Clase Biología I Ref: Campbell

1. Biología I
Ingeniería en Recursos Naturales
Profesor: Gabriel Bravo Jorquera
Email: gbravo@ucm

2. La Biología se inició con
el desarrollo de:
(1) La teoría celular, que establece que todos
los organismos están compuestos por
células y que todas las células surgen de
otras células previas.
(2) La teoría de la evolución por la selección
natural, que mantiene que las especies
cambian en el tiempo porque los individuos
con ciertos rasgos heredables tienen más
descendencia que otros

3. DESCRIPCIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DE LA
ACTIVIDAD CURRICULAR
Esta actividad, es de carácter teórico-aplicado y
tiene como finalidad ampliar los conocimientos
en biología que serán utilizados como bases
parar las actividades curriculares pertenecientes
al área de las ciencias naturales que comparten
su matriz de conocimientos. Con un enfoque en
las temáticas asociadas con el material genético y
reproducción celular, organismos genéticamente
modificados, variabilidad y herencia

4. Correcta
realización de
cátedras
Puntualidad Los estudiantes deben llegar a tiempo a clases
Asistencia Asistir de manera regular al menos un 70% de las clases
Participación activa
Participar de manera activa en las discusiones, actividades y ejercicios
propuestos durante la cátedra, mostrando interés y compromiso con
su aprendizaje
Respeto hacia el docente
y compañeros
Las/os estudiantes deben mostrar respeto hacia el docente y sus
compañeros, escuchando atentamente, evitando interrupciones y
manteniendo un ambiente de respeto mutuo en el aula
Responsabilidad
académica:
Las/os estudiantes deben cumplir con las tareas asignadas, prepararse
para las evaluaciones y mantener una actitud proactiva hacia su
formación académica
Uso adecuado de
dispositivos electrónicos
Usar solamente dispositivos electrónicos, durante las pausas y en
algunas actividades interactivas.

5. Metodología de enseñanza
Horas : Presencial 90 Autónoma 90 Total 180
El tiempo autónomo de los estudiantes podrá ser destinado en el estudio
personal, revisión de textos, preparación de guías, destinado a
complementar los contenidos revisados en clases, además la elaboración de
informes grupales sobre trabajos prácticos realizados en laboratorio.
La metodología de enseñanza se desarrollará mediante clases expositivas y participativas en aula,
con apoyo de tecnología, facilitando el aprendizaje conceptual de los principios biológicos,
incluyendo el aprendizaje basado en casos, donde se espera que el estudiante refuerce sus
competencias en el área científica junto con mejorar sus habilidades en el uso y manejo de
conceptos y herramientas computacionales y bibliográficas. Además, prácticas en laboratorio
individuales y grupales.

6. Talleres o seminarios
Los estudiantes reunidos en grupo, o de
manera individual, aplican los
contenidos estudiados a través de la
resolución de problemas.
Los resultados de aprendizaje se
evaluarán por medio de rúbricas y listas
de cotejo.

7. Evaluación de los
aprendizajes esperados
Las evaluaciones consideran pruebas escritas,
exposiciones orales, análisis de casos y
elaboración de informes, que den cuenta de
los aprendizajes teóricos y prácticos,
revisadas con rúbricas, escala de apreciación,
entre otras.
Los resultados de aprendizaje, serán
evaluados a través de pruebas, talleres y
seminarios, mediante el uso de rúbricas y
listas de cotejo.

8. COMPETENCIAS PROFESIONALES.
Demostrar coherencia ética entre sus postulados valóricos y sus
acciones, respetando los derechos humanos y participando
activamente en las organizaciones comunitarias , haciendo primar la
responsabilidad social desde una perspectiva cristiana
Proponer soluciones para la gestión de riesgos de tipo natural y
antropogénico asociados al manejo de recursos naturales, desde su
ámbito de acción y considerando la interacción con equipos
multidisciplinarios.
Gestionar soluciones a problemas en el ámbito de los recursos
naturales, aplicando conocimientos de las ciencias naturales, velando
por la sustentabilidad de los recursos en el entorno en que se
desempeña

9. RESULTADOS DE
APRENDIZAJES
Identificar la estructura y el funcionamiento de las
células y sus componentes, considerando su impacto en
la biodiversidad y sus problemáticas.
Reconocer la información genética y el comportamiento de los
mecanismos de herencia, su importancia para la variabilidad y la
diversificación de los seres vivos considerando dilemas éticos
relacionados a la temática.

10. UNIDADES DE APRENDIZAJE
Unidad I: La Célula: sus componentes, elementos estructurales y funcionales
Unidad II: Material genético y reproducción celular
Unidad III: Expresión de la información genética
Unidad IV: Variabilidad y herencia

11. Biología celular
Unidad 1
Sistemas biológicos y el concepto de lo vivo
Gabriel Bravo Jorquera

12. ¿Qué es la
vida?

13. Reconocemos la vida
Incluso un niño se da cuenta
de que un perro o una planta
están vivos, mientras que
una roca o un coche no lo
están. Sin embargo, el
fenómeno que llamamos
vida desafía una definición
simple en una sola oración:
“Reconocemos la vida por lo
que hacen los seres vivos”.

14. PROPIEDADES
Y PROCESOS QUE
ASOCIAMOS CON LA
VIDA
Orden: este primer plano de
un girasol ilustra las estructuras
altamente ordenadas que
caracterizan la vida.
Adaptación evolutiva​: La apariencia
del caballito de mar pigmeo se adapta a
su entorno a través de características
que favorecen el éxito reproductivo de
los individuos con rasgos hereditarios
más adecuados para sobrevivir en su
hábitat.
Regulación​: La liebre regula el flujo
sanguíneo en los vasos sanguíneos de
sus orejas para mantener una
temperatura corporal constante al
ajustar el intercambio de calor con el
aire circundante.
Procesamiento de la energía: Procesamiento de
energía. esta mariposa obtiene combustible en
forma de néctar de las flores. la mariposa utilizará la
energía química almacenada en su alimento para
impulsar el vuelo y otros trabajos Crecimiento y desarrollo​: El
patrón de crecimiento y desarrollo
de organismos, como este roble,
está controlado por la información
heredada que se transporta a
través de los genes
Respuesta al medio
ambiente​: Venus de la
izquierda se cerró
rápidamente en
respuesta al estímulo
ambiental de un
saltamontes que
aterrizó en la trampa
abierta
Reproducción ​: es el
proceso mediante el cual los
organismos se multiplican
dentro de su misma especie

15. Pygmy seahorse, el maestro del camuflage
https://www.youtube.co
m/watch?v=unRhZesFnNk

16. “Hay pocos escondites para un
ratón entre los escasos grupos de
hierba de la playa que salpican las
brillantes dunas de arena blanca a
lo largo de la costa de Florida. Los
ratones de playa que viven allí
tienen un pelaje claro y moteado,
lo que les permite mezclarse con
su entorno”.
Campbell Biology, Urry et al.

17. Sistemas biológicos y
el concepto de lo vivo
La vida, es la propiedad básica de
las células, y las células son las
unidades más pequeñas que
exhiben esta propiedad.
A diferencia de las partes de una
célula, que simplemente se
deterioran si están aisladas, las
células completas se pueden sacar
de una planta o animal y cultivarse
en un laboratorio, donde crecerán
y se reproducirán durante largos
periodos.

18. Incluso desde el espacio, podemos observar signos de vida en la Tierra, como el mosaico verde de los bosques.
Además, podemos contemplar la totalidad de la biosfera, que abarca toda la vida en nuestro planeta y todos los
entornos donde esta prospera: desde la mayoría de las regiones terrestres y masas de agua, hasta la atmósfera a
altitudes de varios kilómetros e incluso los sedimentos en lo más profundo del lecho marino.
Nuestro primer cambio de escala nos lleva a un prado de montaña en América
del Norte, que es un ejemplo de un ecosistema, al igual que lo son los bosques
tropicales, las praderas, los desiertos y los arrecifes de coral. Un ecosistema
está compuesto por todos los seres vivos en una zona particular, junto con
todos los componentes no vivos del entorno con los que la vida interactúa,
como el suelo, el agua, los gases atmosféricos y la luz.
El conjunto de organismos que habitan un ecosistema particular se
denomina comunidad biológica. La comunidad en nuestro ecosistema
de pradera incluye diversos tipos de plantas, varios animales, hongos y
otros organismos, así como una gran cantidad de microorganismos
diversos, como bacterias, que son demasiado pequeños para ser vistos
a simple vista. Cada una de estas formas de vida pertenece a una
especie, un grupo cuyos miembros solo pueden reproducirse con otros
miembros del grupo
Cada planta en el
prado es un
organismo, al igual
que cada animal,
hongo y bacteria
Una población está compuesta por todos los individuos de una
especie que viven dentro de los límites de un área específica. Por
ejemplo, nuestro prado incluye una población de lupinos (algunos
de los cuales se muestran aquí) y una población de venados mula.
Por lo tanto, una comunidad es el conjunto de poblaciones que
habitan en una zona particular.
1 La Biosfera
2 Ecosistema
3 Comunidades
4 Población 5 Organismos
Modificado y traducido de Campbell

19. Las hojas, tallos y raíces son los
principales órganos de las plantas.
Dentro de un órgano, cada tejido
tiene un arreglo distintivo y
contribuye con propiedades
particulares a la función del órgano
La jerarquía estructural de la vida continúa
desplegándose a medida que exploramos la
arquitectura de un organismo complejo. Una hoja es un
ejemplo de un órgano, una parte del cuerpo
compuesta por múltiples tejidos y con funciones
específicas en el organismo.
Para observar los tejidos de una hoja se requiere un microscopio. Cada tejido es un grupo de
células que trabajan juntas, desempeñando una función especializada. El tejido en forma de
panal en el interior de la hoja (lado izquierdo de la foto) es el lugar principal de la fotosíntesis,
el proceso que convierte la energía lumínica en la energía química del azúcar.
La "piel" en forma de rompecabezas en la
superficie de la hoja es un tejido llamado
epidermis (lado derecho de la foto). Los
poros a través de la epidermis permiten la
entrada del gas CO2, una materia prima
para la producción de azúcar.
La célula es la unidad
fundamental de
estructura y función
de la vida. Algunos
organismos consisten
en una sola célula, la
cual realiza todas las
funciones vitales.
Otros organismos son pluricelulares y
presentan una división del trabajo entre células
especializadas. Aquí observamos una vista
ampliada de una célula en un tejido foliar. Esta
célula tiene aproximadamente 40 micrómetros
(μm) de diámetro, lo que equivale a unas 500
de ellas para abarcar el ancho de una moneda
pequeña. Dentro de estas diminutas células se
encuentran estructuras verdes aún más
pequeñas llamadas cloroplastos, responsables
de la fotosíntesis.
Los cloroplastos son ejemplos
de orgánulos, los diversos
componentes funcionales
presentes en las células. La
imagen, capturada por un
microscopio potente, muestra
un solo cloroplasto.
Nuestro último cambio de escala nos sumerge en un
cloroplasto para observar la vida a nivel molecular.
Una molécula es una estructura química compuesta
por dos o más unidades llamadas átomos,
representados como esferas en esta imagen
computarizada de una molécula de clorofila.
La clorofila es el
pigmento que hace que
una hoja sea verde, y
absorbe la luz solar
durante la fotosíntesis.
Dentro de cada
cloroplasto, millones de
moléculas de clorofila se
organizan en sistemas
que convierten la energía
lumínica en la energía
química de los alimentos.

21. Niveles de organización
celular y molecular
El recuadro 1 representa una micrografía electrónica de la capa
epitelial de células que limitan la pared interior del intestino.
El recuadro 2 muestra las microvellosidades apicales; cada
microvellosidad contiene un haz de microfilamentos.
El recuadro 3 representa las subunidades de la proteína actina que
forman parte de cada filamento.
En el recuadro 4 se distingue una mitocondria.
El recuadro 5 señala una porción de la membrana interna de las
mitocondrias, incluidas las partículas pediculadas (flecha superior) que
se proyectan a partir de la membrana y corresponden a los sitios
donde se sintetiza el ATP.
Los recuadros 6 y 7 muestran los modelos moleculares de la
maquinaria de síntesis de ATP.

22. El contexto
químico de la vida
Los organismos están compuestos de materia, que es todo aquello que ocupa
espacio y tiene masa.
La materia existe en diversas formas. Rocas, metales, aceites, gases y
organismos vivos son solo algunos ejemplos de lo que parece ser una
interminable variedad de materia.
La materia está compuesta por elementos químicos en forma pura y en
combinaciones llamadas compuestos.

24. Unos pocos
elementos
constituyen el
mayor porcentaje
de la masa de los
seres vivos

25. Composición
química del cuerpo
humano.

26. Elementos esenciales
en el cuerpo humano
Especialmente importantes son los elementos traza, como hierro (Fe),
cobre (cu), zinc (Zn), yodo (I) y cobalto (co), los cuales en conjunto
conforman aproximadamente 0.1% de la masa corporal. Estos elementos
son necesarios para el desarrollo de las funciones biológicas como el
crecimiento, el transporte de oxígeno para el metabolismo y la defensa
contra las enfermedades.

27. La naturaleza de las moléculas
biológicas
La mayor parte de un organismo es agua. Si
el agua se evapora, la mayor parte del peso
seco restante consiste en moléculas que
contienen átomos de carbono.

28. • El carbono es un átomo muy versátil.
• Presenta 4 electrones desapareados en su
última capa
• Al interactuar con otros elementos puede
formar enlaces covalentes

29. El carbono
forma un
número casi
ilimitado de
combinaciones

30. El carbono presenta una electronegatividad intermedia, lo que le
permite unirse a muchos otros átomos, tanto electropositivos (H)
como electronegativos (O, N, S)

31. Todos los
bioelementos son
esenciales para la
salud.

33. ELEMENTO SÍMBOLO BIOLOGICAL ROLE
Azufre (S) Important in protein structure: Sulfide bonds are strong.
Calcio (Ca) Bone; muscle contraction
Carbono (C) Constituent(backbone) of organic molecules
Cloro (Cl) Digestion and photosynthesis
Cobre (Cu) Part of Oxygen-carrying pigment of mollusk blood.
Flúor (F) For normal tooth enamel development
Fósforo (P) High energy bond in ATP.
Hidrogeno (H) Part of water and all organic molecules
Hierro (Fe) Hemoglobin, oxygen caring pigment of many animals
Iodo (I) Part of thyroxine (a hormone)
Magnesio (Mg) Part of chlorophyll.
Manganeso (Mn) Essential to some enzyme actions.
Nitrógeno (N) Constituent of all proteins and nucleic acids.
Oxigeno (O) Respiration; part of water; and in nearly all organic molecules.
Potasio (K) Generation of nerve impulses.
Selenio (Se) For the working of many enzymes.
Sílice (Si) Diatom shells; grass leaves.
Sodio (Na) Part of Salt; nerve conduction
Zinc (Zn) Essential to alcohol oxidizing enzyme.

34. Moléculas

35. Moléculas
simples
(Inorgánicas)

36. El AGUA

39. Estructura del agua
• 2 Hidrógenos y 1 Oxígeno formando
enlaces covalentes
• Distribución asimétrica de sus electrones
• Molécula polar
• Interacciones dipolo-dipolo esta dada
por puentes de hidrógeno.

41. Elevada fuerza de cohesión
agua
aire
Líquido casi incompresible

42. Elevada fuerza de adhesión

45. Elevada tensión superficial

47. Gran calor específico

49. Elevado calor de vaporización

51. En el agua pura, a 25ºC, sólo un
mol de cada 10.000.000 está
disociado, por lo que la
concentración de H+ es de 10-7.
pH= -log[H+]
Por esto, el pH del agua pura
es igual a 7.

52. Funciones del agua
• Función disolvente
• Función bioquímica
• Función de transporte
• Función estructural
• Función mecánica amortiguadora
• Función termorreguladora

53. Todas las reacciones metabólicas ocurren
en un ambiente acuoso

54. • Puede intervenir como reactivo del metabolismo
Fotosíntesis
Respiración
Solubilización del CO2 en sangre

55. • Transporte de sustancias a través
de redes circulatorias

56. • Soporte de la estructura celular

57. • Da flexibilidad y elasticidad a los
tejidos

58. • Amortiguador térmico

59. • Lubricante, amortiguadora del roce entre
órganos.

60. La
importancia
de consumir
agua

67. Cambio
climático
El aumento de los fenómenos meteorológicos y climáticos extremos ha
expuesto a millones de personas a una inseguridad alimentaria aguda y a una
reducción de la seguridad hídrica, observándose los mayores impactos en
muchos lugares y/o comunidades de África, Asia, América Central y del Sur, los
PMA, las islas pequeñas y el Ártico. y para los productores de alimentos a
pequeña escala, los hogares de bajos ingresos y los pueblos indígenas a nivel
mundial (nivel de confianza alto, IPCC2023).
https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/downloads/report/IPCC_A
R6_SYR_SPM.pdf

68. Con cada incremento del calentamiento global, los cambios regionales en el clima
medio y los extremos se vuelven más generalizados y pronunciados.

69. Existe una ventana de oportunidad cada vez más
estrecha para permitir un desarrollo resiliente al clima.

70. https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/joc.621
9

72. Sales minerales

73. Funciones de las
Sales minerales
Sales insolubles en agua (poco solubles):
Forman estructuras sólidas:
• Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos.
• Esqueleto de vertebrados: fosfatos, cloruros, y carbonatos de
calcio
• Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas.
• Otolitos del oído interno (cristales de carbonato cálcico).

74. Funciones de las Sales minerales
• Sales solubles en agua.
• Se encuentran disociadas en sus iones que son los responsables de su actividad.
• Funciones catalíticas. Cofactores enzimáticos
• Funciones osmóticas. distribución de agua, generación de gradientes electroquímicos, potencial de
membrana y sinapsis neuronal.
• Función tamponadora.

75. Oxido Nítrico
• Acción moduladora del tono vascular
• Neurotrasmisión central y periférica
• Mecanismo inmunológico
• Agregación plaquetaria

76. Ácidos y
Bases