Guía estudio Biología I examenes Recuperación

Guía de estudio para presentar
exámenes de Recuperación y
Acreditación Especial
Julio de 2005

Biología I
iii
ÍNDICE
Pág.
PRESENTACIÓN
PRÓLOGO
UNIDAD I CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
1.1 Introducción a la Biología ………………..……….………………………………...
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ………………………………………………………...……
1.2 Niveles de organización …………………………………..…………………….…
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………...
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
1.3 Características distintivas de los seres vivos …………………………………..
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
1.4 Composición química de los seres vivos …………………………………………
EJERCICIOS ……………………………………...………………………………………....
1.5 Teorías sobre el origen de la vida …………………………………………………..
EJERCICIOS ……………………………………...………………………………………....
AUTOEVALUACIÓN ……………………………………………………………………….
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………...
UNIDAD II BIOLOGÍA CELULAR
2.1 La célula ……………………………..……….……………………………..…………..
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
2.2 Estructura y función celular .……………………………………………………....
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
2.3 Metabolismo celular ………………………………………………………………….
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
AUTOEVALUACIÓN ………………………………………………………………………..
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………....
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Biología I
iv
Pág.
UNIDAD III DIVERSIDAD BIOLÓGICA
3.1 Introducción a la diversidad biológica ...…………………………………………
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
3.2 Virus ………………………….………………………………………………………….
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
3.3 Bacteria y Archea …………….……………………………………………………..
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
3.4 Composición química de los seres vivos ….……………………………………..
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
AUTOEVALUACIÓN ………………………………………………………………………..
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………….
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………………………………………………
SUGERENCIAS PARA PRESENTAR EXÁMENES DE RECUPERACIÓN O
ACREDITACIÓN ESPECIAL ……………………………………………………………….
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Biología I
v
PRESENTACIÓN
Permítenos felicitarte cordialmente por estar leyendo esta guía, ya que es una muestra de tu interés y
decisión de explorar y utilizar los materiales que te ofrece el Colegio de Bachilleres para prepararte
adecuadamente antes de presentar un examen de Recuperación o Acreditación Especial.
Esta guía que constituye un trabajo realizado por profesores del Colegio de Bachilleres, del plantel 17
“Huayamilpas-Pedregal”, que con base en su experiencia docente y en el conocimiento del programa de
estudios de la Reforma Curricular 2003, se fijaron el propósito de colaborar contigo en varias formas:
Especificando los temas y aprendizajes sobre los que serás evaluado en un examen
extraordinario.
Elaborando síntesis de cada tema para apoyarte en tu estudio.
Elaborando preguntas, similares a las que encontrarás en los exámenes extraordinarios, para
que también te ejercites en la solución de estos tipos de reactivos y te autoevalúes.
Planteando sugerencias y recomendaciones para apoyar tu preparación adecuada para el
examen.
¿Qué ventajas obtendrás al resolver la Guía?
1. Tendrás un material de estudio sencillo y concreto que te permitirá prepararte adecuadamente en
un lapso corto de tiempo.
2. Estudiarás todos los temas del programa de asignatura, en los que serás evaluado.
3. Podrás autoevaluarte para saber si estas preparado para presentar con éxito tu examen de
Recuperación o Acreditación Especial, o saber qué temas deberás estudiar con mayor ahínco.
¿Cómo estudiar para tener éxito?
Recuerda que una buena preparación es fundamental para lograr aprobar tus materias, por lo cual te
recomendamos:
Leer con cuidado cada uno de los resúmenes de tema y contestes las preguntas que vienen a
continuación.
Revisar tus respuestas y si te equivocaste realizar las actividades que se sugieren en las tablas
de comprobación.
Al término de cada unidad contestar las preguntas de autoevaluación en el tiempo que se indica
en cada bloque. Ten en cuenta que para contestar el examen de Recuperación o Acreditación
Especial tendrás dos horas y por ello también debes ejercitarte en resolver los ejercicios bien y
rápido.
Si al concluir la autoevaluación te equivocaste, vuelve a repasar la guía o pregúntale a tus
profesores o al jefe de materia de tu plantel.
Para contestar toda la guía dedícate a estudiar al menos dos horas diarias durante 15 días, así
estarás bien preparado para presentar con éxito tu examen.

Biología I
vii
PRÓLOGO
En el Programa Nacional de Educación 2001-2003, elevar la calidad de la educación que se ofrece, así
como incorporar conocimientos básicos para la sociedad del conocimiento, se han destacado como
objetivos que orientan a la educación del siglo XXI. Es por ello que el Colegio de Bachilleres, junto con
otras instituciones de educación media superior, inició la operación, en un plantel guía, de nuevos
programas de estudio.
En el semestre 03-B se operaron por primera vez, en el plantel 17 “Huayamilpas Pedregal”, los programas
de primer semestre de la Reforma Curricular, y sus profesores elaboraron materiales didácticos para
apoyar los diferentes momentos del proceso de enseñanza–aprendizaje.
Entre los materiales elaborados se encuentran las guías de estudio, las cuales tienen el propósito de
apoyar a los estudiantes que presentarán exámenes de Recuperación o Acreditación Especial de las
asignaturas de la Reforma Curricular 2003, con objeto de favorecer el éxito en los mismos.
En este contexto, la Guía de estudio para presentar exámenes de Recuperación o Acreditación Especial
de BIOLOGÍA I se ha elaborado pensando en los estudiantes que por diversas causas reprobaron la
asignatura en el curso normal y pueden acreditarla a través de exámenes en periodos extraordinarios.
Esta guía se caracteriza por abordar, de manera sintética, los principales temas señalados en el programa
de estudios, para que el alumno defina a la materia a partir de sus propiedades y explique sus cambios, y
que proporcione elementos de autoevaluación y sugerencias en caso de que sea necesario mayor
información para comprender los temas
La guía se organiza por unidades igual que el programa de estudios y en cada una de ellas encontrarás un
resumen de los temas y aprendizajes que se te van a evaluar, una serie de preguntas y ejercicios por
tema, la tabla de respuestas a estos ejercicios, así como, al término de cada unidad, nuevos ejercicios
para que te autoevalúes.
Así, en la primera unidad denominada CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS, se da una
introducción a la Biología; se estudian los niveles de organización y el método científico aplicado a la
Biología se explican también las características distintivas de los seres vivos, así como su composición
química y por último se revisan las teorías sobre el origen de la vida.
En la segunda unidad, BIOLOGÍA CELULAR, se estudia la estructura, la función, el metabolismo y la
evolución de las células (procarionte y eucarionte).
La tercera y última unidad llamada DIVERSIDAD BIOLÓGICA, define a la biodiversidad y se comparan
las propuestas de clasificasión de Whittaker y Woese; se estudian las características generales de virus,
bacterias, archaeas y eukarya, y para finalizar se presenta información elemental sobre el desarrollo
sustentable.
Por último se proporciona una bibliografía básica para consultar en fuentes originales los temas
desarrollados en la guía.

UNIDAD 1
CARACTERÍSTICAS DE LOS
SERES VIVOS

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Biología I
Unidad 1
La ciencia se considera como el conjunto sistematizado de conocimientos de alguna rama del saber; los
conocimientos científicos se logran mediante la investigación y deben ser racionales, objetivos, exactos y
verificables. Las explicaciones proporcionadas por las ciencias son objetivas porque expresan, mediante
las ideas, los diferentes tipos de procesos; y con veracidad describen los hechos y son punto de partida
para explicaciones de nuevos hechos. Son racionales porque surgen de investigaciones acerca del tema
seleccionado en las que se aplica la lógica deductiva para establecer las relaciones entre hechos y datos;
asimismo surgen de comparaciones experimentales (cuando es posible) y se constituyen como
conocimientos objetivos. Este tipo de conocimientos son verificables o repetibles, lo que les confiere un
carácter universal.
De igual manera los conocimientos permiten al ser humano entender y transformar su realidad, así como
resolver problemas sociales.
Los hechos científicos sólo se pueden determinar sobre la base de la observación cuidadosa de los
fenómenos actuales y la construcción de los conocimientos anteriores y la modificación de las ideas en vez
de su rotundo rechazo son la norma de la ciencia.
La Biología, como otras ciencias, además de investigar utiliza la experimentación, pone a prueba y ensaya
diferentes condiciones de algunos fenómenos o problemas a fin de descubrir hechos y procesos hasta ese
momento desconocidos; de esa manera se construye su cuerpo de conocimientos. La Biología como
ciencia forma parte de la actividad humana relacionada con el desarrollo cultural de la sociedad en su
contexto espacio temporal.
APRENDIZAJES
Reconocer a la Biología como ciencia.
Identificar el campo de estudio de la Biología.
Reconocer la relación con otras disciplinas.
Reconocer la relación de la Biología con el desarrollo
tecnológico y social.
1.1 INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA

12
Biología I
Unidad 1
Asimismo la Biología busca descubrir hechos nuevos sobre la naturaleza. En la medida en que más
especies biológicas sean descubiertas y estudiadas, los cambios en el cuerpo de conocimientos se hacen
inevitables, por lo que la generación de conocimientos científicos es continua.
Así, la Biología pertenece al grupo de ciencias experimentales, lo mismo que la Física, la Química y otras
más; estas ciencias se caracterizan porque además de investigar, experimentan algunas de las
condiciones de ciertos acontecimientos o problemas con la finalidad de descubrir hechos y procesos
desconocidos.
La palabra Biología se deriva de dos vocablos griegos bios, que significa vida, y logos, estudio o tratado,
por lo tanto la Biología es la ciencia de la vida, estudia a los seres vivos y todo lo que con ellos se
relaciona. Los organismos son el principal objeto de estudio de la Biología; su campo de estudio es muy
extenso y debido al constante avance de la ciencia y la tecnología sus fronteras se amplían cada vez más.
El enfoque morfológico fisiológico tradicional de los estudios biológicos se ha ampliado con el enfoque
químico molecular, a partir del nacimiento de la Biología Molecular, abordando estudios sobre el origen de
los seres vivos, la evolución, el análisis estructural, y el funcional que les son comunes; su capacidad de
adaptación a las diferentes condiciones climáticas del planeta, principios que regulan la transmisión de los
caracteres hereditarios a través de su reproducción y la manera cómo se relacionan entre si y con el
ambiente donde se desarrollan,* el aprovechamiento y conservación de los recursos naturales,* así como
el deterioro del ambiente por la contaminación; y también estudia las características químico-moleculares
de la materia viva por lo que se han aclarado algunas interrogantes como el origen de la vida o el
conocimiento a nivel molecular de la genética, estrechamente ligada con la evolución biológica, con las
relaciones de parentesco evolutivo, con la taxonomía y los avances de ingeniería genética, lo que ha
permitido el desarrollo de la biotecnología, la creación de organismos transgénicos y la obtención de
clones.
Los conocimientos generados por la Biología a través de los años de su desarrollo son abundantes, por lo
que ha sido necesario dividir los conocimientos de esta ciencia dando lugar a diferentes ramas o divisiones
que a continuación se señalan con su campo de estudio.
Propios de la Ecología.

13
Biología I
Unidad 1
Disciplinas biológicas Campo de estudio
1. Micología
2. Anatomía
3. Embriología
4. Zoología
5. Bacteriología
6. Ecología
7. Ingeniería genética
8. Evolución
9. Paleontología
10. Ficología
11. Genética
12. Protozoología
13. Taxonomía
14. Fisiología
15. Etología
1. Lo relacionado con los hongos.
2. Órganos, aparatos y sistemas de los organismos.
3. Formación y desarrollo de los embriones hasta su nacimiento.
4. Todo tipo de animales.
5. Lo relacionado con las bacterias.
6. Las relaciones de los organismos con el ambiente.
7. Organismos y productos genéticamente modificados.
8. Origen y cambios de las especies a través del tiempo.
9. Los fósiles.
10. Las algas.
11. Herencia y sus variaciones.
12. Lo relativo a los protozoarios.
13. Clasificación de los organismos.
14. Funciones de los seres vivos.
15. Comportamiento de los organismos.
Gama, M. A. Biología. Pearson Prentice Hall.2004. pág. 20.
Además de las diferentes divisiones de la Biología, la ciencia de la vida se interrelaciona con otras
disciplinas científicas en la realización de estudios más integrales dentro de su respectivo campo, tal como
se muestra en el siguiente esquema.
Gama, M.A. Biología 1. Pearson Prentice Hall. 2004. Pág. 20.

14
Biología I
Unidad 1
El avance que actualmente tiene la ciencia en el área biológica como la ingeniería genética, la bioquímica
y la biología celular, ha abierto un número inimaginable de oportunidades en muchas actividades como la
investigación biológica de enfermedades, en la agricultura y la ganadería, dando lugar a la biotecnología,
concebida ésta como cualquier tecnología que utiliza seres vivos o alguna de sus partes para hacer,
modificar, mejorar y desarrollar organismos para diferentes usos o propósitos.
La biotecnología ha transformado significativamente los procesos de estudio e investigación, así como
muchas de las actividades del hombre. Cabe señalar que en México ya existen ciertas empresas que
elaboran diferentes productos comerciales obtenidos a partir de la biotecnología, como sucede en la
fabricación de distintos productos lácteos y bebidas alcohólicas.
La aplicación de la biotecnología ha despertado grandes polémicas entre los distintos sectores de la
sociedad como, por ejemplo, el proyecto genoma humano publicado en el año 2001, el cual consiste
fundamentalmente en el total conocimiento e identificación de cada uno de los aproximadamente 35 000
genes que determinan las características físicas y fisiológicas de la especie humana, fenotípicas y
genotípicas.
La reacción de la sociedad ante este acontecimiento ha sido muy controvertida, ya que mediante los
análisis genéticos puede determinarse si una persona tiene probabilidades de desarrollar en alguna etapa
de su vida enfermedades hereditarias. Aunque la terapia genética humana inicia y todavía presenta
muchas dificultades le espera un futuro muy prometedor, por que ofrece grandes esperanzas de cura para
muchas enfermedades, sobre todo las de origen hereditario, porque la información genética permitirá
realizar mejores tratamientos de manera más temprana.
También puede darse el caso de que algunas personas les detecten probabilidades de desarrollar alguna
enfermedad hereditaria de alto riesgo como Cáncer o Alzheimer. Sin embargo el una persona presente
alto riesgo de desarrollar alguna de esas enfermedades no significa que necesariamente deba padecerla,
pero el solo hecho de contemplar la posibilidad puede llenarla de angustia, tal vez inducirla a tomar alguna
decisión negativa.
Por otra parte existe el temor que haya discriminación genética en ciertos sectores de la sociedad, por
ejemplo, en el caso de las compañías aseguradoras y erediticias ciertas personas podrían ser rechazadas
o se les puede restringir la posibilidad de adquirir créditos, seguros de vida o gastos médicos, al conocer
sus características genéticas desfavorables.

15
Biología I
Unidad 1
Por tanto es evidente que la biotecnología actual está causando una revolución científico-tecnológica, y su
potencialidad en beneficio del medio ambiente y de la humanidad parece evidente. Por otra parte han
surgido ciertas inquietudes referentes a las consecuencias que todo esto pudiera tener, ya que si bien es
cierto que el aumento de la capacidad humana puede reflejarse en aplicaciones benéficas muy
importantes, también es un hecho que existe el peligro del mal uso y abuso en la creación de organismos
transgénicos con fines contrarios a los principios éticos que rigen a la humanidad, lo que podría ocasionar
lamentables consecuencias para todos, por lo que se hace verdaderamente necesario legislar
cuidadosamente en nuestro país sobre este asunto.

16
Biología I
Unidad 1
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda
la letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
1. ( ) Para mejorar la producción en un campo de cultivo se determinan el ciclo reproductor de las
plantas que lo conforman, los nutrientes que requiere y las plagas que lo afectan, ¿cuál es la
ciencia que atiende este estudio?
a) Biofísica.
b) Biología.
c) Geografía.
d) Taxonomía.
2. ( ) La biología es una_________ porque reúne los conocimientos que explican los fenómenos
que ocurren en los seres vivos y los verifica y repite a través de la_________
a) ciencia – teoría.
b) ciencia - experimentación.
c) experiencia – teoría.
d) teoría – ley.
3. ( ) Para reconocer a la Biología como ciencia es necesario considerarla como…
a) un conjunto sistematizado de conocimientos adquiridos mediante la investigación y la
experimentación, racionales, exactos y repetibles.
b) la información empírica producto de ensayo y error en las áreas naturales, sin la intervención
del ser humano.
c) el bloque de conocimientos empíricos, consecuencia de las observaciones y desarrollo
espontáneo de los sucesos.
d) la serie de datos que explican el comportamiento de fenómenos, basados en la creatividad
humana.
EJERCICIOS

17
Biología I
Unidad 1
4. ( ) El despliegue actual de la Biología modificó el enfoque morfofisiológico y amplió su campo
con el desarrollo de la Biología….
a) general.
b) molecular.
c) zoológica.
d) evolutiva.
5. ( ) Cuando un grupo de biólogos indaga sobre el desarrollo y caracteres hereditarios de una
especie de reptiles, se apoya en:
a) Paleotología y Zoología de vertebrados.
b) Taxonomía y Sistemática.
c) Embriología y Genética.
d) Fisiología y Anatomía.
6. ( ) Para conocer sobre el origen de la materia en el Universo, la Biología se relaciona con la….
a) Sociología.
b) Física.
c) Astrofísica.
d) Geografía.
7. ( ) Un distinguido biólogo investiga las formas de manejo agrícola de los tzotziles del sureste
de Chiapas, por lo cual apoya su investigación en la…
a) Etnología.
b) Antropología.
c) Historia.
d) Ética.

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Biología I
Unidad 1
8. ( ) Para llegar a la hipótesis del origen de la vida por síntesis abiótica, Oparin y Haldane se
apoyaron en los conocimientos de….
a) Física.
b) Matemáticas.
c) Geografía.
d) Química.
9. ( ) ¿Cuál es la forma general que permitiría regular la aplicación de la Biotecnología?
a) Apelando a la moral y sentido común de los seres humanos.
b) Legislando, en pro de la preservación del medio.
c) Tomando como base el sentido biótico de la tecnología.
d) Ampliando la tecnología a otros campos del conocimiento.
10. ( ) El conocimiento del genoma humano repercute favorablemente en la sociedad al tener la
posibilidad de encontrar la ________________ adecuada para la cura de muchas enfermedades.
a) terapia genética
b) sustancia química
c) macromolécula
d) ciencia
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y contesta lo que se te solicita.
11. Relaciona ambas columnas anotando la letra que corresponda al enunciado correcto dentro del
paréntesis de la izquierda.
Campo de estudio Disciplinas biológicas
( ) Estudia la descripción de órganos, aparatos y sistemas. A) Citología
B) Ecología
C) Anatomía
D) Histología
E) Genética
F) Embriología
( ) Estudia la formación y desarrollo de los embriones hasta su
nacimiento.
( ) Estudia la herencia biológica y sus variaciones.
( ) Estudia las relaciones de los organismos con el ambiente.
( ) Estudia la estructura y la función celular.

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Biología I
Unidad 1
12. Marca con una X sobre la línea de la izquierda los ejemplos que representan los beneficios de los
conocimientos aportados por la Biología.
a) ____ La preservación de la biodiversidad que es un patrimonio de la humanidad.
b) ____ Contribuye en gran medida al desequilibrio de los ecosistemas.
c) ____ Se aplican conocimientos enfocados a la planeación y control del nacimiento de nuevos
seres humanos.
d) ____ Mejora las características de los individuos transgénicos y de sus productos tales como:
desarrollo, resistencia al clima y a ciertas enfermedades.
e) ____ Obtención de hormonas como la insulina.
f) ____ Resuelve problemas actuales que están deteriorando al ambiente.

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Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta Respuesta correcta
1 b
2 b
3 a
4 b
5 c
6 c
7 a
8 d
9 b
10 a
11 C, F, E, B, A
12 a, c, d, e
Sugerencias
Si te equivocaste en algunas respuestas, repasa nuevamente en la guía el
desarrollo sintético del tema o consulta el libro: Starr y Ralph Taggart. Biología.
Unidad y Diversidad de la vida. International Thompson Editores. División
Iberoamericana. México. 2004.

21
Biología I
Unidad 1
La vida ha sido estudiada por los biólogos desde dos perspectivas complementarias: una a partir de las
estructuras y los procesos de lo simple a lo complejo y de los niveles más pequeños a los mayores, la otra
y considerando los patrones de evolución de la vida a través del tiempo, que permiten reconstruir la
historia evolutiva y de parentesco de las diferentes especies que pueblan nuestro planeta.
Estos dos modos de investigar en Biología ayudan a establecer las relaciones jerárquicas entre seres
vivos, además de proporcionar su importancia espacio-temporal.
De la jerarquía de las interacciones entre las unidades de la Biología, de su nivel menor al mayor, se
determinan los niveles de organización de la materia. Son subdivisiones, constituidos por elementos que
interactúan entre sí y que le dan características propias formando niveles cada vez más complejos.
Al analizar cada uno de estos niveles se puede observar que la materia evoluciona desde partículas
subatómicas y moléculas, hasta el Universo mismo. A medida que se asciende, cada nivel implica mayor
especialización e integración con sus propias características. Los niveles de organización permiten
entre otras cosas, establecer límites, ordenar conceptos, y estudiar sistemáticamente al mundo
vivo.
Los niveles estudiados por la Biología van desde la célula hasta la biosfera (ver cuadro 1). Cabe señalar
que desde el nivel célula y hasta el de sistemas y aparatos, se pueden encontrar organismos con las
diferentes complejidades estructurales, referidas a los niveles de ese intervalo.
Los organismos representan las unidades centrales de estudio de la Biología, pero para su comprensión
es necesario considerar a los niveles por abajo y por encima de ellos.
APRENDIZAJES
Identificar los niveles de organización de la materia y
ubicar los niveles que estudia la Biología.
Reconocer el método científico como el medio para
estudiar fenómenos y procesos biológicos.
1.2 NIVELES DE ORGANIZACIÓN

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Biología I
Unidad 1
Cada nivel tiene propiedades emergentes que no se encuentran en el nivel anterior, de ahí que no deban
considerarse como la suma de las partes. Cada uno de los niveles posee características propias que
surgen por las interacciones de su arreglo estructural y determinan sus funciones.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
N
I
V
E
L
E
S
E
S
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D
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A
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L
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Í
M
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C
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BIOSFERA
Todas las regiones de la corteza terrestre, las aguas y la atmósfera que albergan las diferentes formas de vida
ECOSISTEMA
La comunidad y su medio ambiente
COMUNIDAD
Las poblaciones de todas las especies que ocupan una misma área
POBLACIÓN
Grupo de individuos de la misma especie que ocupan una misma región
SISTEMAS DE ÓRGANOS
Dos o más órganos que interactúan a nivel químico, físico o en ambos, de manera que contribuyen a la supervivencia
del organismo multicelular de mayor complejidad
ÓRGANO
Unidad estructural en la cual los tejidos combinados en cantidades y patrones específicos, llevan a cabo una tarea
común (organismo multicelular, con nivel de complejidad orgánica)
TEJIDO
Agregado organizado de células y sustancias que funcionan de manera conjunta para llevar a cabo una actividad
específica (organismo multicelular, con nivel de complejidad tisular)
CÉLULA
Unidad estructural y funcional de los seres vivos. Unidad de organismos unicelulares
ORGANELO
Compartimiento interno limitado por una membrana donde se llevan a cabo reacciones especializadas
MOLÉCULA
Unidad que consta de dos o más átomos unidos, los cuales pueden ser del mismo elemento o de elementos distintos
ÁTOMOS
Unidad más pequeña de un elemento que aún mantiene las propiedades de dicho elemento
PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
Electrones, protones, neutrones o cualquier otra unidad fundamental de la materia

23
Biología I
Unidad 1
En el nivel químico las partículas subatómicas como los protones, neutrones y electrones forman los
átomos que constituyen las unidades de los elementos químicos, los que a su vez se combinan entre si
para formar las moléculas que pueden ser orgánicas o inorgánicas, las cuales son la parte más
pequeña de un compuesto.
En el nivel biológico los diferentes tipos de moléculas se combinan entre sí para formar estructuras
celulares llamadas organelos, como la membrana celular, las mitocondrias y los cromosomas que
realizan funciones organizadas en las unidades biológicas, que son las células, las cuales, además de
conformar la unidad de los seres unicelulares, se unen cuando comparten forma y función para formar
tejidos, que cuando se agrupan de acuerdo con sus características propias para formar órganos, que se
combinan coordinadamente de diferentes maneras para formar los aparatos o sistemas, constituyen
finalmente a los organismos multicelulares de mayor complejidad como resultado de la organización y
funcionamiento de todos y cada uno de los anteriores niveles. También en el nivel de tejido y órgano hay
organismos con estos respectivos niveles de complejidad pluricelular.
Dentro de los niveles estudiados por la Biología se encuentran aquellos de carácter ecológico: los
individuos no viven aisladamente, ya que forman conjuntos que interactúan y originan niveles de
organización más complejos como: las poblaciones, comunidades y ecosistemas, que conjuntamente
constituyen la biosfera que es el mayor nivel de organización biológica de nuestro planeta porque incluye
a todos los seres vivos de todos los ecosistemas.
La Biología no es sólo un cúmulo de conocimientos, es un proceso, es una manera de saber. Los biólogos
tienen una forma organizada de descubrir el mundo natural.
Tomando en cuenta que la Biología es una ciencia “evolutiva”, los biólogos estudian los procesos y
fenómenos biológicos desde la perspectiva funcional y adaptativa, tratando de dar respuestas a preguntas
del tipo ¿cómo funciona el organismo? y ¿por qué evolucionó para funcionar así? Para poder responder,
los biólogos, al igual que otros científicos, utilizan métodos que les permiten modificar y corregir ideas a
medida que avanzan en la recopilación de información y generación de nuevos conocimientos. Así, el
conocimiento de la Biología se adquiere por medio de la aplicación del método científico experimental.
El método científico experimental es un procedimiento común, y como tal tiene varias etapas, mismas
que varían en detalles, estructuraciones y orden, de acuerdo con diversos autores. En el siguiente
diagrama se observa cada una de estas etapas.

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Biología I
Unidad 1
Pasos del Método Científico Experimental
 Observación: Es la primera etapa del método científico experimental y consiste en toda
percepción refinada de uno o más hechos, con la intención de integrar un fenómeno determinado.
 Planteamiento del problema: Deriva de la observación que conduce a la formulación de algunas
interrogantes acerca de la misma.
 Hipótesis: Es una explicación provisional sobre un fenómeno observado y que puede ser
aceptada o rechazada a través de la experimentación.
 Experimentación: Consiste en manipular ciertas variables escogidas expresamente con el fin de
obtener los resultados previstos por la hipótesis.
 Resultados: Una vez que se han recopilado una serie de datos a partir de la observación y de los
experimentos realizados, es necesario reflexionar sobre ellos con el fin de obtener conclusiones
en relación con la hipótesis propuesta. El comportamiento de las variables se puede expresar
mediante la utilización de fórmulas y procedimientos estadísticos.
El Método Científico Experimental es el procedimiento más adecuado a utilizar por las Ciencias
Naturales para lograr sus fines; es decir, el conocimiento y explicación de fenómenos naturales y
aspectos de la naturaleza por medio de la formulación de conclusiones generales, leyes y teorías.
Observación
Planteamiento del problema
Elaboración de la hipótesis
Diseño del experimento
Experimentación
Rechazo de la hipótesis
Confirmación de la hipótesis
Redescubrimiento del contexto
histórico
Surgimiento de nuevos planteamientos
Problema
Biológico
Modificación de la hipótesis

25
Biología I
Unidad 1
En el caso de la Biología la etapa del método que tiene mayor importancia es la experimentación. Los
experimentos deben ser rigurosos y bien pensados, de tal suerte que controlen el mayor número de
factores, a fin de que sólo una variable se ponga en juego mediante la experimentación; de esta manera
habrá mayor seguridad de que lo observado y documentado es veraz, confiable y repetible, por tanto, con
carácter científico.
Los experimentos son procedimientos con los cuales se ponen a prueba las hipótesis, mediante la
recolección de información en condiciones controladas. Por tal motivo, el científico requiere en su
investigación contar con un grupo control, "testigo" o estándar, en el cual se mantienen constantes
todas las variables, y un grupo experimental o de prueba, en el que se altera la condición que se va a
probar, manteniendo constantes el resto de los parámetros. Por ejemplo, si se desea saber cómo afecta la
concentración de carbonato de calcio el crecimiento de un cultivo de espinacas, el grupo control se riega
con agua pura, en tanto que al experimental se le agrega agua con el carbonato a diferentes
concentraciones, previamente determinadas. La condición de prueba es la concentración de carbonato,
todas las otras variables, tipo de suelo o sustrato, cantidad de luz, temperatura, permanecen iguales para
los dos grupos, control y experimental.
En un experimento controlado sólo cambia una condición a la vez. La condición que se varía
intencionalmente es la variable independiente, de la cual depende la condición que cambia; la variable
dependiente, por ejemplo, en el caso que nos ocupa, el agua con el carbonato aplicada o añadida a las
plantas de espinaca del grupo experimental es la variable independiente y el efecto que cause en la tasa
de crecimiento de las espinacas es la variable dependiente.
Así, por medio de este método avanzan todas las ciencias experimentales, descubriendo cada vez nuevas
conclusiones, leyes y teorías sobre diversos aspectos de la naturaleza. El conocimiento y uso de tal
información le ha permitido al hombre conocer varios aspectos de la naturaleza y utilizarlos en beneficio
propio para lograr una mejor adaptación al medio en que vive.
A continuación se presenta un ejemplo de la aplicación del método científico experimental en Biología.
Agua con carbonato,
diferentes concentraciones
Tasa de crecimiento de
las plantas de espinaca
Variable independiente Variable dependiente

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Biología I
Unidad 1
EXPERIMENTO DE FRANCESCO REDI
La carne dejada a la intemperie atrae
moscas y aparecen larvas en la misma.
Las moscas producen las larvas; si se
impide que las moscas se acerquen a la
carne, no aparecerán larvas.
Obtener trozos idénticos de carne y dos
frascos iguales (misma forma y volumen)
Colocar carne en ambos frascos
Observación
Hipótesis
E
X
P
E
R
I
M
E
N
T
A
C
I
Ó
N
Dejar destapado un frasco
Dejar expuesto varios días
Se acercan moscas y
aparecen larvas
Tapar el frasco con gasa
gasagasa gasa
Dejar tapado varios días
Las moscas no tocan la
carne, no aparecen
larvas
Variable experimental
la gasa impide que
entren moscas.
Variables controladas
tiempo, temperatura,
lugar.
Resultados
SITUACIÓN DE CONTROL
Conclusión
SITUACIÓN EXPERIMENTAL
No hay Generación Espontánea de larvas a partir
de la carne; es probable que las moscas sean el
origen de las larvas.

27
Biología I
Unidad 1
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te solicita.
1. Ordena los siguientes niveles de organización anotando en el paréntesis de la izquierda los
números del 1 al 5 de acuerdo con la secuencia de complejidad.
( ) Molécula
( ) Partículas subatómicas
( ) Elementos químicos
( ) Átomos
( ) Célula
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el patentéis de la izquierda la
letra de la opción que contesta correctamente cada una de ellas.
2. ( ) ¿Cuáles son los niveles de organización de la materia que puedes identificar en el siguiente
ejemplo?
“En el laboratorio de bioquímica, una investigadora estudia la participación de la membrana
plasmática en la producción de enzimas ATPasas, durante las primeras tres horas de la
germinación de semillas de maíz”.
a) Macromoléculas - organelos - organismo multicelular.
b) Biomoléculas - proteínas - seres vivos.
c) Membranas - proteínas - enzimas.
d) Organelas - membranas - maíces.
3. ( ) ¿Cuáles de los niveles de organización enunciados en las siguientes opciones estudia la
Biología?
a) Partículas subatómicas, átomos, moléculas.
b) Tierra, sistema solar, galaxias.
c) Célula, tejido, órgano.
d) Partículas subatómicas, átomos, célula.
EJERCICIOS

28
Biología I
Unidad 1
4. ( ) ¿Cuáles son los pasos del método científico utilizado por la Biología para resolver un
problema?
a) Hipótesis, experimentación, observación, conclusiones
b) Experimentación, observación, planteamiento del problema, conclusión
c) Observación, hipótesis, experimentación, prueba absoluta
d) Observación, hipótesis, experimentación, conclusión
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te solicita.
5. Lee el siguiente texto y escribe en la línea la etapa del método científico que le corresponda.
Un agricultor cultiva rosales, pero recientemente la parcela ha disminuido la producción de flores,
su compadre le aconsejó agregar a la tierra fertilizantes para probar qué tanto se aumenta la
producción; el agricultor dividió la parcela de rosales en dos lotes, y a uno de ellos le agregó el
fertilizante, y al otro no. Esperó la floración y para beneplácito suyo, la producción sí aumentó en
el lote con fertilizante”.
¿Qué infieres a partir del consejo del compadre del agricultor?___________________________
¿Qué representa la división y tratamiento que dio el agricultor a sus parcelas? _______________
Clasifica, según sean control o experimental, los lotes del agricultor.
Control _________________________
Experimental _____________________
¿Cuál es la variable independiente? ________________________
¿Cuál es la variable dependiente? __________________________
¿Qué la producción aumentara en el lote con fertilizante, a qué etapa del método científico hace
referencia?__________________________.

29
Biología I
Unidad 1
6. Lee los siguientes enunciados del experimento de Redi y relaciónalos con las etapas del método
científico experimental, colocando la letra que corresponda a cada etapa en el paréntesis de la
izquierda.
( ) Las larvas de la carne en descomposición proceden de los huevecillos
depositados por las moscas sobre la carne fresca.
a) Observación
b) Experimentación
c) Hipótesis
d) Resultados
e) Planteamiento del problema
f) Conclusiones
( ) ¿Qué relación existe entre las moscas atraídas por la carne fresca y
los gusanos que aparecen sobre ella?
( ) Se colocan dos frascos con carne fresca. El primero se cubre con
una gasa, el segundo permanece abierto y las moscas entran en
contacto con la carne.
( ) Después de unos días, la carne del frasco abierto se descompone,
aparecen larvas; en el frasco cubierto con gasa no aparecen larvas.
( ) La carne sólo se descompone cuando está en contacto directo con las
moscas.

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Biología I
Unidad 1
1 3, 1, 2, 4, 5
2 a
3 c
4 d
5
 Hipótesis.
 Diseño experimental.
 Parcela sin fertilizante.
 Parcela con fertilizante.
 Concentración de fertilizante.
 Tasa de producción de flores.
 Resultados.
6 c, e, b, d, f
Sugerencias
Si te equivocaste en reconocer los niveles de organización de la materia consulta el
tema en: Starr y Ralph Taggart. Biología. Unidad y Diversidad de la vida.
International Thompson Editores. División Iberoamericana. México. 2004.
Si tienes dudas sobre las preguntas 4 a 6, relacionadas con el método científico,
consulta en: Audesirk Teresa, et al. Biología. Ciencia y naturaleza. Paerson
Education. México. 2004.

31
Biología I
Unidad 1
Cualquiera de nosotros puede diferenciar entre un ser vivo y la materia inanimada; generalmente
consideramos a lo vivo a partir de algunas características como el movimiento, el crecimiento y la
capacidad de reproducción; sin embargo, si observamos algunos cristales al contacto con el agua, se
mueven y aparentemente crecen. Algo similar sucede si observas la flama de una vela, se mueve y crece.
Por ello y para que no haya dudas acerca de cómo identificar a lo exclusivamente vivo, los biólogos han
propuesto una lista de características y propiedades exclusivas de la materia viva, de tal manera que sólo
aquellos que presenten todas y cada una de esas características podrán considerarse como seres vivos.
¿Cuáles son? La primera es la referida a su estructura, la cual se ordena y denomina organización, de ahí
que al referirnos a la materia viva o a los seres vivos utilicemos el término organismo. Es la célula la
unidad que representa el nivel más pequeño de dicha organización.
Los seres vivos están formados de una o varias células, unidades estructurales básicas. Aún los
organismos más sencillos, como las bacterias y los protozoarios, constan de por lo menos una célula
capaz de realizar las funciones fundamentales como nutrirse, respirar y reaccionar a estímulos;
características que junto con crecer y reproducirse definen a un ser vivo. El organismo, sea unicelular
o multicelular, intercambia permanentemente materia y energía con su medio externo para realizar sus
múltiples funciones vitales, y requiere de una fuente externa de energía, la cual se transforma a través de
reacciones químicas denominadas metabolismo.
El metabolismo comprende funciones constructivas que requieren en forma constante energía y nutrientes
para la síntesis de nueva materia, proceso llamado anabolismo; a las funciones del metabolismo que
aportan energía se les conoce como catabolismo, haciendo posible su crecimiento que consiste en el
aumento progresivo de tamaño por incremento de volumen y/o número de células, hasta alcanzar los
APRENDIZAJE
Describir las características distintivas de los seres vivos
mediante modelos naturales.
1.3 CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE LOS SERES VIVOS

32
Biología I
Unidad 1
límites de su especie debido a la fabricación o síntesis de mayor cantidad de materia viva producto de los
nutrientes adquiridos de los alimentos.
Asimismo los seres vivos tienen irritabilidad, sensitividad o excitabilidad, otra de las características
propia de organismos, es decir, la capacidad de reaccionar a los estímulos químicos o físicos que se
presentan en el medio interno o externo, por ejemplo: la reacción a la intensidad de la luz, la temperatura,
la presión, la humedad, el sonido, los cambios químicos del medio externo, estímulos táctiles, la presencia
de depredadores, y otros. Los organismos más sencillos están provistos de estructuras o mecanismos que
les permiten reaccionar y desplazarse, como los cilios, flagelos y seudópodos de los protozoarios; en los
organismos multicelulares las respuestas son complejas y están gobernadas por el sistema nervioso y por
las hormonas.
Los seres vivos tienen la capacidad de reproducirse, es decir, de formar nuevos individuos semejantes a
ellos en forma y función, que continúan o perpetúan su especie y reemplazan a los organismos que
desaparecen. Los organismos menos evolucionados, como las bacterias y los protozoarios, presentan
reproducción asexual, que se lleva a cabo sin la participación de gametas o células reproductoras, sin
embargo la mayoría de los seres vivos poseen reproducción sexual, es decir, con la participación de
gametas. Algunas especies presentan los dos tipos de reproducción, por ejemplo, los hongos, musgos,
helechos y celenterados.
Los individuos que presentan reproducción sexual tienen mayores oportunidades de variar sus
características debido a la mezcla del material hereditario de sus progenitores, lo que representa mayores
oportunidades de adaptarse al medio, es decir, de sumar caracteres morfológicos, fisiológicos y de
conducta que han heredado, dotándolos de mayores posibilidades de subsistir en su medio. La
adaptación es progresiva y puede manifestarse en los organismos mediante cambios en su estructura,
tamaño, color, comportamiento, etc.; cada organismo parece diseñado exactamente a las condiciones de
su medio, por ejemplo, las plantas que viven en lugares de escasa humedad poseen hojas muy reducidas
o espinas que además de disminuir los efectos de la radiación solar representan ahorro de agua, ya que la
mayor pérdida de ésta ocurre en las plantas que viven en medios húmedos. Los tejidos de plantas de las
zonas con humedad escasa, están adaptados para retener el agua, en las pocas ocasiones que cuentan
con ésta.
En los animales también se observan ejemplos de adaptación, como el aparato picador–chupador de los
mosquitos y los de otros insectos, o los dientes y garras de los carnívoros.
Los organismos además tienen la capacidad de mantener su medio interno constante a través de
mecanismos homeostáticos; por ejemplo, cuando un individuo consume azúcares, éstos pasan a

33
Biología I
Unidad 1
través de su intestino y entran en la sangre, si el nivel de esta sustancia aumenta, el páncreas secreta
más insulina, que estimula a las células a captar azúcares. Cuando las células hacen esto el nivel de
azúcares en la sangre regresa a la normalidad.
A continuación se presenta un cuadro que resume las características distintivas de los seres vivos.
CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS
DE LOS SERES VIVOS
Características Descripción Particularidades
Estructura
Todos los seres vivos están formados por
una o más células.
La célula es la unidad de estructura,
de función y de origen.
Metabolismo
Suma de todas las funciones que realizan los
seres vivos con base en reacciones químicas
reguladas por enzimas.
Se dividen en anabolismo (procesos
constructivos) y catabolismo
(procesos desintegradores).
Crecimiento
Aumento progresivo de talla de acuerdo con
su especie.
Construcción o síntesis de la nueva
materia viva.
Adaptación
Capacidad de reacondicionamiento o de
reajuste a las condiciones del medio para
evolucionar o sobrevivir.
Son capaces de transmitir sus
cambios a sus descendientes
mediante su material hereditario.
Irritabilidad
Capacidad de reaccionar a los estímulos del
medio interno y externo.
Los animales presentan respuestas
complejas mediante su sistema
nervioso.
Reproducción
Proceso mediante el cual se forman nuevos
organismos semejantes a sus progenitores.
Permiten la reposición de individuos y
la continuidad de las especies.
Homeostasis
Capacidad de mantener su medio interno
constante.
Se logra mediante diferentes
mecanismos homeostáticos.
Organización
Los seres vivos presentan orden de
complejidad creciente: química, estructural,
funcional y ecológica.
Cada nivel superior implica mayor
integración y especialización.

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Biología I
Unidad 1
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo se te solicita.
1. Relaciona las siguientes columnas escribiendo en el paréntesis del lado izquierdo la letra de la
respuesta correcta.
( ) Función que permite a los seres vivos la continuidad a través del
tiempo y del espacio.
A) Irritabilidad
B) Metabolismo
C) Reproducción
D) Adaptación
E) Homeostasis
F) Crecimiento
G) Organización
( ) Capacidad de los seres vivos de responder a los estímulos
externos e internos.
( ) Proceso mediante el cual los organismos transforman materia y
utilizan la energía para la síntesis y degradación de compuestos.
( ) Conjunto de mecanismos que permite a los organismos regular su
medio interno.
( ) Capacidad de los seres vivos de reacondicionarse o readecuarse
mejor a los factores del medio.
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
2. ( ) El crecimiento de los seres vivos, hasta alcanzar la talla de su especie, es producto de la
característica de los seres vivos denominada…
a) metabolismo.
b) reproducción.
c) irritabilidad.
d) catabolismo.
3. ( ) Las plantas de zonas secas presentan hojas reducidas a espinas, con lo cual "ahorran" agua.
Este es un ejemplo de la característica de los seres vivos de…
a) metabolismo.
b) irritabilidad.
c) respiración.
d) adaptación.
EJERCICIOS

35
Biología I
Unidad 1
1
C
A
B
E
D
2 c
3 d
Sugerencias
Si te equivocaste en reconocer las características de los seres vivos consulta el
tema en: Starr Cecie y Ralph Taggar. Biología. La Unidad y Diversidad de la Vida.
International Thompson Editores. División Iberoamerica. México. 2004.

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Biología I
Unidad 1
Los seres vivos presentan características particulares que los diferencian fácilmente de la materia
inanimada, dentro de éstas su composición química es fundamental ya que aun cuando existen gran
diversidad de seres vivos, todos están integrados por los mismos bioelementos, los cuales, a su vez,
forman biomoléculas que participan en la realización de funciones vitales para la célula, como la síntesis
de proteínas.
Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen a los seres vivos; de éstos
aproximadamente el 80 % corresponden al carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), y nitrógeno (N),
los cuales se combinan con el fósforo (P) y azufre (S) para construir moléculas orgánicas, indispensables
para que se manifieste la vida, por constituir tanto organelos como las propias células.
Otros elementos químicos comunes para los seres vivos son el sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl),
magnesio (Mg), cobre (Cu), cobalto (Co), zinc (Zn), calcio (Ca), hierro (Fe) y manganeso (Mn), que
aun cuando se presentan en proporción muy baja, resultan indispensables para la célula, pues cada uno
participa en funciones características que en conjunto contribuyen al funcionamiento integral de la misma.
Estos bioelementos se encuentran libres en forma de iones (Na
+
, K
+
, Mg
++
, Cl
-
, Ca
++
) o combinados
formando radicales (SO4
-2
) y (CO3
-2
). Bajo esta forma dichos elementos pasan al interior de la célula para
intervenir en diversas funciones. En la célula se encuentran algunos minerales, aunque en pequeñísimas
cantidades, que desempeñan una función fundamental durante las diferentes reacciones metabólicas; por
esto su presencia es requerida para cualquier organismo. Así, estos minerales pueden ser ingeridos, junto
con los demás alimentos, por las células animales, o bien, pueden ser absorbidas junto con el agua por las
células vegetales.
APRENDIZAJES
Identificar las estructuras químicas y las funciones de los
bioelementos primarios y secundarios.
compuestos químicos inorgánicos de los seres vivos.
compuestos químicos orgánicos de los seres vivos.
Identificar los nutrientes esenciales y componentes nutritivos de los
diferentes grupos de alimentos, y sus fuentes y modos de obtención
en la dieta humana.
1.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS

37
Biología I
Unidad 1
En los organismos cada mineral desempeña una función específica, por esta razón la carencia de alguno
de ellos provoca serios daños a la células. Entre los minerales necesarios en el metabolismo de la célula
se encuentran: fósforo (P), potasio (K) magnesio (Mg), cloro (Cl), manganeso (Mn), calcio (Ca), cinc
(Zn), Cobalto (Co) y Cobre (Cu).
FUNCIONES DE LOS MINERALES EN EL ORGANISMO
Calcio Se concentra en el citoplasma de las células óseas, intervienen en la contracción
muscular y en la coagulación de la sangre.
En los vegetales promueve la descomposición de la materia orgánica y la liberación
de nutrientes.
Magnesio Interviene en la fosforilación oxidativa durante la respiración; es un activador
enzimático; constituye parte de la molécula de clorofila; en las células vegetales
favorece la síntesis de azúcares.
Fósforo Constituye el radical fosfato y deforma la molécula de ATP, la cual almacena gran
cantidad de energía; además, forma parte de los ácidos nucleicos o de algunas
coenzimas.
Azufre Forma parte de algunos aminoácidos y, por lo tanto, de algunas proteínas; en las
células vegetales favorece la liberación de nutrientes.
Potasio Interviene en los procesos osmóticos; en los vegetales regula el consumo de agua y
en los animales regula los impulsos nerviosos.
Sodio Interviene en los procesos osmóticos y en la contracción muscular.
Manganeso Interviene en la actividad enzimática como activador.
Cloro Interviene en los procesos osmóticos y en equilibrio ácido base.
Cobalto Forma parte de las vitaminas del complejo B, es activador de enzimas.
Zinc Interviene en la actividad enzimática como activador.
Cobre Participa en la actividad enzimática y en el sistema de citocromos.
Fierro Interviene en la actividad enzimática. Forma parte de la hemoglobina.
Los átomos de los bioelementos se enlazan para formar moléculas que se dividen en dos grandes grupos:
compuestos inorgánicos y orgánicos.

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Biología I
Unidad 1
Agua
Sales minerales
Compuestos inorgánicos Bióxido de carbono
Oxígeno molecular
Carbohidratos
Lípidos o grasas
Compuestos orgánicos Proteínas
Ácidos nucleicos
Vitaminas
El agua es una molécula triatómica compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos
mediante enlaces covalentes; es el compuesto inorgánico más abundante en la materia viva, se encuentra
en una proporción de 70 a 90 %, aunque algunos organismos llegan a superar esta cifra; por ejemplo, en
la medusa un 90 % de su peso corporal es agua. Ésta presenta una serie de propiedades físicas y
químicas importantes para el metabolismo celular, como es el caso de su solubilidad, que permite disolver
tanto nutrientes como desechos y transportarlos de la célula al medio y viceversa; asimismo, constituye el
medio líquido necesario para que se efectúen un buen número de reacciones químicas en el interior de la
célula, como la respiración, la nutrición, la excreción y otras. Además tiene la capacidad de albergar y
transportar calor, constituyendo un regulador térmico.
Otra molécula inorgánica de gran importancia para los seres vivos es el bióxido de carbono (CO2) pues
participa en los procesos de fotosíntesis; además es la materia prima necesaria para sintetizar
carbohidratos y proporciona los átomos de carbono para formar otras moléculas orgánicas de los seres
vivos. El bióxido de carbono se encuentra en el aire, de allí es incorporado por los organismos autótrofos a
sus células a través del proceso fotosintético. Durante este proceso los átomos de carbono se liberan y
pasan a formar parte de moléculas de carbohidratos, algunas son ingeridas por los heterótrofos
(consumidores y descomponedores) que efectúan en sus células una oxidación de las moléculas de
carbohidratos para libre energía ya degradadas las moléculas. Se liberan los átomos de carbono, los
cuales constituyen nuevamente moléculas de bióxido de carbono, que son expulsadas fuera de las células
como producto de la respiración.
El oxígeno molecular es de gran importancia para los organismos, pues participa en el proceso
respiratorio; es el aceptor de los hidrógenos liberados, con los cuales forma la molécula de agua, producto

39
Biología I
Unidad 1
final de la respiración; la molécula de oxígeno es de tamaño pequeño, razón por la cual se traslada
fácilmente en el interior de la célula.
Los compuestos orgánicos se caracterizan químicamente porque sus moléculas contienen átomos de
carbono unidos a otros elementos como hidrógeno, nitrógeno, azufre o fósforo. La cadena de carbono que
forma los esqueletos de estas moléculas se une a grupos de átomos llamados grupos funcionales que
determinan la reactividad química de las moléculas. Estos grupos también facilitan la identificación de los
compuestos y determinan sus propiedades físicas y químicas.
Para que reconozcas los grupos funcionales se presenta la siguiente tabla:
GRUPO FUNCIONAL NOMBRE
R - OH HIDROXILO
- C = O Al principio de la cadena (aldehído)
En un carbono intermedio (cetona)
GRUPO CARBONILO
R - COOH CARBOXILO
R – NH2 AMINO
R- SH SULFHIDRILO
Los carbohidratos también conocidos como azúcares están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno
en la proporción de dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno, por lo que su fórmula general es
Cn(H2O)n.
Los grupos funcionales presentan en su estructura –OH (hidroxilo) y sólo en uno de sus átomos de
carbono el grupo funcional es = C = O (carbonilo).
Todos los carbohidratos son azúcares simples solubles en agua como la glucosa y la fructosa, o forman
cadenas como el almidón y la celulosa que se elaboran mediante el enlace de unidades de azúcares
simples. Si los carbohidratos están formados por una sola molécula de azúcar se les llama
monosacáridos, si tienen de dos a diez moléculas de azúcar se les denomina oligosacáridos, y si se
componen por más de diez unidades son polisacáridos.
La glucosa es el más común de los monosacáridos presentes en los seres vivos y es la unidad de la que
están formados casi todos los polisacáridos; tiene seis carbonos por lo que su fórmula química es

40
Biología I
Unidad 1
C6 H12 O6 y la producen las plantas durante el proceso de la fotosíntesis. Otros monosacáridos con la
misma fórmula que la glucosa son la fructosa (presente en la miel de maíz y en el jugo de los frutos) y la
galactosa (parte de la lactosa o azúcar de la leche). La ribosa y la desoxirribosa son azúcares con cinco
átomos de carbono y forman parte de las moléculas genéticas como el ácido ribonucleico (ARN) y ácido
desoxirribonucleico (ADN).
Entre los oligosacáridos más conocidos están; la sacarosa, formada por glucosa y fructosa, se encuentra
en vegetales como la caña de azúcar y el betabel; la lactosa o azúcar de la leche, formada por glucosa y
galactosa; la maltosa, azúcar de malta que contiene lactosa y sacarosa. En estos compuestos las
unidades de monosacáridos se unen a través de un enlace glucosídico con desprendimiento de una
molécula de agua. Estos compuestos, igual que la glucosa, tienen una vida relativamente corta en las
células ya que se descomponen para liberar energía química, la cual se usa en diversas actividades
celulares o se encadenan para formar polisacáridos mediante reacciones de deshidratación.
Los polisacáridos se forman con la unión de muchos monosacáridos, sobre todo la glucosa en forma
lineal o ramificada, y son insolubles en agua. Algunos llegan a tener miles de unidades por lo que su peso
molecular es muy elevado. Son ejemplos de estos compuestos el almidón, la celulosa y el glucógeno.
El almidón se sintetiza en las plantas y constituye la principal reserva de energía, se encuentra en
alimentos tales como la papa, cereales y leguminosas.
RIBOSA DESOXIRRIBOSA

41
Biología I
Unidad 1
Molécula de celulosa.
El glucógeno se almacena en el hígado y músculos de los animales como reserva de energía. La
celulosa funciona como elemento estructural en la célula vegetal y forma parte de la pared celular
proporcionándole resistencia, sostén y protección a la planta.
Molécula de almidón.
Otro polisacárido es la quitina en la que las unidades de glucosa han sufrido una modificación química por
la adición de un grupo funcional nitrogenado; se encuentra formando las cubiertas duras (exoesqueleto)
de los insectos, cangrejos y arañas, y proporciona rigidez a las paredes celulares de muchos hongos. Las
paredes celulares de las bacterias contienen otros tipos de polisacáridos modificados, y lo mismo están
presentes en cartílagos, fluidos lubricantes en las articulaciones y en las córneas de los ojos.
Molécula de quitina.

42
Biología I
Unidad 1
Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de compuestos en los seres vivos cuyas propiedades
físicas es que son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, gasolina,
alcohol y benceno. Se clasifican en grasas, aceites y ceras. Estos compuestos tienen en común estar
formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, y contienen una o más unidades de ácidos grasos, los cuales
son largas cadenas de carbono e hidrógeno con un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo. Las grasas
y los aceites se forman mediante síntesis por deshidratación a partir de tres unidades de ácidos grasos y
una molécula de glicerol mediante un enlace éster, un alcohol de tres carbonos que tiene un grupo
hidroxilo en cada carbono. Esta estructura de tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol da a
las grasas y aceites el nombre químico de triglicéridos.
Los ácidos grasos de las grasas presentan enlaces sencillos de carbono – hidrógeno, por lo que la cadena
está saturada y forman sólidos a la temperatura ambiente, por ejemplo, el sebo, la manteca, y la
mantequilla.
Los aceites se componen generalmente de ácidos grasos insaturados, es decir, que en la cadena se
encuentran enlaces dobles (carbono = carbono), esto hace que los aceites sean líquidos a temperatura
ambiente. Un aceite se puede convertir en grasa rompiendo los dobles enlaces C=C sustituyéndolos por
enlaces C – C y añadiendo hidrógenos a las posiciones de enlace restantes. Son ejemplos de aceites el
aceite de maíz, girasol, ajonjolí y cacahuate.
Las ceras son químicamente parecidas a las grasas, son sólidas a temperatura ambiente, forman un
recubrimiento impermeable en hojas y tallos de plantas terrestres, y los animales sintetizan ceras como
impermeabilizantes para el pelo de los mamíferos, los exoesqueletos de los insectos, la cerilla formada en
los conductos auditivos y las abejas para construir sus colmenas.
La membrana plasmática que separa el interior de una célula del medio ambiente contiene varios tipos de
fosfolípidos, éstos son similares a los aceites con la excepción que uno de los tres ácidos grasos es
reemplazado por un grupo fosfato. A diferencia de los ácidos grasos que son insolubles en agua, la región
Glicerol + 3 ácidos de gases Triglicérido

43
Biología I
Unidad 1
que ocupa el grupo fosfato es soluble; esta naturaleza dual de los fosfolípidos es importante para la
estructura y función de la membrana plasmática.
Los esteroides poseen una estructura diferente a la de los triglicéridos y fosfolípidos, pero como son
insolubles en agua se incluyen dentro de la clasificación de los lípidos. Están constituidos por cuatro anillos
de carbono entrelazados. Un tipo de esteroide es el colesterol, componente vital de las membranas de las
células animales y también se usa para sintetizar otros esteroides que incluyen las hormonas sexuales
como los estrógenos, progesterona y testosterona; hormonas que regulan la sal y la secreción de bilis que
ayuda a digerir las grasas. El colesterol puede convertirse en vitamina D por acción de la radiación
ultravioleta del sol; esta vitamina es importante para el desarrollo y mantenimiento del sistema óseo. La
acumulación de colesterol en las arterias causa la enfermedad conocida como aterosclerosis.
Los lípidos tienen diversas funciones en los organismos, como moléculas estructurales de las membranas
celulares, como hormonas, cubiertas impermeables en el cuerpo de plantas y animales, y de manera
fundamental como medio de reserva energética.
Molécula de fosfolípidos.

44
Biología I
Unidad 1
Las proteínas son moléculas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y son polímeros de
aminoácidos en los cuales están presentes los grupos funcionales amino (NH2) y el carboxilo (-COOH),
un grupo hidrógeno (-H ) y un grupo variable ( R -) que difiere entre los aminoácidos y confiere a cada uno
sus propiedades distintivas.
En las proteínas se encuentran comúnmente 20 aminoácidos, de los cuales 10 son esenciales porque no
pueden ser sintetizados por el organismo.
AMINOÁCIDOS ESENCIALES
Fenilalanina Treonina
Isoleucina Triptófano
Leucina Valina
Lisina Arginina
Metionina Histidina
Igual que los polisacáridos y los lípidos, las proteínas se forman como resultado de la síntesis por
deshidratación del grupo amino (-NH3), de un aminoácido con el grupo carboxilo (-COOH), de otro
aminoácido mediante un enlace covalente sencillo llamado enlace peptídico, y la cadena resultante de
dos aminoácidos se llama péptido. Si se agregan más aminoácidos a la cadena hasta formar una de 50 o
más aminoácidos se da el nombre de proteína.
La estructura de estas macromoléculas se describe a continuación, para lo cual se considera la
organización de la molécula por lo que resultan cuatro niveles de estructura.
Aninoacido + aminoácido dipéptido

45
Biología I
Unidad 1
La estructura primaria está formada por una serie de aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos en
forma de cadena. La estructura secundaria se
forma por una cadena polipeptídica que adopta
la forma de una escalera de caracol llamada
hélice alfa ( ), o bien adquiere la configuración
de una lámina plegada conocida como tipo beta
( ). La estructura terciaria se presenta cuando
la cadena en forma de hélice alfa sufre otros
dobleces, enrollándose sobre sí misma y dando
la configuración globular o alargada, como la de
las enzimas y la albúmina del huevo. La
estructura cuaternaria se manifiesta cuando
dos o más cadenas polipeptídicas se unen
formando una proteína gigante como la
hemoglobina encargada de transportar el
oxígeno de la sangre.
La desnaturalización es una alteración que se presenta cuando la proteína pierde su estructura secundaria
o terciaria sin romper los enlaces peptídicos entre los aminoácidos; por ejemplo, la desnaturalización con
calor o rayos ultravioleta desnaturaliza las proteínas de bacterias o virus y hace que pierdan su función;
otro ejemplo: es el calor de la sartén al cocinar un huevo desnaturaliza la proteína albúmina del huevo y
cambia su aspecto de transparente a blanco y su textura de líquida a sólida.
Las proteínas desempeñan varias funciones en los seres vivos; las estructurales, como la elastina y la
colágena, dan elasticidad a la piel; la queratina, es la principal proteína del pelo, de los cuernos de los
animales y de las uñas; la seda de las telarañas y los capullos de las polillas de la seda. También tienen
un papel regulador al formar parte de hormonas como la insulina que regula el metabolismo de la glucosa;
para transporte como la hemoglobina portadora de oxígeno en la sangre, la actina y miosina son
proteínas contráctiles porque participan en la contracción muscular; las inmunitarias que actúan en
defensa del organismo como anticuerpos y las enzimas que dirigen casi todas las reacciones químicas
que se llevan a cabo dentro de la célula. Las proteínas se encuentran en la carne, el pescado, los huevos,
la leche y sus derivados.

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Biología I
Unidad 1
Los ácidos nucleicos son largas cadenas de unidades similares llamadas nucleótidos. Cada nucleótido
está formado por una base nitrogenada que puede ser púrica (adenina y guanina) o pirimídica (citosina,
timina y uracilo), una pentosa que puede ser la ribosa o la desoxirribosa y un grupo fosfato.
Fórmula de la molécula de la base púrica de adenina.
Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico o
ADN y el ácido ribonucleico o ARN, ambos difieren entre sí por el
tipo de pentosa y el tipo de nucleótidos presentes en cada molécula.
El ADN tiene en su estructura desoxirribosa y las bases
nitrogenadas adenina, guanina, citosina y timina, mientras que el
ARN tiene en su estructura ribosa y las bases nitrogenadas adenina,
guanina, citosina y uracilo.
El ADN se encuentra en los cromosomas en el núcleo de las
células. La sucesión de nucleótidos contiene la información
hereditaria en forma de genes y organizados dan el código
genético necesario para construir las proteínas de cada organismo.
El ARN, llamado mensajero, copia el código genético en el núcleo
de la célula y lo lleva al citoplasma para la síntesis de proteínas.
Como puedes ver son las moléculas responsables de la transmisión
de las características hereditarias.
Comparación de los modelos de las moléculas de DNA y RNA.

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Biología I
Unidad 1
Las vitaminas son sustancias orgánicas que el organismo necesita en pequeñas cantidades para el
equilibrio de las diferentes funciones vitales. Actúan en su mayoría como coenzimas favoreciendo la
acción de las enzimas, de esta manera contribuyen a un mejor metabolismo y ayudan a prevenir
enfermedades. No son bloques de construcción, ni producen energía, sino son eslabones que logran
uniones para que las funciones orgánicas se lleven a cabo y se mantengan dentro de complicado mundo
químico de nuestro organismo.
Nuestros problemas de salud se reducirían en gran medida si tomáramos las cantidades adecuadas de
vitaminas. Las frutas y las verduras son una importante fuente de vitaminas.
Estos compuestos se clasifican en liposolubles o hidrosolubles. Las liposolubles son solubles en grasa y
corresponden a las vitaminas A, D, E y K. Las hidrosolubles son solubles en agua y comprenden a las del
grupo o complejo B (B1, o tiamina, B2 o riboflavina, B5 niacina, B6 o piridoxina, ácido pantoténico, ácido
fólico y la B12) así como la vitamina C.
Todos los compuestos químicos tanto inorgánicos como orgánicos los obtiene el organismo a través de la
alimentación.
La nutrición se refiere al conjunto de pasos por los cuales los alimentos ingeridos se transforman
químicamente mediante la digestión para poner a disposición del organismo (absorción) los nutrimentos
contenidos en los alimentos y sean asimilados y utilizados para su crecimiento, formación de nuevos
tejidos, reemplazo de tejidos que se desgastan o destruyen, así como para la reproducción y como fuente
de energía para satisfacer las necesidades calóricas del organismo. La necesidad total de Kilocalorías
(energía) por día para un adulto que trabaja es de 3 000Kcal, los hombres jóvenes (14 –19 años) 3 000 a 3
800 Kcal, mujeres jóvenes (12 – 19 años) 2 500 a 3 000 Kcal.
En la siguiente tabla se muestra en qué alimentos podemos encontrar las diferentes vitaminas, así como
las enfermedades que se producen cuando faltan estas vitaminas en la alimentación.
VITAMINA ALIMENTOS QUE LA CONTIENEN
REQUERIMIENTOS
DIARIOS
ENFERMEDADES POR
DEFICIENCIA
A
Jitomate, betabel, zanahoria,
chabacano, yema de huevo, leche,
mantequilla y verduras de hoja.
5 000 U. I*
Xeroftalmia, ceguera nocturna,
alteraciones en la piel y mucosas.
B1
Cereales, hígado, leche, huevo,
pescado, levadura de cerveza,
2 mg Beriberi, que afecta al sistema
nervioso, el tracto gastrointestinal y

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Biología I
Unidad 1
nueces, verduras y leguminosas. el sistema circulatorio.
VITAMINA ALIMENTOS QUE LA CONTIENEN
REQUERIMIENTOS
DIARIOS
ENFERMEDADES POR
DEFICIENCIA
B2 Hígado, carne, verduras de hoja
verde y pescado.
1.5 a 2 mg. Quelosis, descamación de los labios
y las comisuras y alteraciones de la
piel.
B5 Leguminosas, hígado, leche,
maíz, carnes y huevo.
9 meq** por cada
1 000 Kcal ingeridas
Pelagra, que causa alteraciones de
la piel y del tubo digestivo y del
sistema nervioso.
B6 Hígado, plátano, aguacate,
oleaginosas, leguminosas, leche y
derivados y carnes.
2 mg. Depresión, dermatitis seborreica,
irritabilidad y glositis (inflamación de
la lengua).
B12 Hígado, carne y riñón (es sintetizada
por la flora intestinal).
5 a 6 micro gramos Anemia.
ÁCIDO FÓLICO Verduras de hojas verdes e hígado. 0.4 mg Anemia y glositis.
ÁCIDO
PANTOTÉNICO
En casi todos los alimentos. 0.4 mg Deficiencias en el metabolismo de
carbohidratos y grasas.
VITAMINA C
Frutas y verduras frescas
(antioxidante).
50 mg Escorbuto, disminuye la resistencia
de los vasos sanguíneos, retrasa la
cicatrización, debilidad y dolor en los
huesos.
VITAMINA D
Calciferol
Se produce en la piel por la
exposición al Sol, es escasa en la
yema del huevo y el pescado.
400 U. I. Raquitismo (deformidades en los
huesos de las extremidades
inferiores).
Puede haber deformaciones en la
columna vertebral .
VITAMINA E
Aceites de maíz, ajonjolí, nueces,
almendras, hojas verdes de
vegetales y germen de trigo.
20 a 30 U. I. Anemia. Si se consume en exceso
puede producir hipertensión arterial,
alteraciones en la mineralización de
los huesos y la coagulación.
VITAMINA K
Coagulante
sanguíneo
Espinaca, acelgas, se sintetiza en el
intestino por medio de la flora
microbiana.
Hemorragias.
*U. I = Unidades internacionales.
** Mili equivalentes.
La dieta diaria debe ser completa, es decir, contener todos los nutrimentos esenciales y cubrir los
requerimientos de cada individuo. Los alimentos se han clasificado en cuatro grupos:

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Biología I
Unidad 1
 I. Verduras y frutas. Contienen vitaminas, minerales,
antioxidantes y fibra; muchas de ellas ayudan a bajar los
niveles de colesterol y protegen la aparición de ciertos cánceres
 II. Granos y sus derivados. Los cereales integrales son mejores
porque sus cubiertas contienen nutrimentos, además proporcionan
la fibra que mejora el funcionamiento del intestino. Los cereales son
energéticos y si se combinan con las leguminosas pueden incluso
sustituir el valor proteínico de la carne o el huevo.
 III. Productos animales. La carne, leche y huevo tienen
principalmente proteínas, hierro, calcio y vitaminas. Se
recomiendan tres raciones al día. Los adultos deben consumir
los que contengan menos grasa.
 IV. Grasas y azúcares. Son importantes pero su consumo máximo
debe corresponder del 25% al 35% de las calorías y sólo el 10% de
grasas saturadas.
Una pirámide de alimentos se observaría de la siguiente manera:

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Biología I
Unidad 1
Con base en esta clasificación de los alimentos, la regla central es incluir por lo menos un alimento de
cada grupo en cada comida y variar lo más posible tanto los alimentos de cada grupo como la forma de
prepararlos. Por último, la dieta diaria debe contener un 65% de carbohidratos, 30 o 40% de grasa y un
15% de proteínas, además de vitaminas, minerales y agua.

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Biología I
Unidad 1
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y anota en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
1. ( ) Elementos químicos más abundantes en los seres vivos.
a) Na, K, Mg, C, Mg.
b) C, H, O, N, P, S.
c) O, S i. A l, Fe Mg.
d) O, C, Na, Cu, Co.
2. ( ) El _____________es un bioelemento que forma parte de la clorofila y el____________forma
parte de la molécula de ATP.
a) magnesio – fósforo
b) azufre – cloro.
c) zinc – cobre.
d) potasio – fósforo.
3. ( ) Son los minerales que en estado iónico participan en los fenómenos osmóticos regulando el
equilibrio hídrico en las células.
a) Fierro, zinc y magnesio.
b) Zinc, potasio y cloro.
c) Sodio, potasio y cloro
d) Sodio, zinc y cloro.
4. ( ) El bióxido de carbono es importante en el proceso de fotosíntesis porque…
a) es una de las principales moléculas orgánicas de los seres vivos.
b) libera átomos de oxígeno para formar carbohidratos.
c) proporciona moléculas de monóxido de carbono para formar carbohidratos.
d) proporciona los átomos de carbono para formar carbohidratos.
EJERCICIOS

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Biología I
Unidad 1
5. ( ) Los compuestos químicos inorgánicos presentes en los organismos son…
a) agua, bióxido de carbono, oxígeno, sales minerales.
b) carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.
c) hidrocarburos, carbohidratos, alcoholes, vitaminas.
d) Alcoholes, éteres, aminas, esteres.
6. ( ) Las propiedades físicas y químicas del _____________ son importantes para el metabolismo
celular, ya que es el medio donde se efectúan las reacciones químicas en el interior de la célula.
a) oxígeno
b) bióxido de carbono
c) carbono
d) agua
7. ( ) Los carbohidratos son importantes para la vida porque…
a) se almacenan en tejido adiposo como reserva de energía.
b) son la principal fuente de energía para los seres vivos.
c) son la clave para la herencia.
d) dirigen y regulan el metabolismo celular.
8. ( ) ¿Qué opciones contiene enunciados correspondientes a los ácidos nucleicos?
I Son compuestos orgánicos aldehídicos o cetónicos que proporcionan energía al organismo.
II Están formados por cadenas de unidades monoméricas llamadas nucleótidos.
III Son cadenas polipeptídicas que forman estructuras como el pelo, la piel y las uñas.
IV Contienen la información hereditaria en forma de código genético.
V Presentan en su estructura grupos fosfato, bases nitrogenadas y un azúcar.
a) I, II, IV
b) II, III, V
c) II, IV, V
d) I, III, V

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Biología I
Unidad 1
9. ( ) La papa, los cereales y las leguminosas son alimentos ricos en...
a) grasas.
b) Glucosa.
c) Glucógeno.
d) almidón.
10. ( ) Los organismos adquieren los ____________ a través de la alimentación. La_________se
entiende como proceso por el cual se transforma el alimento químicamente para su asimilación.
a) nutrimentos - nutrición
b) alimentos - alimentación
c) nutrimentos - absorción
d) alimentos - ingestión
11. ( ) Los alimentos del grupo II proporcionan a la dieta del individuo...
a) proteínas animales.
b) cereales y fibras.
c) frutas y verduras.
d) Grasas y azúcares
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te pide.
12. Relaciona ambas columnas. Escribe en el paréntesis de la izquierda la opción que corresponda a
cada enunciado.
( ) Se identifican por tener en su estructura los grupos funcionales
oxidrilo y carbonilo; su fórmula general es Cn(H2O)n y proporcionan
energía al organismo.
A. Nucleótidos
B. Aminoácidos
C. Vitaminas
D. Alcoholes
E. Lípidos
F. Carbohidratos
( ) Presentan los grupos funcionales amino y carboxilo, se unen
mediante enlaces peptídicos para formar proteínas.
( ) Se forman a partir de tres unidades de ácidos grasos y una molécula
de glicerol; son reservas de energía.
( ) Tienen en su estructura un grupo fosfato, una base nitrogenada y un
azúcar; son las unidades del ADN y ARN.
( ) Son sustancias orgánicas que actúan como coenzimas favoreciendo
la acción enzimática en el metabolismo.

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Biología I
Unidad 1
1 b
2 a
3 c
4 d
5 a
6 d
7 b
8 c
9 d
10 a
11 b
12 F, B, E, A, C
Sugerencias
Si te equivocaste en algunas respuestas repasa nuevamente el desarrollo sintético
del tema y corrige los errores. Si tienes dudas pregunta a tu profesor asesor.
1.5 TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

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Biología I
Unidad 1
¿Cómo se originó la vida en la Tierra? ¿Cómo y cuándo hicieron su aparición los primeros seres vivos? La
respuesta a estas preguntas constituye un gran reto para la ciencia. Se han propuesto muchas ideas,
hipótesis y teorías, pero el misterio aún no está resuelto. Ayer como hoy, los científicos han intentado
contestar estas preguntas apoyados en el Método Científico.
Es común encontrarnos a lo largo de la historia de las culturas humanas con la creencia del origen divino
de la vida, es decir, que la vida no surgió de manera espontánea sino que fue puesta en la Tierra por un
creador, por un Dios. Esta idea conocida como Teoría Creacionista es enseñada por las principales
religiones, que encuentran imposible creer que la vida pudiera surgir sin la intervención de un poder
sobrenatural. Más que una teoría científica es una creencia porque es aceptada con base en la fe ya que
no puede ser comprobada por medio de la experimentación.
Hace dos mil años algunos filósofos griegos como Aristóteles creían que la vida podía haber aparecido
espontáneamente a partir de materiales inertes que tenían un principio activo que podía organizar o
dirigir una serie de eventos que producirían la vida. Para los primeros científicos la idea de que el lodo
producía peces y de que la carne en descomposición producía moscas eran explicaciones razonables para
lo que la gente observaba. Abundan los escritos medievales con observaciones similares y fabulosas
recetas para crear vida; se pensaba que los microorganismos surgían espontáneamente del caldo, los
gusanos de la carne descompuesta, los gansos de ciertos abetos que habían tenido contacto con agua de
mar y los ratones de mezclas de camisas sudadas y trigo. Este concepto de que la vida surge de la
materia inanimada constituye el fundamento de la Teoría de la generación espontánea.
Probablemente estas creencias te parecerán absurdas pero los hombres que las sostenían no eran
ignorantes sino científicos de renombre, sólo tenemos que considerar el contexto histórico en que
surgieron.
APRENDIZAJES
Comparar los fundamentos de las teorías del origen de la
vida.
Reconocer los experimentos que apoyan la teoría de la
síntesis abiótica.
Identificar los fundamentos de nuevas teorías sobre el
origen de la vida.

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Biología I
Unidad 1
La interpretación incorrecta de los hechos y la falta de control de variables, que afectaron los
resultados finales de los experimentos realizados para probar la hipótesis de la generación espontánea,
fueron la causa de que se sostuviera como explicación al origen de la vida.
En 1668 el físico italiano Francesco Redi diseñó un experimento en condiciones controladas con el fin de
refutar la idea de la generación espontánea. Formuló una hipótesis que puede demostrarse: las moscas
producen los gusanos. En su experimento, Redi quería demostrar sólo una variable: el acceso de las
moscas a la carne. Tomó dos frascos limpios y los llenó de pedazos de carne. Dejó un recipiente abierto
(el recipiente control) y el otro lo tapó con gasa para impedir el acceso a las moscas (recipiente
experimental).Después de unos días observó que había gusanos sobre la carne que se encontraba en el
recipiente abierto, pero no los había en la carne del recipiente cubierto. Redi concluyó que su hipótesis era
correcta y que los gusanos eran producidos por las moscas y no por la carne misma. Sólo mediante
experimentos controlados pudo contradecirse la antigua hipótesis de la generación espontánea.
A pesar de que Redi había refutado la generación espontánea en organismos macroscópicos y los
microorganismos eran tan numerosos y tan extendidos, se continuó con la creencia de que éstos surgían
espontáneamente de una fuerza vital que estaba en el aire. Como puedes darte cuenta, los experimentos
de Redi no destruyeron la idea de la generación espontánea.
John Needham (1713 -1781), científico inglés, intentó demostrar la existencia de una fuerza vital
mediante experimentos en los cuales llenaba botellas con caldos nutritivos, los hervía durante dos minutos
aproximadamente y luego las sellaba. A pesar de todas sus precauciones, los caldos se infestaban con
microorganismos, por lo que concluyó que la generación espontánea de microorganismos era el resultado
obligado de la materia orgánica en descomposición, al ser animada por una fuerza vital.
En Italia, Lázaro Spallanzani (1729- 1799) no aceptó las conclusiones de Needham convencido de que
los resultados que éste había obtenido eran provocados por una esterilización insuficiente, repitió los
experimentos hirviendo los cultivos durante lapsos mayores y en ningún caso aparecieron microbios en
ellos. Sin embargo los seguidores de la generación espontánea rechazaron sus experimentos
argumentando que el hervor excesivo había dañado el aire y el caldo de las botellas, impidiéndose así la
aparición de nuevos seres vivos.
A finales del siglo XVIII, Anton van Leewenhoek (1632-1723) logró perfeccionar el microscopio óptico y
descubrió que el aire y el agua contenían gran cantidad de microorganismos y que éstos eran los que
contaminaban sus cultivos, sin embargo esto dio nuevos ánimos a los propugnadores de la generación
espontánea.

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Biología I
Unidad 1
Louis Pasteur, científico francés, en 1862 había trabajado en los problemas de la acidificación de la leche,
de la fermentación del jugo de uva y de la transformación del vino en vinagre. Esta experiencia le permitió
diseñar un experimento en el que solamente el aire, y no los microorganismos, pudiera entrar en contacto
con un caldo nutritivo.
Diseñó matraces de cuello de cisne en los que colocó soluciones nutritivas que hirvió hasta esterilizarlas.
Al enfriarse las soluciones, el aire volvía a entrar al matraz, pero los microorganismos o esporas quedaban
atrapados en el cuello del matraz sin entrar en contacto con el caldo nutritivo, que permanecía inalterado.
Cuando el cuello se rompía, el líquido rápidamente se descomponía, mostrando así que el hervor no lo
había dañado. Y como el aire había estado en contacto con la solución, los allegados a la generación
espontánea no podían alegar que éste también se hubiese estropeado. Pasteur cerró la puerta a la
generación espontánea y demostró que la vida procede de la vida, es decir, que los organismos vivos
provienen sólo de otros organismos vivos, éste es el fundamento de la biogénesis y ha sido aceptado
por los biólogos por más de 100 años; aunque su trabajo echó por tierra la idea de la generación
espontánea, no contesta a la pregunta de ¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? Nadie sabe con certeza
cuáles fueron las condiciones que reinaron en la Tierra primitiva.
Es de consenso general que para que naciera la vida debieron ocurrir dos procesos:
1) La formación de moléculas orgánicas simples importantes para la vida.
2) La organización de esas moléculas en moléculas orgánicas complejas, como las proteínas.
En la década de 1930, un científico ruso, Alexander Oparin, y el inglés John B. S. Haldane postularon
la Teoría de la síntesis abiótica o Quimiosintética, también conocida como Teoría de Oparin-Haldane.
Ambos propusieron la hipótesis de que la vida empezó en los océanos primitivos, hipótesis que es
ampliamente aceptada hoy en día. Ellos advirtieron que hace varios millones de años, la atmósfera de la
Tierra no tenía oxígeno libre como hoy en día y se componía de vapor de agua (H2O), hidrógeno (H2),
metano (CH4), amoniaco (NH3), bióxido de carbono (CO2) y ácido cianhídrico (HCN). La atmósfera rica en
oxígeno que conocemos no habría permitido la formación de moléculas orgánicas necesarias para la vida,
pero sí una atmósfera altamente reductora por la abundancia de hidrógeno. Estos gases provenientes
de la intensa actividad volcánica integraron la atmósfera secundaria de la Tierra.
¿Cómo pudieron formarse estas sustancias sencillas de manera abiótica y dar lugar después a
compuestos orgánicos simples importantes para la vida?

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Biología I
Unidad 1
La radiación ultravioleta, las descargas eléctricas, choques de meteoritos, radiaciones cósmicas y
el calor emanado por los volcanes, constituían las principales fuentes de energía que desencadenaron
las reacciones químicas para producir compuestos orgánicos sencillos a partir de las sustancias
presentes en la atmósfera en aquel entonces. Al cabo de millones de años la Tierra se enfrió lo suficiente
para permitir la existencia de agua líquida, la cual se condensó y precipitó en forma de lluvias torrenciales
arrastrando muchas sales minerales y compuestos, formándose así los océanos primitivos. Oparin imaginó
que se producían muchas reacciones químicas en la atmósfera y que los productos caían en forma de
lluvia en los océanos para formar lo que con frecuencia se ha denominado sopa primitiva o caldo
nutritivo.
En 1953, dos científicos americanos, Stanley
Miller y Harold Urey decidieron probar la
hipótesis de Oparin, simulando las condiciones de
la Tierra primitiva en el laboratorio. Colocaron una
mezcla de agua en forma de vapor con amoniaco,
metano e hidrógeno en un matraz y sometieron la
mezcla a descargas eléctricas que simulaban los
relámpagos, también la calentaron y enfriaron una
y otra vez para simular las fluctuaciones diarias de
la temperatura. Después de una semana,
analizaron las sustancias químicas del matraz y
encontraron varios tipos de aminoácidos,
azúcares y otros compuestos orgánicos, estos
resultados confirmaron que los compuestos
fundamentales para los seres vivos se podían
originar abióticamente tal como Oparin lo había
predicho (figura 1.5.1).
Experimentos posteriores basados en los principios generales de Miller – Urey se fueron haciendo más
complicados, no solamente se simulaban las condiciones de la atmósfera primitiva sino también la
hidrosfera como lo hizo Ponnamperuma; colocó un matraz en el que el agua se evaporaba y acumulaban
todos los productos de la reacción de la atmósfera reductora que en contacto directo con ella formaba una
sopa primitiva. Más adelante, al conocer la composición química de los gases volcánicos se empezaron a
utilizar otras sustancias como el ácido sulfídrico (H2S), el formaldehído (H2CO) y el monóxido de carbono
(CO).
Figura 1.5.1 Experimento de Miler-Urey.

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Biología I
Unidad 1
De esta diversidad de experimentos se obtuvieron una gran cantidad de compuestos orgánicos como
aminoácidos, purinas, pirimidinas, carbohidratos, moléculas energéticas como ATP y otros más;
todos ellos presentes en los seres vivos.
Figura1.5.2.
Los compuestos orgánicos sencillos presentes en la sopa primitiva serían monómeros como los
aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos, glicerol, bases púricas y pirimídicas, formados a partir de
amoniaco, metano y vapor de agua. Una vez formadas las unidades de construcción primordiales por
síntesis abiótica, la etapa siguiente de su evolución química tiene que haber consistido en la formación
de enlaces covalentes entre los bloques de construcción, originando biomoléculas más complejas, tales
como péptidos, nucleótidos, lípidos y, después, polímeros como polisacáridos, proteínas y ácidos
nucleicos, mediante reacciones de condensación.
Oparin sugirió que la primera célula surgió de modo espontáneo de esta disolución concentrada y caliente
de compuestos orgánicos, ya que los océanos primitivos alcanzaban casi el punto de ebullición.
Quienes objetan la idea de Oparin-Haldane de que es en el mar primitivo donde tuvo lugar el origen de la
vida, se basan en estudios que muestran que si se deja gotear una mezcla de monómeros sobre arcilla,
arena o una roca caliente, el agua se evapora, lo cual acelera la unión de monómeros, o sea, la
polimerización; además, mencionan que estas reacciones pueden catalizarse por sustancias metálicas
que componen la arcilla o las rocas. Si bien la síntesis abiótica de compuestos orgánicos pudo darse en el
océano, la polimerización para la formación de moléculas complejas debió llevarse a cabo sobre arcillas,

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Biología I
Unidad 1
en las zonas costeras o lagunas desecadas, que por la lluvia o el oleaje y las mareas fueron regresadas al
mar.
El siguiente paso en el origen de la vida fue la formación de compuestos orgánicos complejos y su
inclusión en algún tipo de membrana circundante.
Oparin también desarrolló la teoría de que los primeros precursores de las células, a los que denominó
protobiontes, surgieron cuando se formó una interfase o membrana alrededor de una o más
macromoléculas por el proceso de coacervación (coacervar significa agrupar o aglomerar). Los
coacervados son modelos de sistemas poli moleculares que se obtienen mezclando dos soluciones
diluidas de compuestos de alto peso molecular como proteínas y carbohidratos, se observan como
pequeñas gotitas provistas de membrana que las separa del medio líquido que los rodea. Oparin estudió
minuciosamente las propiedades de los coacervados, proponiéndolos
como modelo de evolución prebiológica, encontrando que en
aquellos formados a partir de sustancias como proteínas,
carbohidratos, ácidos nucleicos y otras más, ocurrían una serie de
procesos físicos; reacciones químicas de síntesis de relativa
complejidad que llevan a la formación de polímeros. Los coacervados
exhiben características parecidas a las células pues crecen
absorbiendo materiales del medio y se dividen al alcanzar un tamaño
determinado. Figura 1.5.3 Coavervados.
Tomado de Lazcano Araujo. El origen de la vida.
Otro experimento a favor de la teoría de la síntesis abiótica es la obtención
de las microesférulas proteicas; pequeñas gotitas que se forman en
soluciones concentradas de proteinoides y cuyas dimensiones son
comparables a las de una célula. Fueron propuestas por Sydney W. Fox
como modelos precelulares, y se obtienen fácilmente a partir de
aminoácidos que se polimerizan por acción del calor. Estos proteinoides
disueltos en agua hirviendo dan lugar a las microesférulas. Tienen similitud
morfológica y dinámica con las células, presentan fenómenos osmóticos, lo cual sugiere que poseen una
membrana, incorporan materiales del medio, crecen y pueden romperse en un proceso semejante a la
fisión binaria o a la gemación.
A principios de 1930 el científico mexicano Alfonso L. Herrera,
experimentó con una serie de estructuras minúsculas con
Figura 1.5.4 Microesférulas.

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Biología I
Unidad 1
apariencia de microorganismos que formaba a partir de diferentes proporciones de sustancias como
aceite, gasolina y diversas resinas. Los colpoides son estructuras que se obtienen mezclando aceite de
oliva y gasolina blanca, posteriormente se agrega una solución de hidróxido de sodio y hematoxilina como
colorante, que por su carga negativa se adhiere a la superficie de los colpoides. Las estructuras
resultantes exhiben una membrana, vigoroso movimiento amiboideo, corrientes internas y tendencia a
dividirse, características parecidas a las células.
Figura 1.5.5 Colpoides.
En 1942, Herrera publicó un artículo en el que describió la formación de lo que llamó sulfobios, que no
eran sino microestructuras organizadas con apariencia de células formadas a partir de tiocinato de amonio
y formalina; informaba al mismo tiempo de la síntesis de dos aminoácidos y de otros productos de
condensación, incluyendo algunos pigmentos.
El estudio de los posibles precursores de las primeras células o protobiontes demuestra la importancia de
la formación de una membrana que aísla el interior de las gotas (coacervados, microesférulas, sulfobios y
colpoides) del medio externo, permitiendo al mismo tiempo el intercambio de materia y energía. Este tipo
de funciones, junto con otras más complejas, las realizan actualmente las membranas biológicas y están
directamente relacionadas con su estructura.
Más tarde, posiblemente debido a la selección natural, los protobiontes desarrollaron un metabolismo
más eficiente y la aparición de la relación entre los ácidos nucleicos y las proteínas favoreció la adquisición
de material orgánico del medio (nutrición), su síntesis interna, reacciones químicas de degradación
mediante procesos sencillos para la obtención de energía (respiración) y, lo que es más importante, la
transmisión de esta información a sus descendientes (herencia) formados por fisión, fragmentación o
gemación (reproducción) que los transformaron en los primeros organismos unicelulares o eubiontes.
Los primeros seres vivos fueron células de nutrición heterótrofa, es decir, incapaces de producir sus
propios alimentos por lo que debían obtenerlos de las sustancias orgánicas de la sopa primitiva formada
en forma abiótica y de respiración anaerobia por la ausencia de oxígeno.
Hasta hoy, la teoría de la síntesis abiótica ha sido la más aceptada por su carácter multidisciplinario, lo
cual se refleja en la relación que se establece entre los procesos de evolución cósmica, geológica,
química, prebiológica y biológica.

62
Biología I
Unidad 1
Otra posible explicación del origen de la vida es la Teoría de la panspermia propuesta por Svante
Arrhenius en 1908. Sugiere que la vida en la Tierra se desarrolló a partir de una espora o bacteria muy
resistente a temperaturas extremas, al vacío y a las radiaciones, que llegó del espacio exterior en
meteoritos, que a su vez se habría desprendido de otro planeta en el que hubiera vida.
Esta teoría ha tenido objeciones en el sentido de que ninguna forma de vida terrestre como la conocemos
podía resistir a las radiaciones cósmicas así como las altas temperaturas que se generaron al entrar
meteoritos en la atmósfera terrestre. Los argumentos que invalidaron esta teoría en su tiempo fueron que
no resuelve el problema del origen de la vida ya que sólo lo traslada a ese otro planeta de donde
supuestamente procedían las primeras manifestaciones vivientes.
Descubrimientos recientes han dejado sorprendidos a los científicos al encontrar bacterias en el fondo del
Océano Pacífico en zonas cercanas a chimeneas volcánicas cuya temperatura alcanza más de 300°C.
Estas bacterias obtienen su energía de compuestos químicos por un proceso llamado quimiosíntesis y
forman la base de una variada cadena alimenticia que incluye camarones, cangrejos, gusanos tubulares,
almejas, peces y pulpos. Todos ellos deben estar adaptados para soportar un ambiente extremo: una
oscuridad total, temperatura de agua que varia entre 2°C en agua marina y 400°C en la boca de las
chimeneas y presiones cientos de veces superiores a las de la superficie del mar, además de altas
concentraciones de sulfatos y otros elementos nocivos.
Thomas Gold de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) y colaboradores, comunicaron el hallazgo de
restos de bacterias encontradas a varios kilómetros de profundidad en el fondo de un pozo experimental
de petróleo en el norte de Suecia; estas bacterias se desarrollan en rocas porosas y calientes que se
encuentran bajo la tierra y obtienen su energía por el mismo proceso que las bacterias encontradas en la
chimeneas volcánicas submarinas. La existencia de estas bacterias también fue confirmada por Lloyd
Hamilton quién encontró restos de diferentes tipos de ellas en las rocas profundas localizadas en Arabia
Saudita.
Otro hallazgo es el descubrimiento de un antiguo grupo de seres primitivos parientes de las bacterias
llamados Archaeas. Viven en una fuente termal ubicada a 200 m bajo la superficie en Idaho, Estados
Unidos. Generan energía combinando hidrógeno de las rocas con dióxido de carbono, liberando metano
como subproducto.
Estos descubrimientos han llevado a los científicos a proponer Nuevas Teorías sobre el origen de la vida y
a pensar que la vida pudo tener su origen en las profundidades del océano, ya que estas bacterias han

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