforo y nitrógeno) y bacterias dañinas. En los últimos años, por el
contrario, se ha hecho más hincapié en mejorar los medios de eliminación de los residuos sólidos producidos
por los procesos de depuración. Los principales métodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas
tienen tres fases: el tratamiento primario, que incluye la eliminación de arenillas, la filtración, el molido, la
floculación (agregación de los sólidos) y la sedimentación; el tratamiento secundario, que implica la oxidación
de la materia orgánica disuelta por medio de lodo biológicamente activo, que seguidamente es filtrado; y el
tratamiento terciario, en el que se emplean métodos biológicos avanzados para la eliminación del nitrógeno, y
métodos físicos y químicos, tales como la filtración granular y la adsorción por carbono activado. La
manipulación y eliminación de los residuos sólidos representa entre un 25 y un 50% del capital y los costes
operativos de una planta depuradora.
Las características de las aguas residuales industriales pueden diferir mucho tanto dentro como entre
las empresas. El impacto de los vertidos industriales depende no sólo de sus características comunes, como
la demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su contenido en sustancias orgánicas e inorgánicas
específicas. Hay tres opciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales.
El control puede tener lugar allí donde se generan dentro de la planta; las aguas pueden tratarse previamente
y descargarse en el sistema de depuración urbana; o pueden depurarse por completo en la planta y ser
reutilizadas o vertidas sin más en corrientes o masas de agua.
La agricultura, la ganadería comercial y las granjas avícolas, son la fuente de muchos contaminantes
orgánicos e inorgánicos de las aguas superficiales y subterráneas. Estos contaminantes incluyen tanto
sedimentos procedentes de la erosión de las tierras de cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno que,
en parte, proceden de los residuos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un
alto contenido en nitrógeno, fósforo y materia consumidora de oxígeno, y a menudo albergan organismos
patógenos. Los residuos de los criaderos industriales se eliminan en tierra por contención, por lo que el
principal peligro que representan es el de la filtración y las escorrentías. Las medidas de control pueden incluir
el uso de depósitos de sedimentación para líquidos, el tratamiento biológico limitado en lagunas aeróbicas o
anaeróbicas, y toda una serie de métodos adicionales.
5. Contaminación marina
Los vertidos que llegan directamente al mar contienen sustancias tóxicas que los organismos marinos
absorben de forma inmediata. Además forman importantes depósitos en los ríos que suponen a su vez
un desarrollo enorme de nuevos elementos contaminantes y un crecimiento excesivo de organismos
indeseables. Estos depósitos proceden de las estaciones depuradoras, de los residuos de dragados
(especialmente en los puertos y estuarios), de las graveras, de los áridos, así como de una gran variedad de
sustancias tóxicas orgánicas y químicas.
Vertidos de petróleo (mareas negras)
Las descargas accidentales y a gran escala de petróleo líquido son una importante causa de contaminación
de las costas. Los casos más espectaculares de contaminación por crudos suelen estar a cargo de los
superpetroleros empleados para transportarlos, pero hay otros muchos barcos que vierten también petróleo, y
la explotación de las plataformas petrolíferas marinas supone también una importante aportación de vertidos.
Se estima que de cada millón de toneladas de crudo embarcadas se vierte una tonelada. Entre las mayores
mareas negras registradas hasta el momento se encuentran la producida por el petrolero Amoco Cádiz frente
a las costas francesas en 1978 (1,6 millones de barriles de crudo) y la producida por el pozo petrolífero Ixtoc I
en el golfo de México en 1979 (3,3 millones de barriles). El vertido de 240.000 barriles por el petrolero Exxon
Valdez en el Prince William Sound, en el golfo de Alaska, en marzo de 1989, produjo, en el plazo de una
semana, una marea negra de 6.700 km2, que puso en peligro la vida silvestre y las pesquerías de toda el
área. Por el contrario, los 680.000 barriles vertidos por el Braer frente a la costa de las islas Shetland en enero
de 1993 se dispersaron en pocos días por acción de las olas propias de unas tormentas excepcionalmente
fuertes.
Los vertidos de petróleo acaecidos en el golfo Pérsico en 1983, durante el conflicto Irán-Irak, y en 1991,
durante la Guerra del Golfo, en los que se liberaron hasta 8 millones de barriles de crudo, produjeron enormes
daños en toda la zona, sobre todo por lo que se refiere a la vida marina.
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  • 1. UNIDAD 1 Biología Como Ciencia 1. LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA.  Generalidades Concepto Importancia  Historia de la biología.  Ciencias biológicas.(conceptualización).  Subdivisión de las ciencias biológicas.  Relación de la biología con otras ciencias.  Organización de los seres vivos (pirámide de la org. seres vivos célula. Ser vivo) 2. DIVERSIDAD DE ORGANISMOS, CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS.  Diversidad de organismos,  Clasificación  Características de los seres vivos.
  • 2. UNIDAD 2 Introducción al estudio de la biología celular. 3. EL MICROSCOPIO Y SUS APLICACIONES  Características generales del microscopio  Tipos de microscopios. 4. CITOLOGÍA, TEORÍA CELULAR  Definición de la célula.  Teoría celular: reseña histórica y postulados. 5. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS CÉLULAS.  Características generales de las células  Células eucariotas y procariotas, estructura general (membrana, citoplasma y núcleo).  Diferencias y semejanzas
  • 3. 6. REPRODUCCION CELULAR  CLASIFICACION  Ciclo celular, mitosis importancia de la mitosis.  Ciclo celular, meiosis importancia de la meiosis.  Comparación mitosis vs meiosis (Diferencias)  Observación de las células. 7. TEJIDOS.  Animales  Vegetales UNIDAD 3 Bases químicas de la vida 8. CUATRO FAMILIAS DE MOLÉCULAS BIOLÓGICAS (CARBOHIDRATOS, LÍPIDOS, PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLÉICOS).  Moléculas orgánicas: El Carbono.  Carbohidratos: simples, monosacáridos, disacáridos y polisacáridos.  Lípidos: grasas fosfolípidos, glucolípidos y esteroides.  Proteínas: aminoácidos.  Ácidos Nucléicos: Ácido desoxirribonucleico (ADN), Ácido Ribonucleico (ARN).
  • 4. UNIDAD 4 ORIGEN DEL UNIVERSO – VIDA 9. ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO. (QUÉ EDAD TIENE EL UNIVERSO)  La teoría del Big Bang o gran explosión.  Teoría evolucionista del universo.  Teoría del estado invariable del universo.  Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y científico.  Origen y evolución del universo, galaxias, sistema solar, planetas y sus satélites.  Edad y estructura de la tierra.  Materia y energía,  Materia: propiedades generales y específicas; estados de la materia.  Energía: leyes de la conservación y degradación de la energía. Teoría de la relatividad.
  • 5. 10. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS.  Creacionismo  Generación espontánea (abiogenistas).  Biogénesis (proviene de otro ser vivo).  Exogénesis (panspermia)(surgió la vida en otros lugares del universo u otros planetas y han llegado a través de meteoritos etc.)  Evolucionismo y pruebas de la evolución.  Teorías de Oparin-Haldane. (físico-químicas)  Condiciones que permitieron la vida.  Evolución prebiótica.  Origen del oxígeno en la tierra.  Nutrición de los primeros organismos.  Fotosíntesis y reproducción primigenia. UNIDAD 5 Bioecologia 11. EL MEDIO AMBIENTE Y RELACIÓN CON LOS SERES VIVOS.  El medio ambiente y relación con los seres vivos.  Organización ecológica: población, comunidad, ecosistema, biosfera.
  • 6.  Límites y Factores:  Temperatura luz, agua, tipo de suelo, presión del aire, densidad poblacional, habitad y nicho ecológico.  Decálogo Ecológico 12. PROPIEDADES DEL AGUA, TIERRA, AIRE QUE APOYAN LA VIDA Y SU CUIDADO.  El agua y sus propiedades.  Características de la tierra.  Estructura y propiedades del aire.  Cuidados de la naturaleza.
  • 7. UNIDAD 1 LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA. Concepto.- Es la ciencia que estudia a los seres vivos de una forma estructurada y organizada. La biología, del griego bíos, vida, y logía, tratado, estudio o ciencia es la ciencia que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: nutrición, morfogénesis, reproducc ión, patogenia, etc. Se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismos individuales como de las especies en su conjunto, así como de lareproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. De este modo, trata de estudiar la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos, con el fin de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de esta.
  • 8. Importancia.- Ciencia natural, estudia a los seres vivos, se ocupa de la descripción de características de los seres vivos, tiene el fin de establecer leyes de la vida, nos enseña nuestro puesto a la hora de cuidar el medio ambiente. La Biología es una ciencia porque se basa en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida. Biología es el estudio de la transferencia no-espontánea de la energía contenida en las partículas y de los sistemas cuasi-estables que la experimentan. Historia de la biología. La historia de biología remonta el estudio de los seres vivos desde la Antigüedad hasta la época actual. Aunque el concepto debiología como ciencia en si misma nace en el siglo XIX, las ciencias biológicas surgieron de tradiciones médicas e historia naturalque se remontan a el Āyurveda, la medicina en el Antiguo Egipto y los trabajos de Aristóteles y Galeno en el antiguo mundo Se identifica 3 etapas : La Milenaria, la Elenica y la Moderna Etapa Milenaria En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano productor de la seda China también ya tenían tratados de medicina naturista y de acumputura. La antigua civilización Indu, curaba sus pacientes basados en el pensamiento racional, en la fuerza de la mente. La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la agricultura basado en la mejora de la semilla y de la producción, además conocían la Anatomía humana y las técnica de embalsamamiento de cadáveres. En el III Milenio a.C los egipcios ya tenían jardines botánicos y zoológicos para el deleite de sus reyes y sus princesas. Gusanos de Seda Acupuntura
  • 9. Etapa Helenica Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano y medio oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV a.C Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.” Anoximandro
  • 10. AQUÍ VA JURAMENTO HIPOCRATICO ates Alcneon de Croatana
  • 11. La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién estudió algunos sistemas anatómicos y clasificó a las plantas y animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió su libro Historia de los Animales. Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció entre los años 300 y 30 a.C., encontraron los romanos abundantes escritos de partes y estructuras anatómicas realizadas con disecciones de cadáveres, sin duda fue una investigación seria. Lamentablemente los romanos una vez establecidos en Alejandría mediante “Decretos” prohibieron toda investigación directa utilizando el cuerpo humano. Los atenienses tenían en esos tiempos las mejores escuelas, uno de sus hijos Galeno (131 – 200 d.C.) fue el primer fisiólogo experimental, sus descripciones perduraron más de 1300 años, por su puesto se le encontró muchos errores posteriormente Etapa moderna Con la creación de las Universidades en España, Italia, Francia a partir del siglo XIV, los nuevos estudiantes de medicina se vieron obligados a realizar disecciones de cadáveres, se fundaron los anfiteatros en las Facultades de Medicina, de donde surgieron destacados anatomistas y fisiólogos: Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–1564) Aristoteles Galeno
  • 12. Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562) Fabricius (1537–1619), Harvey (1578–1657).Con el invento del microscopio a principios del siglo XVII, se pudieron estudiar células y tejidos de plantas y animales, así como también los microbios, destacan: Robert Hooke (1635 - 1703), quien observó y grafico las cédulas (1665), Malpighi (1628 – 1694), Graaf (1641 – 1673), Leeuwenhoek (1632 – 1723). Robert Hooke Marcelo Malpighi Anton Van Leeuwenhoek Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista sueco Carlos Linneo (1707 - 1778)proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales, llamo el sistema binomial escrito en latín clasico. También tenemos al biólogo francés Georges Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomia y paleontología. Kart Von Linne Georges Cuvier Después de unos 150 años de que Hooke, publicará su libro Micrographia, Bichat (1771 – 1802) llegó a la conclusión de que las células forman los tejidos y los tejidos a las estructuras macroscópicas. Hizo una lista de 21 tipos de tejidos en animales y en el hombre. Así mismo Mirbel en 1802 y Dutrochert en 1824 confirmaron que los tejidos vegetales tienen base en sus propias células. El naturalista francés Juan Bautista Lamarck (1744 - 1829), en su obra Hidrogeología (1802)
  • 13. y G.R Treviranus(1776 - 1837) en su obra BiologieOderPhilophie der levedenNatur (1802) introdujeron independientemente la palabra Biología. Juan Bautista Lamarck G.R Treviranus El escocés botánico Robert Broun (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el movimiento browniano. El zoologo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botanicoalemanMattiasSchleiden (1804 - 1881) enunciaron la teoria celular. El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro CélularPatholog (1858), donde propuso que toda celula viene de otra celula (ovnis cellula e cellula). Decubrió la enfermedad Robert Brown MattiasscheiledenTeodorSchuwann
  • 14. del cáncer. Rudolf Virchow En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la evolución 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la Evolución. En el año 1865 el monje y naturalista austiacoGregor Mendel (1882 - 1884) describió las leyes que rigen la herencia biológica. En 1879 el citogenético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó los cromosomas y descubrió las fases de la mitosis celular. Gregor Mendel Walter Fleming Charles Darwin
  • 15. Etapa de la Biotecnología: En 1928 Fue descubierta por Alexander Fleming la penicilina. Mientras estudiaba un hongo del genero Penicilium observó que alrededor del mismo inhibía las bacterias como el Staphylococcusaureus, debido a una sustancia producida por el hongo a la que posteriormente llamo Penicilina. Aprincipios del siglo XXI, la biotecnología ha sido de gran utilidad; a partir del descubrimiento del ADN por Watson y Crick en 1953, surge la biotecnología y la biologia molecular. Entonces empieza el "Proyecto del Genoma Humano" y en el 2007 termina dando como resultado que el 99,99% de los genes son identificados para todos los seres humanos y la variacion entre una persona y otra es del 0,01%. el 98% de los genes es idéntico al genoma de los chimpancés y el 30% es idéntico al de las ratas Resumen de personajes importantes de la Biologia
  • 16.
  • 17. Ciencias biológicas BIOLOGIA ESPECIAL ZOOLOGIA Entomologia.- es el estudio científico de los insectos. De cerca de las 1,3 millones de especies descritas, los insectos constituyen más de los dos tercios de todos los seres vivos conocidos 2 y, además, tienen una larga historia fósil, ya que su aparición se remonta al Devónico, hace unos 400 millones de años. Tienen muchas formas de interacción con los humanos y con otras formas de vida en la Tierra; es así que la entomología se constituye una especialidad importante dentro de la zoología. La entomología incluye, con frecuencia, el estudio de otros artrópodos, comoarácnidos, crustáceos y miriápodos, aunque esta extensión sea técnicamente incorrecta. Helmintologia.- es la ciencia que estudia a los vermes (gusanos) o helmintos. La palabra viene del griego - helminthos Gusanos y –logía o -logos descripcion. Se trata esencialmente de una rama de la Parasitología médica y veterinaria. Los organismos estudiados por esta rama de la parasitología forman parte básicamente de dos filos: BIOLOGIA ESPECIAL GENERAL APLICADA Zoologia Botanica Microbiologia Micologia
  • 18. los Platyhelminthes y los Nematoda.1 Ambos poseen especies aplanadas o redondas, respectivamente, de vida libre pero también importantes parásitos humanos y animales. Entre los Platyhelminthes destacan los trematodos (duelas) y loscestodos (solitarias). Se considera a Francesco Redi el fundador de la Helmintología Ictiologia .- La ictiología es una rama de la zoología dedicada al estudio de los peces. Esta incluye los osteictios (peces óseos), los condrictios (peces cartilaginosos) tales como el tiburón y la raya y los agnatos (peces sin mandíbula). Se estima que hay alrededor de 32.200 especies descritas 1 y que cada año son descritas oficialmente 250 nuevas especies. La dificultad en la clasificación radica en la gran variedad que han alcanzado durante el proceso evolutivo y la accesibilidad de los humanos al medio acuático. Por otra parte la ictiología además se ocupa de la biología y comportamiento de los peces. Herpetología .- es la rama de la zoología que estudia a losreptiles y anfibios. El estudio de los anfibios beneficia a nuestro conocimiento del estado del ambiente, porque son muy sensibles a las perturbaciones de los ecosistemas, especialmente la contaminación, en parte por que su primer desarrollo se produce en ambientes acuáticos frecuentemente poco extensos o temporales. Algunos venenos y toxinas producidas por los reptiles y los anfibios son útiles en la medicina humana; por ejemplo, el estudio de los venenos de ciertas serpientes se investiga en busca de fármacos anticoagulantes.. La ornitología .- es la rama de lazoología que se dedica al estudio de las aves. Numerosos aspectos de la ornitología difieren de las disciplinas relacionadas, debido en parte a la alta visibilidad y el atractivo estético de las aves. 1 Una de las diferencias más notables es la importancia y cantidad de estudios llevados a cabo por aficionados que trabajan dentro de los parámetros de la metodología científica.
  • 19. Mastozoologia.- Ciencia q estudia a los mamíferos Antropologia.- Es una ciencia social queestudia al ser humano de una forma integral. Para abarcar la materia de su estudio, la Antropología recurre a herramientas yconocimientos producidos por las ciencias naturales y otras ciencias sociales. La aspiración de la disciplina antropológica es producir conocimiento sobre el ser humano en diversas esferas, pero siempre como parte de una sociedad BOTANICA Ficologia .- o Algología es una disciplina de la Botánicaque se dedica al estudio científico de las algas. Las algas son importantes como productores primarios en ecosistemas acuáticos. Muchas algas son organismos eucarióticas,fotosintéticos que viven en un ambiente húmedo Briocologia .- Estudia a los musgos
  • 20. Pteriologia .- Es una rama de la botanica que estudia a las pteridofitas la cual comprende el phylum de las diversas clases de helechos Fanerogamica : Es la rama de la biología que estudia a las plantas con semillas, por medio de las cuales de reproducen; son también llamadas espermatófitas o espermáfitas. Poseen raíz, tallo, hojas y semilla, algunas tienen hojas y frutos, otras no. Criptogamicas.- Estudia a las plantas sin semillas MICROBIOLOGIA Virologia .- es el estudio de los virus: su estructura, clasificación y evolución, su manera de infectar y aprovecharse de las células huésped para la reproducción del virus, su interacción con los organismos huéspedes, su inmunidad, la enfermedad que causan, las técnicas para su aislamiento, cultivo y su uso en investigación y terapia. La virología es considerada un sub-campo de la microbiología y la medicina. La
  • 21. virologiatambién es una rama taxonómica de la biología para estudiar los virus y todos sus componentes. Bactereologia.- es la rama de la Biología que estudia la morfología, ecología, genética y bioquímica de las bacterias así como otros muchos aspectos relacionados con ellas. Es de gran importancia para el hombre por sus implicaciones médicas, alimentarias y tecnológicas Protista.- Estudia a los protozooarios MICOLOGIA La micología es la ciencia que se dedica al estudio de los hongos. Es una de las ramas de la ciencia más extensas y diversificadas con avances significativos en la investigación y desarrollo tecnológico.
  • 22. BIOLOGIA GENERAL Bioquímica.- Es una ciencia que estudia la composición química de los seres vivos, especialmente las proteínas, carbohidratos,lípidos y ácidos nucleicos, además de otras pequeñas moléculas presentes en las células y las reacciones químicas que sufren estos compuestos (metabolismo) que les permiten obtener energía (catabolismo) y generar biomoléculas propias (anabolismo). La Citología o Biología Celular.- Es la rama de la biología que estudia las células en lo que concierne a su estructura, sus funciones y su importancia en la complejidad de los seres vivos. Con la invención del microscopio óptico fue posible observar estructuras nunca antes vistas por el hombre: las células Histología .- Es la ciencia que estudia todo lo relacionado con los tejidos orgánicos: su estructura microscópica, su desarrollo y sus funciones. La histología se identifica a veces con lo que se ha llamado anatomía microscópica, pues su estudio no se detiene en los tejidos, sino que va más allá, observando también las células interiormente y otros corpúsculos, relacionándose con la bioquímica y la citología. Anatomía .- Es una ciencia que estudia la estructura de los seres vivos, es decir, la forma, topografía, la ubicación, la
  • 23. disposición y la relación entre sí de los órganos que las componen. El término designa tanto la estructura en sí de los organismos vivientes, como la rama de la biología que estudia dichas estructuras, que en el caso de la anatomía humana se convierte en una de las llamadas ciencias básicas o "preclínicas" de laMedicina La fisiología .- Es la ciencia biológica que estudia las funciones de los seres vivos. Esta forma de estudio reúne los principios de las ciencias exactas, dando sentido a aquellas interacciones de los elementos básicos de un ser vivo con su entorno y explicando el porqué de cada diferente situación en que se puedan encontrar estos elementos. Igualmente, se basa en conceptos no tan relacionados con los seres vivos como pueden ser leyestermodinámicas, de electricidad, gravitatorias, meteorológicas, etc Taxonomia.- Es, en su sentido más general, la ciencia de la clasificación. Habitualmente, se emplea el término para designar a la taxonomía biológica, la ciencia de ordenar la diversidad biológica en taxones anidados unos dentro de otros, ordenados de forma jerárquica, formando un sistema de clasificación. Biogeografia.- Es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así como los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Paleontologia .- Es la ciencia que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles. 1 Se encuadra dentro de las Ciencias Naturales, posee un cuerpo de doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con la Geología y la Biología, con las que se integra estrechamente.
  • 24. Filogenia.- Es la historia del desarrollo evolutivo de un grupo de organismos.1 Aunque el término también aparece en lingüística histórica para referirse a la clasificación de las lenguas humanas según su origen común, el término se utiliza principalmente en su sentido biológico Genetica .- Es el campo de la biología que busca comprender la herencia biológica que se transmite de generación en generación. El estudio de la genética permite comprender qué es lo que exactamente ocurre en el ciclo celular, (replicar nuestras células) y reproducción, (meiosis) de los seres vivos y cómo puede ser que, por ejemplo, entre seres humanos se transmiten características biológicas genotipo(contenido del genoma específico de un individuo en forma de ADN), características físicas fenotipo, de apariencia y hasta de personalidad APLICADA Medicina : Aplicación de medicamentos Farmacia: Elaboracion de Farmacos Agronomia: Mejoramiento de la agricultura
  • 25. Organización de los seres vivos MOLECULA CELULA APARATOS Y ORGANOS TEJIDOS ATOMO SER VIVO TEJIDO CONECTIVO CELULA ANIMAL H20 H HUMANOS CELULA ANIMAL
  • 28. 2 DIVERSIDAD DE ORGANISMOS, CLASIFICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS Diversidad de organismos La Tierra está habitada por muchas formas de vida. Ya se han descubierto más de un millón de especies de animales y 325 000 especies de plantas y se estima que puede haber varios millones de especies diferentes de seres vivos. Esto hace necesario un sistema de clasificación que agrupe a los diferentes organismos en grupos de características comunes. La taxonomía es la parte de la ciencia que se ocupa de la clasificación. Tradicionalmente, los sistemas de clasificación se basaban sobre todo en la comparación de los órganos y se establecía el parentesco de acuerdo con la semejanza de éstos. Pero estos criterios pueden no ser acertados pues, por ejemplo, si atendemos al criterio “tener alas”, incluiríamos en el mismo grupo a los insectos y a las aves. Actualmente, el criterio que rige la clasificación de los seres vivos es el parentesco evolutivo, de forma que se agrupa a los organismos de acuerdo con su origen evolutivo común, tengan o no tengan estructuras corporales parecidas. Por ejemplo, los cetáceos (delfines, ballenas, etc.) tienen un origen evolutivo común con el resto de los mamíferos a pesar de que sus extremidades no tengan forma de patas sino de aletas. Por ello, aunque su morfología corporal se asemeja más a la de los peces, no se les incluye en este grupo sino en el de los mamíferos, ya que su origen evolutivo es éste. Podríamos decir que un delfín es un mamífero cuyas extremidades fueron cambiando a la forma de aletas, forma más eficaz para trasladarse por el medio acuático.
  • 29. Para determinar el parentesco evolutivo, cada vez se utilizan más las técnicas moleculares basadas en la comparación de diferentes sustancias como proteínas (secuencia de aminoácidos), ADN o incluso rutas metabólicas. CLASIFICACION Reino Moneras Comprende los seres vivos unicelulares procariotas. Son las arqueobacterias y eubacterias. Reino Protoctistas Comprende dos tipos de organismos: los organismos eucariotas unicelulares heterótrofos con digestión interna (los protozoos) y los organismos eucariotas unicelulares o pluricelulares talofíticos (sin tejidos) autótrofos fotosintéticos (las algas).
  • 30. Reino Hongos Comprende los seres eucariotas unicelulares o pluricelulares de organización talofítica con nutrición heterótrofa y digestión externa (los hongos). Reino Vegetal Comprende los organismos eucariotas pluricelulares con tejidos diferenciados y nutrición autótrofa fotosintética (las plantas). Reino Animal Comprende los seres vivos eucariotas pluricelulares con tejidos bien formados, nutrición heterótrofa y digestión interna (los animales).
  • 31. CARACTERISTICAS DE LOS SERES VIVOS Organización Un ser vivo es resultado de una organización muy precisa; en su interior se realizan varias actividades al mismo tiempo, estando relacionadas éstas actividades unas con otras Regular su medio interno (Homeostasis) Debido a la tendencia de las estructuras biológicas a deteriorarse en ausencia de nutrientes, regeneración y reparación, los organismos vivos están obligados a mantener un control sobre su estructura física, al cual se denomina homeostasis, y de esta forma mantener su estructura y sus funciones vitales Responder a estímulos (Irritabilidad) La reacción a ciertos estímulos (sonidos, olores, etc.) del medio ambiente constituye la función de respuesta a los estímulos. Por lo general los seres vivos no son estáticos, sino que se adaptan, generan respuestas y cambios frente a modificaciones en el medio ambiente, y responden a cambios físicos o químicos Metabolismo El fenómeno del metabolismo permite a los seres vivos procesar los nutrientes presentes en el ambiente para obtener energía y mantener sus funciones homeostaticas, utilizando una cantidad de nutrientes y almacenando el resto para situaciones de escasez de los mismos. En el metabolismo se efectúan dos procesos fundamentales: Anabolismo: Es cuando se transforman las sustancias sencillas de los nutrientes en sustancias complejas. Catabolismo: Cuando se desdoblan las sustancias complejas de los nutrientes con ayuda de enzimas en moléculas más sencillas liberando energía.
  • 32. Reproducción Los seres vivos son capaces de multiplicarse (reproducirse). Mediante la reproducción se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la especie. En los seres vivos se observan dos tipos de reproducción: Asexual : En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor Sexual : La reproducción sexual requiere la intervención de dos individuos de sexos diferentes. Relación La función de relación es una de las características esenciales y diferenciadoras de los seres vivos. Una roca, que no es un ser vivo, no puede relacionarse con el ambiente, y por lo tanto, no se adapta frente a cambios en el ambiente.
  • 33. UNIDAD 2 Introducción al estudio de la biología celular EL MICROSCOPIO Y SUS APLICACIONES Características generales del microscopio ·Número de aumentos no inferior a 1.000 x. ·Cabezal inclinado, girable 360º y que permita el ajuste dióptrico. ·Revólver cuádruple. ·Mandos de enfoque macro y micrométricos coaxiales. · Platina de movimientos ortogonales. · Sistema de iluminación incorporado de bajo voltaje (6V - 20W aproximadamente), conectable a 220V y regulable. ·Vidrio con tratamiento antirreflectante Partes Sistema óptico oOCULAR: Lente situada cerca del ojo del observador. Amplía la imagen del objetivo. oOBJETIVO: Lente situada cerca de la preparación. Amplía la imagen de ésta. oCONDENSADOR: Lente que concentra los rayos luminosos sobre la preparación. oDIAFRAGMA: Regula la cantidad de luz que entra en el condensador. oFOCO: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador. Sistema mecánico o SOPORTE: Mantiene la parte óptica. Tiene dos partes: el pie o base y el brazo. oPLATINA: Lugar donde se deposita la preparación. o CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular, binocular, ….. oREVÓLVER: Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos. oTORNILLOS DE ENFOQUE: Macrométrico que aproxima el enfoque y micrométrico que consigue el enfoque correcto.
  • 34.
  • 35. Tipos de microscopios: En la antiguedad
  • 36. Tipos de Microscopios : En la actualidad Microscopio óptico Es un microscopio basado en lentes ópticos. También se le conoce como microscopio de luz, (que utiliza luz o "fotones") o microscopio de campo claro. El desarrollo de este aparato suele asociarse con los trabajos deAnton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de una única lente pequeña y convexa,
  • 37. montada sobre una plancha, con un mecanismo para sujetar el material que se iba a examinar (la muestra o espécimen) Microscopio simple Es aquel que utiliza una sola lente de aumento. Es el microscopio más básico. El ejemplo más clásico es la lupa. El microscopio óptico estándar utiliza dos sistemas de lentes alineados. El objeto a observar se coloca entre el foco y la superficie de la lente, lo que determina la formación de una imagen virtual, derecha y mayor cuanto mayor sea el poder dióptrico de la lente y cuanto más alejado esté el punto próximo de la visión nítida del sujeto. Microscopio compuesto Tiene más de una lente objetivo. Los microscopios compuestos se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes, o cortados en láminas tan finas que se transparentan. Se emplea para aumentar o ampliar las imágenes de objetos y organismos no visibles a simple vista Microscopio de luz ultravioleta Las lentes del objetivo, que habitualmente se componen de vidrio se sustituyen por lentes de cuarzo, y la iluminación se produce por lámparas de mercurio. No usa filtros y se observa en placas fotográficas. La variedad de fluorescencia, si usa filtros, y la observación es directa. Microscopio de fluorescencia Es una variación del microscopio de luz ultravioleta en el que los objetos son iluminados por rayos de una determinada longitud de onda. La imagen observada es el resultado de la radiación electromagnética emitida por
  • 38. las moléculas que han absorbido la excitación primaria y reemitido una luz con mayor longitud de onda Microscopio petrográfico Es un microscopio óptico al que se le han añadido dos polarizadores (uno entre el condensador y la muestra y el otro entre la muestra y el observador). El material que se usa para los polarizadores son prismas de Nicol o prismas de Glan- Thompson (ambos de calcita), que dejan pasar únicamente la luz que vibra en un único plano (luz polarizada). Microscopio Campo Oscuro Utiliza un haz enfocado de luz muy intensa en forma de un cono hueco concentrado sobre el espécimen. El objeto iluminado dispersa laluz y se hace así visible contra el fondo oscuro que tiene detrás, como las partículas de polvo iluminadas por un rayo de sol que se cuela en una habitación cerrada. Por ello las porciones transparentes del espécimen quedan oscuras, mientras que las superficies y partículas se ven brillantes, por la luz que reciben y dispersan en todas las direcciones, Microscopio de contraste de fase Permite observar células sin colorear y resulta especialmente útil para células vivas. Este aprovecha las pequeñas diferencias de los índices de refracción en las distintas partes de una célula y en distintas partes de una muestra de tejido. La luz que pasa por regiones de mayor índice de refracción experimenta una deflexión y queda fuera de fase con respecto al haz principal de ondas de luz que pasaron la muestra Microscopio confocal Es un microscopio que emplea una técnica óptica de imagen para incrementar el contrastey/o reconstruir imágenes tridimensionales utilizando un "pinhole" espacial (colimador de orificio delimitante) para eliminar
  • 39. la luz desenfocada o destellos de la lente en especímenes que son más gruesos que el plano focal. 1 El pinhole es una apertura localizada delante del fotomultiplicador que evita el pasaje de fluorescencia de las regiones de la muestra que no están en foco, la luz que proviene de regiones localizadas por encima o por debajo del plano focal no converge en el pinhole y no es detectada por el fotomultiplicador. Microscopio electrónico Es aquél que utiliza electrones en lugar de fotones o luz visible para formar imágenes de objetos diminutos. Los microscopios electrónicos permiten alcanzar ampliaciones hasta 5000 veces más potentes que los mejores microscopios ópticos, debido a que la longitud de onda de los electrones es mucho menor que la de los fotones "visibles" Microscopio de iones en campo Es un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. Su desarrollo en 1981 hizo ganar a sus inventores, GerdBinnig y Heinrich Rohrer (de IBM Zürich), el Premio Nobel de Física en 1986. Para un STM, se considera que una buena resolución es 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm de resolución de profundidad. Con esta resolución, los átomos individuales dentro de los materiales son rutinariamente visualizados y manipulados. Microscopio de sonda de barrido Es aquel que tiene el transmisor en la parte exequimal del lente (Objetivo 4x). Este microscopio electrónico utiliza una sonda que recorre la superficie del objeto a estudiar.
  • 40. Microscopio de fuerza atómica Es un instrumento mecano-óptico capaz de detectar fuerzas del orden de los nanonewtons. Al rastrear una muestra, es capaz de registrar continuamente su topografía mediante una sonda o punta afilada de forma piramidal o cónica. La sonda va acoplada a un listón o palanca microscópica muy flexible de sólo unos 200 µm. Microscopio virtual El estudio a distancia de las imágenes se puede denominar telehistología, telecitología o telepatología dinámica virtual dependiendo del tipo de información biológica. Mediante un microscopio virtual, una persona localizada en cualquier lugar del mundo controlará el área de estudio del preparado microscópico (lámina virtual), y analizará los tejidos o células en el aumento que desee con el simple uso del periféricos como el ratón con unos pocos clics y sin factores horarios intervinientes. CITOLOGÍA, TEORÍA CELULAR Definición de la célula.
  • 41. Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. 2 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o lasbacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (10 14 ), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores. Teoría celular: -Reseña histórica La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución de la materia viva sobre la base de células y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida. Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada: Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula. Anton Van Leeuwenhoek, usando microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la
  • 42. fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología. A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado “Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina”. Dos científicos alemanes, Theodor Schwann, histólogo y fisiólogo, y Jakob Schleiden, botánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839) . Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida". Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio: '"Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta". Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François VincentRaspail, «omniscellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por AugustWeismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica. TeodorSchuwann Mattiasscheileden
  • 43. La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva. Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906. Postulados 1. Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo. 2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, François VincentRaspail AugustWeismann
  • 44. que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida. 3. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omniscellula ex cellula ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos. 4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.
  • 45. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS CÉLULAS. Características generales de las células Caracteristicas funcionales Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo. Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular. Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denominaquimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.
  • 46. Células eucariotas y procariotas, estructura general (membrana, citoplasma y núcleo). CELULA EUCARIOTA Se denominan como eucariotas a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una doble capa lipídica: laenvoltura nuclear, además que tienen su material hereditario, fundamentalmente su información genética. Las células eucariotas son las que tienen núcleo definido (poseen núcleo verdadero) gracias a una membrana nuclear, al contrario que las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma), por lo cual es perceptible solo al microscopio electrónico. A los organismos formados por células eucariotas se les denomina eucariontes
  • 47. CELULA PROCARIOTA Se llama procariota a la células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide. 1 Por el contrario, las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula..
  • 48. Semejanzas y diferencias de las células Eucariotas y Procariotas Celula Eucariota Celula Procariota Semejanzas -Forman seres pluricelulares -Tiene nucleo -Gran Variedad de orgánulos Reproduccion por mitosis -Pared celular mas fina -Los organismos formados por estas células se llaman Eucariontes -Comprende Bacterias y cianobacterias -Son mas pequeñas q las Eucariotas -Carece de Reticuloendemoplasmatico -Forman seres, desde una solo celula -No tienen nucleo El citoplasma es muy sencillo y con Ribosomas -Reproduccion por división binaria -Distintos metabolismos -Los organismos formados por estas células son procariantes -Son células -Poseen membrana plasmática -Poseen pared celula -Poseen nucleoplasma -Se alimenta por endositosis. Diferencias
  • 49. REPRODUCCION CELULAR La Reproduccion celular es una parte muy importante del ciclo celular en la que una célula inicial se divide para formar células hijas.1 Gracias a la división celular se produce el crecimiento de los seres vivos. En los organismos pluricelulares este crecimiento se produce gracias al desarrollo de los tejidos y en los seres unicelulares mediante la reproducción vegetativa. Los seres pluricelulares reemplazan su dotación celular gracias a la división celular y suele estar asociada con ladiferenciación celular. En algunos animales la división celular se detiene en algún momento y las células acaban envejeciendo. Las células senescentes se deterioran y mueren debido al envejecimiento del cuerpo. Las células dejan de dividirse porque los telómeros se vuelven cada vez más cortos en cada división y no pueden proteger a los cromosomas como tal. Una teoría afirma que existe un momento en el que la célula comienza a crecer mucho, lo que hace que disminuya la proporción área/volumen. Cuando el área de lamembrana plasmática de la célula es mucho más pequeña en relación con el volumen total de ésta, se presentan dificultades en la reabsorción y en el transporte denutrientes, siendo así necesario que se produzca la división celular.
  • 50. MITOSIS En biología, la mitosis (del griego mitoss, hebra) es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucarióticas y que precede inmediatamente a la división celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico.1 Este tipo de división ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la partición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas. La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya que es propio de la división celular de los gametos. Produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidad genética. FASES DE LA MITOSIS Interfase: Durante la interfase, la célula se encuentra en estado basal de funcionamiento. Es cuando se lleva a cabo la replicación del ADN y la duplicación de los organelos para tener un duplicado de todo antes de dividirse. Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, en ésta, los centríolos y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles.
  • 51. Profase: Se produce en ella la condensación del material genético (ADN, que en interfase existe en forma de cromatina), para formar unas estructuras altamente organizadas, los cromosomas. Como el material genético se ha duplicado previamente durante la fase S de la Interfase, los cromosomas replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero por moléculas de cohesinas. Metafase :A medida que los microtúbulos encuentran y se anclan a los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los cromosomas se congregan en la "placa metafásica" o "plano ecuatorial", una línea imaginaria que es equidistante de los dos centrosomas que se encuentran en los 2 polos del huso. 11 Este alineamiento equilibrado en la línea media del huso se debe a las fuerzas iguales y opuestas que se generan por los cinetocoros hermanos Anafase :Cuando todos los cromosomas están correctamente anclados a los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula procede a entrar en anafase (del griego ανα que significa "arriba", "contra", "atrás" o "re-"). Es la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original. Telofase: La telofase (del griego τελος, que significa "finales") es la reversión de los procesos que tuvieron lugar durante la profase y prometafase. Durante la telofase, los microtúbulos no unidos a cinetocoros continúan alargándose, estirando aún más la célula. Los cromosomas hermanos se encuentran cada uno asociado a uno de los polos. La membrana nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos, utilizando fragmentos de la membrana nuclear de la célula original. Ambos juegos de cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos, se descondensan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está completa. Sucede una secuencia inmediata al terminar. IMPORTANCIA DE LA MITOSIS
  • 52. La importancia de la mitosis radica en su condición de reproducción celular por excelencia, característica de la inmensa mayoría de las formas de vida que actualmente pueblan la Tierra. En este punto, es fundamental recordar que el material genético de las células puede organizarse de dos modos distintos. Por un lado, los organismos procariontes se caracterizan por un cromosoma único que no presenta envoltura en un núcleo. Estas células (bacterias, algunas algas primitivas) se dividen por simple fisión. En cambio, los organismos eucariontes (vegetales, incluidas las demás algas, hongos, protistas, animales) conservan el material genético de sus células en una estructura subcelular denominada núcleo. En el interior nuclear, el ADN (ácido desoxirribonucleico) se encuentra ordenado y “empaquetado” en un número par de cromosomas. Durante la mitosis, el material genético contenido en el núcleo se ordena de modo tal que cada uno de los cromosomas es copiado por enzimas específicas para repartirse en partes iguales en cada una de las dos células hijas que surgirán de este proceso. Por lo tanto, la mitosis consiste en un mecanismo reproductivo durante el cual la totalidad del ADN de una célula eucarionte es copiado a sí mismo para dar lugar a nuevos elementos celulares. MEIOSIS Es una de las formas de la reproducción celular. Este proceso se realiza en las glándulas sexuales para la producción de gametos. Es un proceso de división celularen el cual una célula diploide (2n) experimenta dos divisiones sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploides (n). En los organismos con reproducción sexual tiene importancia ya que es el mecanismo por el que se producen los óvulos y espermatozoides (gametos). Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas primera y segunda división meiótica o simplemente meiosis I y meiosis II. Ambas comprenden profase, metafase, anafase y telofase. MEIOSIS I Profase I: Es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 subetapas, que son: Leptoteno La primera etapa de Profase I es la etapa delleptoteno, durante la cual los cromosomas individuales comienzan a condensar en filamentos largos dentro del núcleo. Cada cromosoma tiene un elemento axial, un armazón proteico que lo recorre a lo largo, y por el cual se ancla a la envuelta nuclear. A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominadoscromómeros. La masa cromática es 4c y es diploide 2n. Zigoteno Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar recombinados en toda su longitud. Esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce como bivalente o tétrada (nombre que prefieren los citogenetistas), donde los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homólogas. Producto de la sinapsis, se forma el complejo sinaptonémico (estructura observable solo con el microscopio electrónico).
  • 53. La disposición de los cromómeros a lo largo del cromosoma parece estar determinado genéticamente. Tal es así que incluso se utiliza la disposición de estos cromómeros para poder distinguir cada cromosoma durante la profase I meiótica. Además el eje proteico central pasa a formar los elementos laterales del complejo sinaptonémico, una estructura proteica con forma de escalera formada por dos elementos laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En el apareamiento entre homólogos también está implicada la secuencia de genes de cada cromosoma, lo cual evita el apareamiento entre cromosomas no homólogos. Durante el zigoteno concluye la replicación del ADN (2% restante) que recibe el nombre de zig-ADN. Paquiteno Una vez que los cromosomas homólogos están perfectamente apareados formando estructuras que se denominan bivalentes se produce el fenómeno de entrecruzamiento cromosómico (crossing-over) en el cual las cromátidas homólogas no hermanas intercambian material genético. La recombinación genética resultante hace aumentar en gran medida la variación genética entre la descendencia de progenitores que se reproducen por vía sexual. La recombinación genética está mediada por la aparición entre los dos homólogos de una estructura proteica de 90 nm de diámetro llamada nódulo de recombinación. En él se encuentran las enzimas que medían en el proceso de recombinación. Durante esta fase se produce una pequeña síntesis de ADN, que probablemente está relacionada con fenómenos de reparación de ADN ligados al proceso de recombinación. Diploteno Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden comenzar a observar las dos cromátidas de cada cromosoma. Además en este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre quiasmas. Cada quiasma se origina en un sitio de entrecruzamiento, lugar en el que anteriormente se rompieron dos cromatidas homólogas que intercambiaron material genético y se reunieron. En este punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de la formación de los óvulos humanos. Así, la línea germinal de los óvulos humanos sufre esta pausa hacia el séptimo mes del desarrollo embrionario y su proceso de meiosis no continuará hasta alcanzar la madurez sexual. A este estado de latencia se le denominadictioteno. Diacinesis Esta etapa apenas se distingue del diplonema. Podemos observar los cromosomas algo más condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear. Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo.
  • 54. Metafase I :El huso cromático aparece totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centromeros a los filamentos del huso. Anafase I :Los quiasmas se separan de forma uniforme. Los microtúbulos del huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda de proteínas motoras. Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma materno se dirige a un polo y el paterno al contrario. Por tanto el número de cromosomas maternos y paternos que haya a cada polo varía al azar en cada meiosis. Por ejemplo, para el caso de una especie 2n = 4 puede ocurrir que un polo tenga dos cromosomas maternos y el otro los dos paternos; o bien que cada polo tenga uno materno y otro paterno. Telofase I: Cada célula hija ahora tiene la mitad del número de cromosomas pero cada cromosoma consiste en un par de cromátidas. Los microtubulos que componen la red del huso mitótico desaparece, y una membrana nuclear nueva rodea cada sistema haploide. Los cromosomas se desenrollan nuevamente dentro de la carioteca (membrana nuclear). Ocurre la citocinesis (proceso paralelo en el que se separa la membrana celular en las células animales o la formación de esta en las células vegetales, finalizando con la creación de dos células hijas). Después suele ocurrir la intercinesis, parecido a una segunda interfase, pero no es una interfase verdadera, ya que no ocurre ninguna réplica
  • 55. del ADN. No es un proceso universal, ya que si no ocurre las células pasan directamente a la metafase II. Meiosis II La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromatidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de la recombinación. La meiosis II separa las cromatidas produciendo dos células hijas, cada una con 23 cromosomas (haploide), y cada cromosoma tiene solamente una cromatida. Profase II Profase Temprana Comienzan a desaparecer la envoltura nuclear y el nucleolo. Se hacen evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como cromosomas visibles. Profase Tardía II Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la célula. Metafase II Las fibras del huso se unen a los cinetocóros de los cromosomas. Éstos últimos se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromatides se disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la
  • 56. metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica). Esto no es siempre tan evidente en las células vivas. Anafase II Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego de cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la Anafase II las cromatidas, unidas a fibras del huso en sus cinetocóros, se separan y se desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase mitótica. Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma. Telofase II En la telofase II hay un miembro de cada par homologo en cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado. Se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis. Los acontecimientos de la profase se invierten al formarse de nuevo los nucleolos, y la división celular se completa cuando la citocinesis ha producidos dos células hijas. Las dos divisiones sucesivas producen cuatro núcleos haploide, cada uno con un cromosoma de cada tipo. Cada célula resultante haploide tiene una combinación de genes distinta. Esta variación genética tiene dos fuentes: 1.- Durante la meiosis, los cromosomas maternos y paternos se barajan, de modo que cada uno de cada par se distribuye al azar en los polos de la anafase I. 2.- Se intercambian segmentos de ADN. IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS La importancia de la meiosis reside en que se trata del recurso por el cual se producen las gametas que participan de la reproducción sexual.
  • 57. En efecto, las células somáticas habituales de todos los seres procariotas incluyen, en condiciones normales, material genético que se encuentra duplicado, aunque no redundante. Estas células se designan en forma convencional como diploides, lo cual suele simbolizarse como 2n. En el proceso de meiosis, las células participantes presentan dos divisiones celulares consecutivas, tras lo cual se producen cuatro elementos celulares que incluyen la mitad del material genético inicial. Estas células finales se llaman haploides y se denominan como 1n ó n por convención. En el contexto de la profase, los componentes de cada uno de los pares de cromosomas se emparejan para dar lugar a una recombinación de su contenido genético. En una etapa subsiguiente, conocida como metafase, los cromosomas resultantes de este fenómeno se ubican en un plano central, para luego migrar hacia los polos celulares en la etapa denominada anafase. Por consiguiente, cada una de las células originadas durante esta sucesión de etapas (conocidas en forma conjunta como meiosis I) cuenta con la mitad del genoma de la célula original. En la posterior meiosis II, estas células haploides se dividen para dar lugar a nuevos elementos celulares, cuya maduración final dará lugar a óvulos y espermatozoides. Además de asegurar la reproducción sexual, la importancia de la meiosis consiste en asegurar la variabilidad genética, dado que el proceso de recombinación del contenido genético permite que los descendientes originados a partir de las gametas conserven gran parte de las características de sus ancestros, pero dando al nuevo individuo un perfil absolutamente único y distintivo. A diferencia de la natural partenogénesis o de la artificial clonación, en la cual la reproducción surge de una nueva mitosis, la meiosis produce ejemplares realmente diferentes a sus padres, abriendo la posibilidad de nuevas adaptaciones y relaciones con el entorno biológico y, en el caso de los seres humanos, del ambiente psicológico y social. DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS 1- La MITOSIS o Cariocinesis se produce en células Somáticas o formadoras del cuerpo. La MEIOSIS se produce en células Sexuales, germinales o gametas (Espermatozoide y óvulo) 2- En la MITOSIS, por cada célula madre diploide (2n) se originan 2 células hijas diploides (2n) con la misma cantidad o juego cromosómico que la célula madre, en cambio, la MEIOSIS por cada célula madre diploide se originan 4 células hijas Haploides (n) con la mitad del juego cromosómico que la célula progenitora. 3- La MITOSIS es un proceso de división celular corto (dura horas) en cambio, la MEIOSIS es un proceso largo, puede llevar días, meses o años. 4- En la MITOSIS cada ciclo de duplicación del ADN es seguido por uno de división, las células hijas tienen un número Diploide de cromosomas y la misma cantidad de ADN que la célula madre, en cambio, en la MEIOSIS cada ciclo de duplicación del ADN es seguido por 2 divisiones (Meiosis I o Reduccional y Meiosis II o ecuacional), y las 4 células hijas Haploides resultantes contienen la mitad de la cantidad de ADN. 5- En la MITOSIS la síntesis del ADN se produce en el período S (síntesis) que es seguido por G2 (gaps) antes de la división, en la MEIOSIS hay una Síntesis Premiótica de ADN que es mucho mas larga que en la Mitosis, la fase G2 es corta o falta. 6- En la MITOSIS cada cromosoma se comporta en forma independiente, en la MEIOSIS los cromosomas homólogos están relacionados entre si (apareamiento) por Crossing-Over en la profase I. 7- En la MITOSIS el material cromosómico permanece constante salvo que existen mutaciones o aberraciones cromosómicas, en cambio, en la MEIOSIS ocurre variabilidad genética (pronúcleos haploides en óvulo y espermatozoides), por eso una de las consecuencias genéticas mas importantes durante la Fecundación es la Reconstitución del Núcleo Diploide de la célula Huevo o
  • 58. Cigoto". 8- Los cromosomas de las células obtenidos por MEIOSIS tienen información de ambos progenitores, e cambio en la MITOSIS, los cromosomas de las Células obtenidas tienen información de un solo individuo. 9- En la MITOSIS el sobrecruzamiento es entre cromátidas hermanas y en la MEIOSIS entre cromátidas no hermanas de cromosomas Homólogos. 10- La MITOSIS puede ocurrir en células haploides o diploides, mientras que la MEIOSIS ocurre solamente en células con un número diploide de cromosomas (para producir células haploides).
  • 59. TEJIDOS En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, con sus respectivosorganoides iguales (o con pocas desigualdades entre células diferenciadas), dos regularmente, con un comportamientofisiológico coordinado y un origen embrionario común. Se llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos. Muchas palabras del lenguaje común, como pulpa, carne o ternilla, designan materiales biológicos en los que un tejido determinado es el constituyente único o predominante; los ejemplos anteriores se corresponderían respectivamente conparénquima, tejido muscular o tejido cartilaginoso. Sólo algunas estirpes han logrado desarrollar la pluricelularidad en el curso de la evolución, y de éstas en sólo dos se reconoce unicamemente la existencia de tejidos, a saber, las plantas vasculares, y los animales (o metazoos). En general se admite también que hay verdaderos tejidos en las algas pardas. Dentro de cada uno de estos grupos, los tejidos son esencialmente homólogos, pero son diferentes de un grupo a otro y su estudio y descripción es independiente. CLASES DE TEJIDO ANIMAL Los tejidos de los animales se dividen en cuatro clases: epitelial, conectivo, muscular y nervioso. Los dos primeros son poco especializados, a diferencia de los segundos que se caracterizan por su gran especialización. Cabe señalar
  • 60. que estas cuatro clases de tejidos están interrelacionados entre sí, formando los diversos órganos y sistemas de los individuos. 1. TEJIDO EPITELIAL Las células de este tejido forman capas continuas, casi sin sustancias intercelulares. Se encuentra formando la epidermis, las vías que conectan con el exterior (tractos digestivo, respiratorio y urogenital), la capa interna de los vasos linfáticos y sanguíneos (arterias, venas y capilares) y las cavidades internas del organismo. Las células del tejido epitelial tienen formas plana, prismáticas y poliédricas, de dimensiones variables. Casi todos los epitelios contactan con el tejido conjuntivo. Las funciones del tejido epitelial son: -Revestimiento externo (piel) -Revestimiento interno (epitelio respiratorio, del intestino, etc.) -Protección (barrera mecánica contra gérmenes y traumas) -Absorción (epitelio intestinal) -Secreción (epitelio de las diversas glándulas)
  • 61. 2. TEJIDO CONJUNTIVO Es un tejido que se caracteriza por presentar células de formas variadas, que sintetizan un material que las separa entre sí. Este material extracelular está formado por fibras conjuntivas (colágenas, elásticas y reticulares) y por una matriz traslúcida de diferente viscosidad llamada sustancia fundamental. Las diferentes características de esta sustancia fundamental del tejido conjuntivo dan lugar a otros tejidos: tejido conectivo (o conjuntivo propiamente dicho), tejido adiposo, tejido cartilaginoso, tejido óseo y tejido sanguíneo. -TEJIDO CONECTIVO: se distribuye ampliamente por todo el organismo, ubicándose debajo de la epidermis (dermis), en las submucosas y rellenando los espacios vacíos que hay entre los órganos. Cumple funciones de protección, de sostén, de defensa, de nutrición y reparación.
  • 62. -TEJIDO ADIPOSO: sus células se denominan adipocitos y están especializadas para acumular grasa como triglicéridos. Carecen de sustancia fundamental. Los adipocitos se acumulan en la capa subcutánea de la piel y actúan como aislantes del frío y del calor. Cumplen funciones estructurales, de reserva y de protección contra traumas. -TEJIDO CARTILAGINOSO: formado por células (condrocitos) que se distribuyen en las superficies de las articulaciones, en las vías respiratorias (cartílagos nasales, laringe) y en los cartílagos de las costillas. Los condrocitos tienen forma variable y están separados por abundante sustancia
  • 63. fundamental muy viscosa, flexible y resistente. La función del tejido cartilaginoso es de soporte y sostén. -TEJIDO ÓSEO: formado por osteocitos de forma aplanada, rodeados de una sustancia fundamental calcificada, constituida por sales de calcio y de fósforo que imposibilitan la difusión de nutrientes hacia las células óseas. Por lo tanto, los osteocitos se nutren a través de canalículos rodeados por la sustancia fundamental, que adopta forma de laminillas de fibras colágenas. El tejido óseo es muy rígido y resistente, siendo su principal función la protección de órganos vitales (cráneo y tórax). También brinda apoyo a la musculatura y aloja y protege a la médula ósea, presente en los huesos largos del esqueleto (fémur, tibia, radio, etc.). -TEJIDO SANGUÍNEO: formado por los glóbulos rojos (eritrocitos), los glóbulos blancos (leucocitos), las plaquetas y por una sustancia líquida llamada plasma. La sangre permite que el organismo animal mantenga el equilibrio fisiológico (homeostasis), fundamental para los procesos vitales. Sus funciones son el transporte hacia todas las células de nutrientes, oxígeno, dióxido de carbono, hormonas, enzimas, vitaminas y productos de desecho. Los eritrocitos contienen hemoglobina en su interior, lo que le da su coloración rojiza. Transportan oxígeno hacia las células y eliminan dióxido de carbono al exterior. Los glóbulos rojos de mamíferos tienen forma de disco bicóncavo y carecen de núcleo. Otros animales, como algunas aves, tienen eritrocitos nucleados y de forma ovalada. Los leucocitos tienen por función proteger al organismo de gérmenes patógenos y cuerpos extraños. Hay glóbulos blancos denominados polimorfonucleares, ya que poseen núcleos de distintas formas. Actúan en reacciones inflamatorias y son los neutrófilos, eosinófilos y basófilos. Aquellos leucocitos con núcleos redondeados y funciones específicas son los linfocitos y monocitos. Las plaquetas son restos de fragmentos celulares provenientes de la médula ósea. Intervienen en la coagulación de la sangre. El pasma es la parte líquida del tejido sanguíneo por donde se vehiculizan los
  • 64. glóbulos rojos, los blancos y las plaquetas. Está formado por agua, albúminas y globulinas (proteínas), hormonas, enzimas, vitaminas, glucosa, lípidos, aminoácidos y electrolitos (sodio, potasio, cloruros, fosfatos, calcio, bicarbonatos, etc.) 3. TEJIDO MUSCULAR Las células del tejido muscular se denominan fibras musculares. Son células muy largas compuestas por estructuras contráctiles llamadas miofibrillas. Estas miofibrillas aseguran los movimientos del cuerpo. De acuerdo a la forma y al tipo de contracción, los músculos pueden ser estriados, lisos y cardíacos. -Músculo estriado: Las fibras musculares son cilíndricas y alargadas, poseen numerosos núcleos y bandas transversales que el dan un aspecto estriado. Tienen la facultad de contraerse de manera rápida y precisa mediante un control voluntario. Las células estriadas se ubican en los músculos del esqueleto. -Músculo liso: de forma alargada, contienen un solo núcleo, se disponen en capas y carecen de estrías transversales. Se unen entre sí a través de una fina red de fibras reticulares. Sus contracciones son mucho más lentas que las que
  • 65. ejercen los músculos estriados y no tienen una acción voluntaria. Las miofibrillas lisas están ubicadas en las paredes de los capilares sanguíneos y en las paredes del tracto digestivo. -Músculo cardíaco: es similar a la fibra muscular esquelética, con aspecto alargado y estriaciones transversales, pero contiene un o dos núcleos centrales. El músculo cardíaco tiene una contracción involuntaria y se halla en las paredes del corazón. 4. TEJIDO NERVIOSO Está formado por células nerviosas (neuronas) y por células de la glia (neuroglia). -Neuronas: tienen forma estrellada con muchas prolongaciones llamadas dendritas, que son cortas prolongaciones citoplasmáticas. Además, contienen una larga prolongación del cuerpo neuronal denominado axón, cubierta por células de Schwann. La principal función de las neuronas es comunicarse en forma precisa, rápida y a una larga distancia con otras células nerviosas, glandulares o musculares mediante señales eléctricas llamadas impulsos nerviosos. Hay tres tipos de neuronas. Las neuronas sensitivas reciben el impulso originado en las células receptoras. Las neuronas motoras
  • 66. transmiten el impulso recibido al órgano efector. Las neuronas asociativas vinculan la actividad de las neuronas sensitivas y motoras. Las neuronas tienen capacidad de regenerarse, aunque de manera extremadamente lenta. -Células de la glia: su función es proteger y brindar nutrientes a las neuronas. Forma la sustancia de sostén de los centros nerviosos y está compuesta por una fina red que contiene células ramificadas. Tejidos vegetales Estos tejidos se pueden clasificar en dos grupos según el grado de especialización y organización de las células: Tejidos meristemáticos o de crecimiento: éstos tejidos se forman por células que son capaces de dividirse continuamente, originandose tejidos diferentes y permitiendo así el crecimiento de las plantas. Según el sitio donde se encuentre, el tejido meristemático puede ser:
  • 67. Meristemo apical: se encuentra en los extremos del tallo o ramas de las plantas y permite su crecimiento hacia arriba y a los lados. Meristemo radial: se encuentra en el extremo de la raíz, que permite que creca hacia abajo. Cambium: éste tejido se encuentra situado en el interior del tallo, y permite el crecimiento en grosor de las plantas. 2. Tejidos permanentes o adultos: se forman a partir de la división de las células de los tejidos meristemáticos. Las células de éstos tejidos pierden su capacidad de división, crecen hasta alcanzar su tamaño definitivo y se especializan o se transforman en los tejidos de las plantas adultas. Según la función que desempeñan, pueden ser: Los tejidos protectores o epidérmicos: éstos tejidos cubren la superficie externa de las plantas, y las protegen contra las lesiones mecánicas, el ataque de otros organismos, la pérdida de agua y las variaciones de temperatura. El tejido protector es muy grueso y se denomina súber o corcho, en laa raíces y tallos viejos. Los tejidos fundamentales: son los que más abundan en las plantas, y sirven para sostener, soportar, producir alimentos, entre otros... Se pueden diferenciar tres clases: parénquima, esclerénquima y colénquima. Los tejidos conductores: se encuentran formados por células tubulares alargadas, las cuales transportan la savia por todo el cuerpo de la planta por medio de una red de tubos o vasos conductores. Existen dos clases de tejidos conductores: tejido leñoso o xilema y tejido liberiano o floema.
  • 68.
  • 69. BASES QUIMICAS PARA LA VIDA CARBOHIDRATOS Un carbohidrato es un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno, y oxígeno con un porcentaje de cerca de dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono. El carbono mas simple es un tipo de azúcar llamadomonosacárido. Ejemplos comunes de estos son los ísomeros, laglucosa y fructosa. Dos moléculas de monosacaridos pueden unirse para formar un disacárido, es decir, un carbohidrato de dos azucares. Cuando la glucosa y la fructosa se combinan en una reacción de condensación, se forma una molécula de sacarosa. Lasacarosa es el azúcar más común. Las moléculas más grandes de carbohidratos son lospolisacáridos, polímeros compuestos de muchas unidades de monosacáridos. El almidón, la celulosa y el glucógeno son ejemplos de polisacáridos. Los almidones, son cadenas muy ramificadas de unidades de glucosa, como almacenamiento de alimentos. Los
  • 70. animales almacenan alimento en forma deglucógeno, otro polímero de la glucosa similar al almidón, pero mucho más ramificado. FUNCIONES Energética o de Reserva: el glúcido más importante es la glucosa. Se puede considerar como la molécula energética esencial. Algunos polisacáridos actúan como moléculas de reserva de energía: almidón, y glucógeno. Estructural: entre los glúcidos más importante de función estructural más importante podemos citar: celulosa (pared de la célula vegetal), quitina (exoesqueleto de los artrópodos, etc.). MONOSACÁRIDOS *Son glúcidos sencillos, a veces se les denomina azúcares por su sabor dulce y carbohidratos por contener el H y el O en la misma proporción que el agua. Su formula general es CnH2nOn, siendo n un número de C (de 3 a 8 átomos de C). *Se nombran añadiendo la terminación OSA al prefijo que determina el número de C de la cadena:
  • 71. - 3C →Triosa - 4C →Tetrosa - 5C →Pentosas - 6C →Hexosas - 7C →Heptosas Y según la función aldehído o cetona serán: - Aldehído (-CHO): aldosas. - Cetona (=CO): Cetosas. PROPIEDADES Son sólidos, blancos y cristalinos. Hidrosolubles Dulces Son reductores *Los monosacáridos tiene carácter reductor, debido a que su grupo funcional =CO (carbonilo) es susceptible de oxidarse y formar un ácido orgánico o carboxilo (-COOH).
  • 72. *Una sustancia es reductora si es capaz de reducir a otras, en consecuencia ella se oxida. DISACÁRIDOS Compuestos formadas por la unión de dos monosaridos mediante un enlace llamado enlace glucosídico. PROPIEDADES Son cristalizables Generalmente dulces Solubles Se desdoblan en monosacáridos Algunos mantiene su poder reductor POLISACARIDOS Se forman por la unión de miles de unidades de monosacáridos (principalmente glucosas) estableciendo enlaces glucosídicos entre ellos, y perdiendo en este proceso el poder reductor, la solubilidad, la cristalización y el sabor dulce. Son de elevado peso molecular.
  • 73. PROPIEDADES No son dulces No poseen carácter reductor Pueden tener función estructural o energética PROTEINAS Las proteínas son esenciales para toda la vida. Ellas construyen estructuras y llevan acabo el metabolismo de la célula. Unaproteína es un polímero grande complejo compuesto de carbono, hidrogeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunas ocasiones, azufre. Lasunidades básicas de las proteínas se llaman aminoácidos. Hay veinte aminoácidos comunes. Dado que hay veinte unidades básicas, las proteínas pueden tomar una gran variedad de formas y tamaños. De hecho, las proteínas varían en estructura más que cualquier otro tipo de moléculas orgánicas. Las proteínas tienen múltiples funciones biológicas: estructural, energética, trasporte, hormonal, regulación del pH, etc. Una de tales funciones es imprescindibles: la función biocatalizadores de las enzimas.
  • 74. *AMINOACIDOS: Estas unidades son moléculas mixtas ya que tiene dos grupos funcionales: amino (-NH2) y ácido carboxílico (-COOH). En su estructura encontramos un carbono α, ubicado entre los dos grupos funcionales, además se observa un grupo distintivo representado por la letra “R” el cual esta enlazado al carbono α: NH2-CH-COOH | R Los aminoácidos tienen que unirse entre sí con un enlace llamado peptídico y formando una cadena llamada polipeptídica. ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS Estructura Primaria Es la secuencia de aminoácidos de la proteína, es decir el número, tipo y orden de colocación de sus aminoácidos. Estructura lineal, no presenta ramificaciones. Estructura Secundaria La cadena se pliega mediante enlaces de hidrógeno, obteniéndose enrollamientos espirales (α-hélice) o láminas plegadas (ß-láminas). Estructura Nuevos plegamientos que le dan arquitectura tridimensional. También conformación filamentosa,
  • 75. Terciaria formándose proteínas insolubles de función estructural, como p.ej. la queratina o conformación globular, formando proteínas solubles con función dinámica, p.ej las enzimas. Estructura Cuaternaria Se aplica sólo a proteínas constituidas por dos o más cadenas polipeptídicas y se refiere a la disposición espacial de esas cadenas y a la disposición espacial de esas cadenas y a los enlaces que se establecen entre ellas. Las proteínas pueden inactivarse mediante calor, cambios de pH, agitación, perdiendo su estructura 2ª, 3ª ó 4ª (no los enlaces peptídicos que se rompen mediante hidrólisis), lo que se llama desnaturalización que puede ser reversible o irreversible. PROPIEDADES 1. Actividad óptica, poseen diferente ubicación del grupo amino. 2. Ácido-Base, es una sustancia que puede comportarse como ácido o como base. 3. Especificidad, lo que quiere decir que cada especie, incluso los individuos de la misma especie, tiene proteínas distintas que realizan la misma función. Tipos de Proteínas: · Proteínas de trasporte: situadas en la membrana plasmática. · Proteínas nutritivas: configuran nuestro organismo.
  • 76. · Proteínas estructurales: configuran nuestro organismo. · Proteínas de defensa: participan en el sistema inmune. · Proteínas reguladoras: hormonas. · Proteínas contráctiles: situadas en los músculos. LIPIDOS Los lípidos son compuestos orgánicos que tienen una gran proporción de uniones de C-H y menos oxígeno que los carbohidratos. A los lípidos comúnmente se les conoce como grasas o aceites. Ellos son insolubles en agua por que sus moléculas son no polares, y por consiguiente, no son atraídas por las moléculas de agua. Las células utilizan lípidos para almacenar a largo plazo la energía, como aislantes y cubiertas protectoras. De hecho, los lípidos son los principales componentes de las membranas que rodean todas las células vivientes. El tipo más común de lípido, consiste en tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol. Ejemplo de una molécula de glicerol: H |
  • 77. H-C-OH | H-C-OH | H-C-OH | H PROPIEDADES: No se disuelven en agua, formando estructuras denominadas micelas. Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como cloroformo, benceno, aguarrás o acetona. Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella. Son untosos al tacto. LOS ÁCIDOS GRASOS Los ácidos grasos son moléculas formadas por cadenas de carbono que poseen un grupo carboxilo (COOH) como grupo funcional. El número de carbonos habitualmente es de número par. Los tipos de ácidos grasos más abundantes en la Naturaleza están formados por cadenas de 16 a 22 átomos de carbono.
  • 78. La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la molécula no presenta polaridad (apolar) y es una estructura hidrófoba (repelente al agua). Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en agua. Los ácidos grasos se clasifican en saturados e insaturados: Saturados Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples, con la misma distancia entre ellos (1,54 Å) y el mismo ángulo (110º). Esta circunstancia permite la unión entre varias moléculas mediante fuerzas de Van der Waals. Cuanto mayor sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad de formación de estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido. Ejemplo: Ácido Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH · Insaturados En ellos pueden aparecer enlaces dobles o triples entre los carbonos de la cadena. La distancia entre los carbonos no es la misma que la que hay en los demás enlaces de la molécula, ni tampoco los ángulos de enlace (123º para enlace doble, 110º para enlace simple). Esto origina que las moléculas tengan
  • 79. más problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre ellas. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos insaturados suelen encontrarse en estado líquido. Ejemplo: Ácido Palmitoleico: CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)7-COOH Los ácidos grasos forman parte de otros compuestos lipídicos. Todos aquellos lípidos que tienen ácidos grasos en su estructura tienen la capacidad de realizar la reacción desaponificación, y por ello se llaman lípidos saponificables. Reacción de Saponificación Cuando un ácido graso se une a una base fuerte se forma un jabón, con parte polar, que se mezcla con el agua, y parte apolar, insoluble en agua. Es una molécula anfipática. ACIL-GLICÉRIDOS
  • 80. Los acil-glicéridos están formados por ácidos grasos, por lo que son lípidos saponificables. Son moléculas formadas por la unión de uno, dos o tres ácidos grasos, con una glicerina. La unión se da entre los grupos -OH de cada molécula. Se libera una molécula de agua. El enlace recibe el nombre de éster. Si la glicerina se une a un ácido graso, se forma unmonoacilglicérido. Si se une a dos ácidos grasos se forma undiacilglicérido. Si se une a tres ácidos grasos se forma untriacilglicérido o, simplemente, triglicérido. Los ácidos grasos se clasifican atendiendo al estado que presentan a temperatura ambiente. Los sólidos se denominan sebos, y están formados por ácidos grasossaturados. Los líquidos se llaman aceites, y están formados por ácidos grasos insaturados y saturados. Funciones de los acil-glicéridos La importancia de los acil-glicéridos radica en que: Actúan como combustible energético. Son moléculas muy reducidas que, al oxidarse totalmente, liberan mucha energía Funcionan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso. Comparada con los glúcidos, su combustión produce más del doble de energía. Los animales utilizan los lípidos como reserva energética para poder desplazarse mejor.
  • 81. Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo. Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y, por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento ORIGEN DE LA VIDA EN EL UNIVERSO Origen del Universo - Teísmo versus Ateísmo En general,elteísmoatribuye elorigen deluniverso a alguna especie de Diseñador inteligente,trascendente. Losateístasse imaginan un proceso naturalno dirigido, porel cual universosseoriginan espontáneamente. Antesdelsiglo XX, lamayoría de losateístas creían que eluniversoera eterno. Sin embargo, esto cambió amedida quedescubrimientos a través delsiglo XX hicieronesta idea insostenible. La teoría de la gravedad de Einstein (la cualha sido validadacompletamente atravésde extensiva confirmación experimental) ylas observaciones astronómicasdel Hubble descartanun universo eterno. Ahora sabemosmásallá de laduda razonable que eluniversocomenzó durante ciertopunto de un pasado finito. Ahora entendemos que haysólo dosopciones legítimaspara elorigendeluniverso:(1)Alguien hizo el universo (Diseño Inteligente), o(2)El universo se hizo a símismo (Casualidad, alazar).La tercera opción, eluniverso siempre ha estado allí, no esya másuna alternativa viable --contradice la ciencia empírica. Ninguna otra teoría científica plausible para elorigen deluniversoha sido propuesta hasta ahora.Las implicaciones de variosdescubrimientos del siglo XX han puesto a losateístas en una posiciónembarazosa. La lógica ahora requiere que identifiquen un mecanismo incontrolado, porelcualeluniverso pudo haberse iniciado, diseñado, creado ydesarrollado a sí mismo sin un DiseñadorInteligente. De lo contrario, la honestidad intelectualrequiere la necesidad de un CreadorDios. Origendel Universo- La Teoría del Big Bang De estamanera comenzó elesfuerzo para proponerunmecanismo ateísta para elorigen deluniverso. Entra la Teoría delBigBang yla Evolución de Darwin. La Teoría original delBig Bangbusca explicar la aparición súbita deltodo desde la nada,mientrasque la Evolución de
  • 82. Darwinbusca explicarel origen de formasde vida complejas desde sussupuestos ancestros mássimples.La premisa delBig Bang es que eluniversoentero estaba compactado en una minúscula pelotita,la cual, despuésde originarse porazar, sin ninguna razón aparente para empezar, explotó por todoel espacio, tiempo, materia yenergía, en un instante. Sí,esa es la teoría. No requiere Ph.D. Origen del Universo - La Teoría de la Inflación del Universo LaTeoríadelBigBangproveyó una explicación ateísta para elorigen deluniverso, pero su obviasimplicidadfueobjeto demúltiplesataques. Como resultado, la teoría original no esya más laexplicación científica para elorigen ateísta deluniverso. Mientras que laTeoríaoriginaldel BigBangestá "muerta" ahora, de suscenizashanemergido las variadasTeorías Inflacionarias delUniverso (TIU). Comenzando con Alan Guth a finales de los90 ( ElUniversoInflacionario:LaBúsqueda de una Nueva Teoría de Orígenes Cósmicos), la comunidad científica ha propuestoahora aproximadamente 50 variantes de TIU. Los científicos esperan que una de las actuales TIU engendre una reconstrucción exacta del nacimiento del universo, aunque es conocidouniversalmente que todas las actuales TIU tienen sus problemas. Parece que la única manera deobtener cálculos realistas que igualen un modelo TIU es hacer suposiciones que estén pobremente justificadas. Origendel Universo-Problemas Post "Bang" LasTIUno son esencialmente un mejor intento de explicarelorigen deluniverso sin Dios que elBigBang. Lasdiferencias primariasentre lasTIU y la Teoría originaldelBigBangson realmenteexplicacionespre-bang. ¿Qué pasó justo antes de laexplosión? ¿Qué pasó durante elprimermilisegundo de la explosión? Porejemplo:Algunasde lasTIUhan incluido un concepto llamado la'era de inflación'para explicareldinámico primermilisegundo despuésdel Bang. Sin embargo, lapremisa básica de todasestas variantesde la teoría es la misma --el universo estaba compactado
  • 83. AGUA La Contaminación del Agua Los principales contaminantes del agua son los siguientes: Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua). Agentes infecciosos. Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables. Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos. Petróleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales. Minerales inorgánicos y compuestos químicos. Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos. Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos. El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen. 3. Efectos de la contaminación del agua Los efectos de la contaminación del agua incluyen los que afectan a la salud humana. La presencia de nitratos (sales del ácido nítrico) en el agua potable puede producir una enfermedad infantil que en ocasiones es mortal. El cadmio presente en los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las cosechas; de ser ingerido en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así como lesiones en el hígado y los riñones. Hace tiempo que se conoce o se sospecha de la peligrosidad de sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico y el plomo. Los lagos son especialmente vulnerables a la contaminación. Hay un problema, la eutrofización, que se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo pueden ser los responsables. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor, y un cúmulo de algas o verdín desagradable a la vista, así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato de calcio en las aguas duras. Otro problema cada vez más preocupante es la lluvia ácida, que ha dejado muchos lagos del norte y el este de Europa y del noreste de Norteamérica totalmente desprovistos de vida. 4. Fuentes y control Las principales fuentes de contaminación acuática pueden clasificarse como urbanas, industriales y agrícolas: La contaminación urbana está formada por las aguas residuales de los hogares y los establecimientos comerciales. Durante muchos años, el principal objetivo de la eliminación de residuos urbanos fue tan sólo reducir su contenido en materias que demandan oxígeno, sólidos en suspensión, compuestos inorgánicos disueltos (en especial compuestos de fósforo y nitrógeno) y bacterias dañinas. En los últimos años, por el contrario, se ha hecho más hincapié en mejorar los medios de eliminación de los residuos sólidos producidos por los procesos de depuración. Los principales métodos de tratamiento de las aguas residuales urbanas tienen tres fases: el tratamiento primario, que incluye la eliminación de arenillas, la filtración, el molido, la floculación (agregación de los sólidos) y la sedimentación; el tratamiento secundario, que implica la oxidación de la materia orgánica disuelta por medio de lodo biológicamente activo, que seguidamente es filtrado; y el tratamiento terciario, en el que se emplean métodos biológicos avanzados para la eliminación del nitrógeno, y métodos físicos y químicos, tales como la filtración granular y la adsorción por carbono activado. La
  • 84. manipulación y eliminación de los residuos sólidos representa entre un 25 y un 50% del capital y los costes operativos de una planta depuradora. Las características de las aguas residuales industriales pueden diferir mucho tanto dentro como entre las empresas. El impacto de los vertidos industriales depende no sólo de sus características comunes, como la demanda bioquímica de oxígeno, sino también de su contenido en sustancias orgánicas e inorgánicas específicas. Hay tres opciones (que no son mutuamente excluyentes) para controlar los vertidos industriales. El control puede tener lugar allí donde se generan dentro de la planta; las aguas pueden tratarse previamente y descargarse en el sistema de depuración urbana; o pueden depurarse por completo en la planta y ser reutilizadas o vertidas sin más en corrientes o masas de agua. La agricultura, la ganadería comercial y las granjas avícolas, son la fuente de muchos contaminantes orgánicos e inorgánicos de las aguas superficiales y subterráneas. Estos contaminantes incluyen tanto sedimentos procedentes de la erosión de las tierras de cultivo como compuestos de fósforo y nitrógeno que, en parte, proceden de los residuos animales y los fertilizantes comerciales. Los residuos animales tienen un alto contenido en nitrógeno, fósforo y materia consumidora de oxígeno, y a menudo albergan organismos patógenos. Los residuos de los criaderos industriales se eliminan en tierra por contención, por lo que el principal peligro que representan es el de la filtración y las escorrentías. Las medidas de control pueden incluir el uso de depósitos de sedimentación para líquidos, el tratamiento biológico limitado en lagunas aeróbicas o anaeróbicas, y toda una serie de métodos adicionales. 5. Contaminación marina Los vertidos que llegan directamente al mar contienen sustancias tóxicas que los organismos marinos absorben de forma inmediata. Además forman importantes depósitos en los ríos que suponen a su vez un desarrollo enorme de nuevos elementos contaminantes y un crecimiento excesivo de organismos indeseables. Estos depósitos proceden de las estaciones depuradoras, de los residuos de dragados (especialmente en los puertos y estuarios), de las graveras, de los áridos, así como de una gran variedad de sustancias tóxicas orgánicas y químicas. Vertidos de petróleo (mareas negras) Las descargas accidentales y a gran escala de petróleo líquido son una importante causa de contaminación de las costas. Los casos más espectaculares de contaminación por crudos suelen estar a cargo de los superpetroleros empleados para transportarlos, pero hay otros muchos barcos que vierten también petróleo, y la explotación de las plataformas petrolíferas marinas supone también una importante aportación de vertidos. Se estima que de cada millón de toneladas de crudo embarcadas se vierte una tonelada. Entre las mayores mareas negras registradas hasta el momento se encuentran la producida por el petrolero Amoco Cádiz frente a las costas francesas en 1978 (1,6 millones de barriles de crudo) y la producida por el pozo petrolífero Ixtoc I en el golfo de México en 1979 (3,3 millones de barriles). El vertido de 240.000 barriles por el petrolero Exxon Valdez en el Prince William Sound, en el golfo de Alaska, en marzo de 1989, produjo, en el plazo de una semana, una marea negra de 6.700 km2, que puso en peligro la vida silvestre y las pesquerías de toda el área. Por el contrario, los 680.000 barriles vertidos por el Braer frente a la costa de las islas Shetland en enero de 1993 se dispersaron en pocos días por acción de las olas propias de unas tormentas excepcionalmente fuertes. Los vertidos de petróleo acaecidos en el golfo Pérsico en 1983, durante el conflicto Irán-Irak, y en 1991, durante la Guerra del Golfo, en los que se liberaron hasta 8 millones de barriles de crudo, produjeron enormes daños en toda la zona, sobre todo por lo que se refiere a la vida marina.