Biología I PDF

 

DATOS DEL ALUMNO Nombre: ________________________________________________  Plantel:_________________________________________________  Grupo: ________ Turno: __________ Teléfono: ________________ 

 

COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA FRANCISCO ARTURO VEGA DE LAMADRID Gobernador del Estado de Baja California MIGUEL ÁNGEL MENDOZA GONZÁLEZ  Secretario de Educación y Bienestar Social y Director General del ISEP del Estado de Baja California IVÁN LÓPEZ BÁEZ  Subsecretario de Educación Media Superior Superior,, Superior, Formación Docente y Evaluación JAVIER SANTILLÁN PÉREZ  Director General del CBBC JORGE GUEVARA ORTEGA Director de Planeación Académica del CBBC

BIOLOGÍA I Edición,, agosto de 2017 Edición Edición,, agosto de 2018 Edición  Actualizado por: por: Quím. Biól. Delia Karina Huitrón Vel Velázquez ázquez Biól. Erika Arroyo Rebolledo Quím. Biól. Luz Marina Silva Manzo Méd. Karina Nevárez Alarcón

Ing. Biól. Mónica Gregoria Casillas Alcalá Quím. Biól.Georgina Morales Ramírez Quím. Lineth López Fonseca

En la realización del presente material, participaron:   

JEFA DELLic. DEPARTAMENTO DE ACTIV ACTIVIDADE IDADES S EDUCATIVAS Teresa López Pérez

 

EDICIÓN, AGOSTO DE 2018

   

Lic. Gerardo Enríquez Niebla Ing. Diana Castillo Ceceña

La presente edición es propiedad del  Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California. Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra. Este material fue elaborado bajo la coordinación y supervisión de la Dirección de Planeación Académica del Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California. Blvd. Anáhuac #936, Centro Cívico, Mexicali, B.C., México. www.cobachbc.edu.mx  www.cobachbc.edu.mx 

 

ÍNDICE PRESENTACIÓN   •

COMPETENCIAS COMPETENCI AS GENÉRICAS QUE EXPRESAN EL PERFIL DEL EGRESADO

•

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS DEL CAMPO DE CIENCIAS EXPERIMENTALES

•

ENFOQUE DE LA DISCIPLINA

•

UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA

•

RELACIONES DE LOS CONTENIDOS CON LOS APRENDIZAJES CLA CLAVES. VES. CAMPO DISCIPLINAR: CIENCIAS EXPERIMENTALES

BLOQUE I: BIOLOGÍA COMO CIENCIA CIENCIA DE DE LA VIDA ............................... .................................................... ..................... 12

BLOQUE BLOQ UE II: COMPONE COMPONENTES NTES QUÍMICO QUÍMICOS S DE LOS SERES SERES VIVOS VIVOS .......... ............... .......... .......... .......... ..... 46

BLOQUE III: LA CÉLULA Y SU MET METABOLISMO............ ABOLISMO................................................ ................................................... ............... 74

BLOQUE IV IV:: GENÉTICA GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA.... BIOTECNOLOGÍA......................................... ........................................ ... 110

BLOQUE V: V: REPRODUCCIÓN REPRODUCCIÓN CELULAR ................................. ...................................................................... ............................................. ........ 144

 

PRESENTACIÓN Con la puesta en marcha del Modelo Educativo para la Educación Obligatoria (SEP, 2017), se realizó una reestructuración de los programas de estudio de primer semestre por lo que fue necesario realizar una adecuación de los materiales didácticos de apoyo para los estudiantes y docentes. Es importante mencionar que el Nuevo Modelo Educativo (NME), no signica un cambio total de los maniestos y preceptos educativos que caracterizaron la Reforma Integral de la Educación Media Superior (RIEMS); sino que signica: fortalecimiento, articulación, organización y concreción de aspectos educativos y pedagógicos, tal como se maniesta en los siguientes párrafos:

“El Modelo educativo 2016 reorganiza los principales componentes del sistema educativo nacional para que los estudiantes logren los aprendizajes que el siglo XXI exige y puedan formarse integralmente… En este sentido, el planteamiento pedagógico -es -e s decir, la organización y los procesos que tienen lugar en la escuela, la prácticas pedagógicas en el aula y el currículum- constituyen el corazón del modelo”. “…El cambio que se plantea está orientado a fortalecer el sentido y el signicado de lo que se aprende.

Se propone ensanchar y hacer más sólidos el entendimiento y la comprensión de los principios fundamentales, así ocomo de las relaciones que los ycontenidos entreespacio sí. La memorización de hechos, conceptos procedimientos es insuciente hoy ocupageneran demasiado en la enseñanza. El desarrollo de las capacidades de pensamiento crítico, análisis, razonamiento lógico y argumentación son indispensables para un aprendizaje profundo que permita trasladarlo a diversas situaciones para resolver nuevos problemas. Los aprendizajes adquieren sentido cuando verdaderamente contribuyen al pleno desarrollo personal y de los individuos”. (SEP, (SEP, 2016: 15-18). En este sentido, las Guías de Actividades del Alumno para el Desarrollo de Competencias de las diferentes asignaturas en un primer momento serán adecuadas a los lineamientos pedagógicos antes citados y a los nuevos programas de estudio emanados del NME; la elaboración de los nuevos materiales didácticos se efectuará en los próximos semestres. Considerando y conscientes de la dicultad para que el alumnado tenga acceso a una bibliografía adecuada, pertinente y ecaz con el entorno socioeconómico actual, el CBBC brinda la oportunidad

a los estudiantes de contar que con comprende materiales didácticos el óptimo desarrollo de los programas de estudio de las asignaturas el Plan depara Estudios Vigente. Cabe subrayar que, dichos materiales son producto de la participación de docentes de la Institución, en los cuales han manifestado su experiencia, conocimientos y compromiso en pro de la formación de los jóvenes bachilleres. Es necesario, hacer énfasis que la guía no debe ser tomada como la única herramienta de trabajo y fuente de investigación, ya que es imprescindible que los estudiantes lleven a cabo un trabajo de consulta en otras fuentes bibliográcas impresas y electrónicas, material audiovisual, páginas Web,

bases de datos, entre otros recursos didácticos que apoyen su formación y aprendizaje.

 

COMPETENCIAS GENÉRICAS Se autodetermina y cuida de sí. 1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. CG1.1 Enfrenta las dicultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidade debilidades. s. CG1.2 Identica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante una situación que lo rebase. CG1.3 Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida. CG1.4 Analiza críticamente los factores que inuyen en su toma de decisiones. decis iones.

CG1.5 Asume las consecuencias CG1.5 Asume consecuencias de de sus comportamientos comportamientos y decisiones. decisiones. CG1.6 Administra CG1.6  Administra los recursos recursos disponibles teniendo teniendo en cuenta las restricciones restricciones para el logro de sus metas. 2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros. CG2.1 Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y emociones. CG2.2 Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad. CG2.3 Participa en prácticas relacionadas con el arte. 3. Elige y practica estilos de vida saludables. CG3.1 Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social. CG3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo. CG3.3 Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean. Se expresa y comunica. 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiados. CG4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o grácas.

CG4.2  Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutor CG4.2 Aplica interlocutores, es, el contexto en el que se encuentra y los objetivos que persigue. CG4.3 Identica las ideas clave en un texto o discurso oral e inere conclusiones a partir de ellas. CG4.4 Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas. CG4.5 Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.

 

Piensa crítica y reexivamente. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. instrucciones y procedimientos manera reexiva, comprendiendo como cada CG5.1 uno de Sigue sus pasos contribuye al alcance de undeobjetivo. CG5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. CG5.3 Identica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos. CG5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. CG5.5 Sintetiza evidencias obtenidas obtenid as mediante la experimentac experimentación ión para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. CG5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.

6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reexiva.

CG6.1  Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito especíco y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y conabilidad. CG6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identica prejuicios y falacias. CG6.3 Reconoce los propios prejuicios, modica sus puntos de vista al conocer nuevas

evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta. CG6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. Aprende de forma autónoma. 7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida. CG7.1 Dene metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento. CG7.2  Identica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dicultad, reconociendo reconocien do y controland controlando o sus reacciones frente a retos y obstáculos. CG7.3   Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida CG7.3 cotidiana. Trabaja en forma colaborativa. 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. CG8.1  Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, CG8.1  deniendo un curso de acción con pasos especícos.

CG8.2  Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera CG8.2  reexiva.

CG8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con CG8.3 Asume los que cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.

 

Participa con responsabilidad en la sociedad. 9. Participa con una conciencia cívica y ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo. CG9.1 Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conictos. Toma decisiones a n de contribuir con tribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de CG9.2 la sociedad. CG9.3 Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e instituciones, y reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos. CG9.4 Contribuye CG9.4  Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés general de la sociedad. CG9.5  Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado. CG9.6   Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e CG9.6 internacional ocurren dentro de un contexto global interdependiente.

10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales. CG10.1 Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de CG10.1 Reconoce dignidad y derechos de todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación. CG10.2 Dialoga CG10.2  Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación de sus propias circunstancias en un contexto más amplio. CG10.3  Asume que el respeto respeto de las diferencias diferencias es el principio de de integración y convivencia convivencia en los contextos local, nacional e internacional. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables. CG11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos CG11.1 Asume local, nacional e internacional. CG11.2 Reconoce CG11.2  Reconoce y comprende las implicaciones implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. CG11.3 Contribuye CG11.3  Contribuye relación al ambiente.al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con

 

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS CIENCIAS EXPERIMENTALES CDBE 1 Establece 1 Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales especícos.

CDBE 2 Fundamenta 2 Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. CDBE 3 Identica problemas, formula preguntas de carácter cientíco y plantea las hipótesis necesarias para responderlas. CDBE 4 Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter cientíco, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.

CDBE 5 Contrasta 5 Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusione conclusiones. s. CDBE 6 Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias cientícas.

CDBE 7  Explicita las nociones cientícas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos. CDBE 8 Explica el funcionamie funcionamiento nto de máquinas de uso común a partir de nociones cientícas. CDBE 99 Diseña  Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios cientícos.

CDBE 10 Relaciona 10 Relaciona las expresiones simbólicas simb ólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos cientícos.

CDBE 11 Analiza 11 Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico f ísico y valora las acciones humanas de riesgo e impacto ambiental. CDBE 12 Decide 12 Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece. CDBE 13 Relaciona los niveles de organización Química, Biológica, Física y Ecológica de los sistemas vivos. CDBE 14 Aplica 14 Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de su vida cotidiana.

 

ENFOQUE DE LA DISCIPLINA El campo disciplinar de las Ciencias Experimentales en la Educación Media Superior (EMS), pretende que el estudiantado conozca y aplique métodos y procedimientos de dichas ciencias para la resolución de problemas cotidianos, permitiendo la comprensión racional de su entorno a partir de estructuras de pensamiento y procesos aplicables a contextos diversos, los cuáles les serán útiles a lo largo de la vida para el desarrollo de acciones responsables hacia el ambiente y hacia sí mismo. La materia de Biología tiene como ejes principales el estudio de la unidad, diversidad y continuidad de los seres vivos: la unidad, dado que todos los seres vivos tenemos mucho en común por las estructuras celulares que nos forman y por los procesos químicos y siológicos para mantenernos

vivos; la diversidad porque tenemos ancestros comunes, y en consecuencia formamos una gran familia que se originó hace varios miles de millones de años, y continuidad porque todos nos reproducimos a través de los genes, genes , formados por la misma molécula de la l a herencia, que es el ADN. De tal forma, la asignatura de Biología I del componente de formación for mación básica del plan de estudios del bachillerato general, se ubica en tercer semestre semestr e con el propósito de que el estudiantado establezca la relación entre los seres vivos con el medio ambiente, la sociedad y la tecnología; esto a partir de sus ejes principales de estudio.

UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA 1er. semestre Química I

2do. semestre Química II

Ética I

Ética II

Metodología de la Investigación

Taller de Lectura y Redacción I

Biología I

Todas las asignaturas de 2do. semestre

4to. semestre Biología II

Física I

Física II

Matemáticas IV

5to. semestre

6to. semestre

Geografía

Ecología

Temas Selectos de Ciencias de la Salud I Temas Selectos de

Temas Selectos de Ciencias de la Salud II Temas Selectos de

Biología II Temas Selectos de Química II Todas las Todas las asignaturas asignaturas de de 6to. Todas las Todas las 5to. semestre semestre asignaturas de asignaturas de de los de los 3er. semestre 4to. semestre componentes componentes básico y básico y propedéutico propedéutico FORMACIÓN PARA EL TRABAJO

Matemáticas III

Taller de Lectura y Redacción I

Todas las asignaturas de 1er. semestre

3er. semestre

TUTORÍAS

Biología I Temas Selectos de Química I

 

RELACIÓN DE CONTENIDOS CON LOS APRENDIZAJES CLAVES CAMPO DISCIPLINAR: CIENCIAS EXPERIMENTALES EJE

COMPONENTE

Relaciona las aportaciones de la ciencia al desarrollo de la humanidad Explica la estructura y organización de los componentes naturales del planeta

Desarrollo de laaciencia y la tecnología través de la historia de la humanidad Estructura, propiedades y funciones de los sistemas vivos en el ambiente natural. Estructura, propiedades y funciones de los sistemas vivos en el ambiente natural.

Explica el comportamiento e interacción en los sistemas químicos, biológicos, físicos y ecológicos.

Reproducción y continuidad de los sistemas vivos en el tiempo.

CONTENIDO CENTRAL

BLOQUE

La ciencia con vida propia

I,IV

¿Cómo distinguimos un ser vivo de un ser no vivo?

I, II

Procesos energéticos y cambios químicos de la célula.

III

La reproducción celular.

V

Emulando la naturaleza naturaleza biológica biológica en el laboratorio.

IV

 

Bloque I BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA L A VIDA VIDA

Competencias genéricas 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. CG5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. CG5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. CG6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos. 8.1 Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con casos específicos. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.

11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. 11.2 Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. 11.3 Contribuye Contribuye al alcance de un equilibrio entre los interés de corto y largo plazo con relación al ambiente.

Competencias disciplinares básicas CDBE1. Establece la interrelación entre ciencia, tecnología, la sociedad y ambiente en contextos históricos y sociales especícos.

CDBE13. CDBE13.  Relaciona los niveles organización organización química, biológica, física y ecología de losde seres vivos.

 

Formación Básica - Tercer Semestre

BLOQUE I BLOQUE I

BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA

Biología como ciencia de la vida 

Propósito: Explicaque el campo de aacción de lavivos, Biología, distinguiendo las características unifican los seres reconociendo de manera crítica y responsable su participación dentro de la naturaleza. Interdisciplinariedad Física I Matemáticas III

Transversalidad Eje transversal social Eje transversal de la Salud Eje transversal ambiental Eje transversal de habilidades lectoras

Aprendizajes esperados ◊

Analiza por medio del Método Cientíco, diferentes problemáticas de su entorno mostrando

◊

disposición al trabajo metódico y organizado. Explica la importancia de la Biología, sus avances así como su relación con otras ciencias, favoreciendo un pensamiento crítico sobre su impacto en su entorno.

◊

Distingue los niveles de organización y las características de los seres vivos, identicándolos

en su entorno, asumiendo una actitud responsable hacia el mismo. Conocimientos

Habilidades

Actitudes

  Características de la ciencia y método Reconoce las características de la ciencia y las del cientíco. procedimiento cientíco. • Sistemática • Metódica Describe los avances del • Objetiva campo de estudio de la • Vericable Biología y su relación con • Modicable 3  Campo de estudio y divisiones de la otras ciencias. Biología. Distingue los niveles de 3  Relación de la Biología con otras ciencias. organización de la materia. 3   Avances de la Biología. Identica las características 3  Niveles de organización de la materia viva. de un ser vivo. 3  Características de los seres vivos: • Estructura celular  • Metabolismo • Catabolismo y Anabolismo • Organización • Homeostasis • Irritabilidad • Reproducción • Crecimiento • Adaptación 3

Favorece un pensamiento crítico ante las acciones humanas de impacto ambiental. Se relaciona con sus semejantes de forma colaborativa almostrando disposición trabajo metódico y organizado. Reexiona

sobre

diferentes posturas para conducirse en el contexto.

12 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

El desarrollo de este bloque te ayudará a desarrollar las destrezas y las habilidades que te permitirán identificar el campo de estudio y la relación de la Biología con otras ciencias, así como reconocer el carácter científico de la disciplina, el impacto ambiental, social y económico que estas aplicaciones tienen en tu vida cotidiana, a través de los diversos ejemplos y situaciones que se presentan. Introducción: Si observas a tu alrededor y observas los distintos paisajes que tiene nuestro planeta, percibes la gran diversidad de seres vivos que lo habitamos, dando sentido y belleza a este planeta Tierra. A través de la historia, el ser humano ha tenido la inquietud de conocer, describir y explicar los fenómenos relacionados con la vida; desarrollando la Biología que, de forma descriptiva se conoce a todas las especies de seres vivos del planeta. EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA Instrucciones: Para que puedas valorar qué conocimientos, habilidades habilidades y actitudes has adquirido sobre la Biología hasta este momento. Responde las siguientes preguntas: 1.- Piensa y anota tres ejemplos en que relaciones a la Biología con tu vida cotidiana:  ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____  2.- Rama de la Biología que se encarga de estudiar las relaciones entre los seres vivos y su ambiente:  A) Taxonom Taxonomía ía

B) Ecología Ecología

C) Zoología Zoología

3.- Escribe tres ciencias que se relacionen con la Biología:  ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ _________________ _________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _____________  _____  4.- Ordena los siguientes niveles de organización de la materia del más simple al más complejo: ( ) Órgano ( ) Molécula ( ) Célula ( ) Átomo ( ) Individuo ( ) Ecosistema 5.- Ordena los pasos del método cientíco:

( ) Análisis de resultados ( ) Planteamiento del problema

( ) Comprobación de la ( ) Informe de la investigación hipótesis o experimentación ( ) Planteamiento de la ( ) Estructura del marco teórico hipótesis o investigación documental

6.- De la siguiente lista selecciona 3 características básicas de la ciencia:  A) Vericab Vericable le

B) Modicable Modicable

C)Proactivo

D)Subjetiva

E) Metodológico 13

BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Inicio: Situación didáctica Las Golondrinas alicortas a igual que las palomillas cambiantes Volverán las oscuras golondrin golondrinas as en tu balcón sus nidos a colgar, y, otra vez, con el ala a sus cristales. Jugando llamarán;  pero aquéllas aquéllas que el vuelo vuelo refrenaban refrenaban tu hermosura y mi dicha al contemplar, aquéllas que aprendieron  nuestros nombres… esas… ¡no volverán! 

Muy Bonito. Gustavo Adolfo Bécquer basa su imagen poética en la idea de que las golondrinas que vuelven cada año son esencialmente iguales que las del año anterior. Sin embargo, de acuerdo con un trabajo reciente en Current Biology, es muy posible que las golondrinas estén evolucionando muy rápidamente y que los “culpables” de este fenómeno sean (curiosamente) los automovilistas. Se trata de una especie particular de golondrina americana (Petrochelidon pyrrhonota), que construye sus característicos nidos de barro debajo de los puentes de las carreteras. No es extraño pues, que a las golondrinas les guste posarse en el asfalto situado directamente encima del nido y ahí está el problema. A pesar de que esta ave maniobra maravillosamente bien en vuelo, debido a la escasa longitud de sus patas, les cuesta levantarlo, de aquí la frecuente mortandad por atropellos que sufre. Los autores del artículo se han pasado cerca de 30 años recogiendo datos sobre esta especie y han podido establecer con claridad dos hechos: primero, que la frecuencia de atropellos ha disminuido signicativamente a lo largo de los años y, segundo, que las alas de las golondrinas se han acortado también de manera signicativa. A partir de estos hechos, los autores proponen

que ambas cosas pueden estar relacionadas. Una golondrina de alas largas vuela más rápido, pero unas alas más cortas facilitarían a las aves levantar el vuelo con más rapidez. Las golondrinas estarían adaptándose a la peligrosa presencia de automóviles modicando su morfología de forma

apropiada. Evolución a ojos vistas. https://pablorpalenzuela.wordpress. https://pablorpalen zuela.wordpress.com/2013/1 com/2013/11/01/golondrinas1/01/golondrinas-alicortas-y-polilla alicortas-y-polillas-cambiantes/ s-cambiantes/

14 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 1

De acuerdo al texto de la situación didáctica, de manera individual contesta cont esta las siguientes preguntas, al terminar coma las respuestas en plenaria, atendiendo con respeto los comentarios de los demás compañeros. 1.- ¿Cuál es la problemática que plantea el artículo?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____  2.- ¿De qué forma se adaptaron las golondrinas a nuevo ambiente que se desarrollan?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____  3.- ¿Qué ciencia estudia los seres vivos?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____  4.- ¿Por qué es importante la ciencia que estudia los seres vivos?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____  5.- En plenaria elabora una denición de Biología y su importancia:

 ________________________  ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____ 

Desarrollo: ¿Qué es la Biología?  A través de la historia historia,, el ser humano ha tenido la inquietu inquietud d de conoce conocer, r, describir y explica explicarr los fenómenos relacionados con la biodiversidad de seres vivos en el planeta en sus distintos paisajes dando sentido y belleza a este planeta Tierra. El término Biología proviene de las etimologías bios: vida y logos: estudio o tratado, es decir, el estudio de la vida; y es, junto con la Geografía, Química y Astronomía, una de las ciencias naturales establecidas por la UNESCO. La Biología comprende el conjunto de disciplinas que estudian los fenómenos que suceden y afectan a los seres vivos. La escala de estudio de estos fenómenos abarca desde los que ocurren a nivel de moléculas, hasta los que ocurren en niveles más complejos, como en los individuos o las poblaciones. Desde los inicios de la civilización, los antiguos pobladores observaron la diversidad que existía en las plantas animales, igual manera conocieron algunas propiedades tenían plantas para reduciry el dolor, o de que algunos animales tenían capacidad de hacerque daño por ciertas las sustancias 15 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

que producían, como el veneno o algunas toxinas; así fue como nacieron la Botánica, la Zoología y la Medicina, que en su momento fueron áreas del conocimiento aisladas una de la otra. Posteriormente, con la invención del microscopio por Zacharías Janssen y el perfeccionamiento de los microscopios compuestos, por Antón van Leeuwenhoek (Lanfranconi, 2000), fue posible analizar con mayor precisión la materia viva y encontrar la relación de la Biología con otras ciencias porque coinciden sus objetos de estudios. La Biología surge como ciencia que los seres vivos, sucon estructura, constitución química, funcionamiento y sula relación con estudia el medioa ambiente. En el año de 1802 en Alemania, fue introducido el término “Biología” por el cientíco

francés Jean Baptiste de Lamarck.

http://queestudia.org/ciencia/biologia/

ACTIVIDAD 2

a. Realiza de manera individual un escrito con las conclusiones de una consulta bibliográca de un texto de divulgación cientíca o de las páginas web, recomendadas por tu profesor. El escrito

deberá presentar la importancia de la relación de las ciencias con la Biología y su desarrollo de la tecnología que permitan una mejor calidad de vida. Lecturas sugeridas: http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/introbiotec.htm Biotecnología El tránsito desde la ciencia básica a la Tecnología: La biología como modelo http://www.oei.es/oeivirt/rie1 http://www .oei.es/oeivirt/rie18a04.htm 8a04.htm

La Biotecnología sintética: las implicaciones de un nuevo campo para la salud ambiental. http://www.scielo.org.mx/scielo. http://www .scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0036-3 php?pid=S0036-36342010000300012& 6342010000300012&script=sci_arttext script=sci_arttext

b. En mi vida cotidiana la Biología es importante porque…

16 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

c. Con los resultados de la investigación documental que realizaste, complementa los siguientes cuadros. Ramas de estudio de la Biología Rama Objeto de estudio Bioquímica Los compuestos y las reacciones químicas de los seres vivos Los procesos físicos de los seres vivos Los procesos hereditarios, desde el nivel molecular, celular, de un individuo y de la población Citología Los tejidos animales y de las plantas La estructura y localización de órganos y sistemas de los seres vivos Fisiología Los procesos del desarrollo, a partir de la fecundación Paleontología

Virología Bacteriología Micología

Botánica

Los organismos de tamaño microscópico, abarcando virus, bacterias, protozoarios y hongos

Las algas Los protozoarios Las plantas Los animales El comportamiento animal Las relaciones de los seres vivos entre sí y con su medio ambiente

Ictiología  Aves Herpetología Insectos Mamíferos La historia de la vida, las teorías sobre el proceso que dio lugar a la biodiversidad Taxonomía (Cuadros tomados de Velázquez Ocampo 2007)

¿Cómo se relaciona la Biología en los diferentes aspectos de la vida?

17 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

d. Conformar equipos y complementen los siguientes casos: Rama(s) de la Biología que intervienen para la solución

Caso 1. En una empresa que elabora jugos y néctares se presentó el problema de la presencia de un hongo dentro de las botellas de una bebida refrescante, afectando con esto la calidad del producto y ocasionado grandes pérdidas económicas. 2. El oso panda se encuentra en peligro de extinción ya que son presa de cacería, también ha inuido el que se alimentan de bambú y muchos bosques de bambúes

han sido destruidos para convertirlos en campos de cultivo. Actualmente existen aproximadamente sólo 1,000 ejemplares en libertad y unos cuantos en algunos zoológicos. El problema es que como los pandas son tímidos, no se reproducen fácilmente y otro problema es que son muy vulnerables cuando nacen. 3. La gripe es causada por un virus de la inuenza. La mayoría de las personas

contraen la gripe cuando inhalan gotitas provenientes de la tos o los estornudos de alguien tiene puede si las tocapersonas algo queconfunden contenga el virus yque luego segripe. toca laUsted boca,también la nariz la o los ojos.contraer A veces, resfriados con gripe. Son diferentes, pero usted podría tener algunos de los mismos síntomas. La mayoría de las personas sufre un resfriado varias veces cada año, pero contraen gripe por lo general sólo una vez en varios años. http://www.nlm.nih.gov/medlinepl http://www .nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/artic us/spanish/ency/article/000080.htm le/000080.htm 4. Un equipo internacional de cientícos de la Universidad de Newcastle (Inglaterra)

ha resuelto el enigma del envejecimiento de las células, lo que permitirá buscar nuevas fórmulas para prevenirlo. **Los cientícos, encabezados enc abezados por el alemán Thomas Von Zglinicki, Zglinicki, han descubierto

el papel crucial que desempeñan en este proceso las mitocondrias, los organelos encargados de suministrar la energía necesaria para la actividad celular. Cuando se registra un deterioro en el ADN de una célula, ésta envía una señal a las mitocondrias para que generen moléculas radicales libres que llevan a la célula a autodestruirse o a dejarespecícos de dividirse.queLaregulan principal nreacción ovedad del estud estudio io es descubierto los procesos la novedad celular ante el haber daño molecular que subyace al proceso de envejecimiento, según Kirkwood. “Lo que hemos hecho es una identicación precisa del fallo. Ahora debemos aprovechar ese

conocimiento. Ello llevará tiempo, pero la buena noticia es que hemos empezado”, señaló. La planta decorativa, “Planta araña” como su nombre lo indica, tiene semejanza con una araña, sus hojas son numerosas y crece de manera rápida. Es muy elegante y debe contar con gran espacio para que deba crecer como es su naturaleza, además es ideal para eliminar impurezas y gases tóxicos en el ambiente. Los lugares recomendados para ponerla en casa son la cocina o cerca a la chimenea, aunque de todas formas crecerá en cualquier lugar. Debe ser regada una vez por semana.

18 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

RELACIÓN ENTRE LA BIOLOGÍA Y OTRAS CIENCIAS: La Biología en su historia ha permitido grandes descubrimientos e interacción int eracción con otros conocimientos gracias a la interdisciplinariedad, es decir, por la relación que tiene con el aporte de otras ciencias, como son: Física: la invención del microscopio permitió el descubrimiento de microorganismos, así como de Física: la las células, Posteriormente se desarrollaron los microscopios electrónicos y se lograron observar objetos aún más pequeños como los virus. También el desarrollo de la acústica permitió el uso del

ultrasonido. La manipulación de la radiactividad y el descubrimiento de los rayos X, permitieron realizar técnicas y progresos como en la Medicina. Química:  el descubrimiento de las biomoléculas dio origen a la Bioquímica que se encarga del Química:  estudio de las reacciones químicas que ocurren en el metabolismo de los seres vivos, así se generaron las bases de la Fisiología, la Farmacología y hasta de la Terapia genética. Matemáticas: proporcionan a la Biología la manera de expresar los resultados observados en expresiones numéricas como porcentajes, estadísticas, probabilidades aplicadas a los seres vivos, así como la facilidad de expresar cantidades de células por milímetro cuadrado de tejidos o la reproducción de las bacterias en condiciones de laboratorio, etcétera. Sociología:  conocer la dinámica, la movilidad, los hábitos y costumbres de los seres humanos Sociología:  que viven en comunidad, le permite a la Biología entender los patrones de crecimiento poblacional, conocer cómo algunas costumbres inuyen en el consumo de ciertas sustancias nutritivas o

alimentos que pueden favorecen o perjudicar el estado de bienestar de la población Historia: concentra y recapitula los diferentes acontecimientos que le dan sentido a la Biología sin Historia: concentra ella el conocimiento no podría acumularse ni analizarse para generar otros descubrimientos. Ética: facilita el sano crecimiento del conocimiento, orientando al desarrollo cientíco a favor de la verdad y del bien común de la humanidad, permitiendo la aplicación sustentable de los desarrollos cientícos, así como la preservación de las especies y hábitat natural.

Lógica: propone las bases del pensamiento cientíco y fundamentos del razonamiento. Geografía: describe territorios y regiones propicias o no para el desarrollo de la vida o de la adaptación de los seres vivos. ¿La Biología es capaz de resolver por sí sola las interrogantes referentes a los seres vivos? ¿Qué importancia tiene la investigación biológica? ¿Qué situaciones de la vida cotidiana resuelve?

19 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

La investigación cientíca permite generar nuevos conocimientos, además de dar respuesta a problemas especícos. A mayor desarrollo de un país, es mayor la inversión que se proporciona para la investigación cientíca. Existen dependencias gubernamentales y no gubernamentales que realizan investigación cientíca, además, las universidades también realizan investigación cientíca. cientí ca.

Los proyectos de investigación en diversos campos de las ciencias biológicas. Que se realizan en los diferentes laboratorios, centros e institutos, en ellos participan investigadores y estudiantes que

participan el desarrollo permite de estosunprogramas deacadémico investigación. Una amplia red de relaciones activamente nacionales een internacionales intercambio y cientíco permanente.

http://www.lahuelladigital.com/wp-content/uplo http://www.lahuelladigital.com /wp-content/uploads/2012/01/image ads/2012/01/imagen-laboratorio.jpg n-laboratorio.jpg http://fscomps.fotosearch.com/compc/F http://fscomps.fot osearch.com/compc/FSD/FSD549 SD/FSD549/x18291466.jpg /x18291466.jpg

ACTIVIDAD 3

Organícense en equipos de 4 personas para ampliar la información sobre: proyectos biológicos que han tenido impacto económico, ecológico y social y se han desarrollado en México, en diferentes fuentes de consulta que tengan a su alcance: libros personales, documentos en una biblioteca, revistas del tema, personas de la comunidad que tengan conocimiento o fuentes de Internet o centros de investigación en ciencias biológicas en tu localidad, realiza una visita para informarte sobre sus proyectos. Con la información obtenida, elaboraren material didáctico (periódico mural o presentación en formato electrónico) para la presentación de los resultados ante sus compañeros. En plenaria discutan la importancia de los estudios identicados y su impacto para la humanidad y el mundo. No olviden registrar sus referencias bibliográcas.

Páginas de apoyo: Centro de Investigación Cientíca y de Educación de Ensenada Baja California http://biblioteca.cicese.mx/catalogo/tesis/

Instituto de Biología UNAM http://www http://www.ibiologia.unam.mx .ibiologia.unam.mx/barra/publicacione /barra/publicaciones/frame.htm s/frame.htm Instituto Nacional de Medicina Genómica http://www.inmegen.gob.mx/ http://www .inmegen.gob.mx/es/divulgacion/publica es/divulgacion/publicaciones/publicaciones-e ciones/publicaciones-en-revistas/ n-revistas/

20 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

Extra clase: Objetivos: Esta Objetivos:  Esta actividad se propone para lograr un acercamiento acercam iento lúdico a las tecnologías convergentes, estimulando al estudiante

a poner en práctica y revisar algunos conceptos relacionados con las nuevas tecnologías y sus aplicaciones. Los avances de la Biología han contribuido a varias y diferentes disciplinas que aplican el conocimiento con el n de resolver un

problema en relación con el ser humano, como mejorar su calidad de vida o su interacción con el ambiente.   ( ) Ciencia forense e identicación de individuos

A. Cultivos virales

  ( ) Diagnóstico de enfermedades cromosómicas   ( ) Producción de plantas transgénicas   ( ) Producción de vacunas  

C. DNA recombinante

( ) Identicación de genes desconocidos

E. Biorremediación

  ( ) Descontaminación de aguas y suelos  

B. Meta genómica

D. Bioinformática

F. Proyecto Genoma Humano

( ) Tipicación de comunidades microbianas

G. Cariotipo

  ( ) Diseño de nuevos fármacos

H. Marcadores genéticos

 

Y yo… ¿Qué lugar ocupo? ¿De qué formo parte? ¿De qué qué estoy formado?

La materia viva e inerte se puede encontrar en diversos niveles de organización o estados de agrupación de menor a mayor, estos son: Subatómico, Átomo, Moléculas, Célula, Tejido, Órganos, Aparato o Sistema, Individuo, Población, Comunidad, Ecosistema, Biósfera, Planeta, Sistema Solar, Vía Láctea. Niveles de organización de la materia viva Denimos materia como todo lo que ocupa un lugar en el

espacio. La materia está constituida por átomos y moléculas. De todos los elementos existentes, la materia es tan diversa como diversas pueden ser las combinaciones de átomos y moléculas que la conforman. La organización de la materia 21 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

tiene un orden de complejidad jerárquico, es decir, a mayor materia, mayor nivel de complejidad en su organización, desde las partículas subatómicas hasta el universo. En el caso de los seres vivos, su nivel de complejidad determina las estructuras y particularidades de cada uno de los diferentes niveles jerárquicos de organización que para estudiarlos se ordenan en los siguientes:

http://www.aula2005.com/html http://www .aula2005.com/html/cn1eso/09latierra /cn1eso/09latierrahabitada/09laterr habitada/09laterrahabitadaen.htm ahabitadaen.htm

EXTRA CLASE: Reúnete en diadas, analicen y contesten los siguientes cuestionamientos.

  1. Imaginen que realizaron un estudio de algunos aspectos de las abejas, tales como alas, enjambre, moléculas de veneno, sistema digestivo, células nerviosas, átomos de carbono, abeja reina y tejido muscular. Ordena estos aspectos de menor a mayor complejidad. 1. 3. 5. 7.

2. 4. 6. 8.

Puedes consultar las siguientes páginas web con recursos sobre los niveles de organización de la materia: http://www.hiru.com/biologi http://www .hiru.com/biologia/los-niveles-de-or a/los-niveles-de-organizacion-de-laganizacion-de-la-vida vida

Interactivos http://recursosti http://recursostic.educacion.es/secund c.educacion.es/secundaria/edad/4esobiolo aria/edad/4esobiologia/4quincena5/4qu gia/4quincena5/4quincena5_contenidos_1 incena5_contenidos_1a.htm a.htm Video: http://www.youtube.com/watch?v=Zz9RybXDGjY

22 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 4

Basándote en el esquema que se presenta, relaciona cada ejemplo subrayado en el texto con el nivel de organización de la materia que le corresponde e indica las ciencias relacionadas en cada uno. Al terminar intercambia tus ejercicios con algún compañero y con la asesoría de tu profesor,

realicen una coevaluación. Nivel de organización

Ejemplo

Ciencia relacionada

La tarea de ciencias naturales consistió en determinar cuántas especies de seres vivos observaba y su distribución. Encontré mezquites mezquites,, lagartijas lagartijas,, rosales,, pasto rosales pasto,, petunias petunias,, hormigas hormigas,, pichones pichones,, pájaros pájaros,, hasta unos perros perros   que correteaban. El microscopio óptico y el electrónico han revolucionado el conocimiento de la estructura de los seres vivos. Actualmente se conoce la estructura de los orgánulos celulares. celulares. El tratamiento de radioterapia radioterapia para el cáncer cáncer se lleva lleva a cabo por a la sión de núcleos de átomos átomos   de elementos radiactivos, destruyendo a las células

cancerosas pero también a las sanas. La contaminación causada por la industria ha tenido un efecto negativo en la atmósfera. aire que cubrese a nuestro presenta lo que, bosques, hace que laElcontaminación extienda,planeta de manera quemovimientos, afecta a bosques selvas,, desiertos selvas desiertos,, lagos lagos,, ríos ríos y  y ciudades ciudades.. El microscopio electrónico que se usa en muchos laboratorios de Biología electrones sobre funciona mediante bombardeo de electrones  sobre la muestra. La imagen se proyecta sobre una pantalla. Cada 10 años el INEGI realiza un censo, que le permite conocer el número de

habitantes que habitantes  que se tiene en México.

En ocasiones los médicos piden a sus pacientes acudir al laboratorio para determinar sus niveles de glucosa glucosa,, ácido úrico  úrico  y colesterol colesterol,, entre otros. Los resultados le ayudan al médico a determinar el estado de salud del paciente. La tala de un bosque tiene grandes consecuencias, entre ellas: aumento de CO2, vegetación,, los animales animales deben hábitat,, la tierra tierra se pérdida de vegetación  deben abandonar su hábitat  se erosiona y el agua de lluvias no se ltra al subsuelo. Roberto Koch a nales del s XVIII logró aislar y observar a los microorganismos microorganismos  

causantes de tuberculosis y del cólera, pudo determinar que son seres vivos.

El planeta planeta en  en el cual vivimos está pasando actualmente por por una crisis ambiental provocada por el ser humano, donde la naturaleza y sus especies están siendo dañadas, esto requiere que seamos conscientes de lo que estamos provocando Tierra. y empecemos a proteger y cuidar a nuestro planeta Tierra.

¿Qué es ciencia? ¿Qué se obtiene a partir de ella?

23 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Ciencia   proviene del latín scientia  que signica ‘conocimiento’. Se dene como el La palabra Ciencia conjunto de conocimientos acerca del Universo, ordenados sistemáticamente, obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción de principios y leyes generales. La ciencia es el conocimiento sobre la naturaleza del Universo.

ACTIVIDAD 5

METODOLÓGICA, ÓGICA, MODIFICABLE, Completa el cuadro con las características básicas de la ciencia METODOL OBJETIVA, SISTEMÁTICA, VERIFICABLE  y su denición correspondiente. Comenta tus respuestas en la clase con tus compañeros, escuchando con respeto y atención. Característica

Denición

1 2

No es un agregado de información inconexa, sino un sistema de ideas conectadas lógicamente entre sí. Ejemplo. Toda célula proviene de otra célula. Utiliza métodos (procesos o caminos sistemáticos establecidos para realizar una tarea o trabajo con el n de alcanzar un objetivo predeterminado). Ejemplo: método cientíco.

Estudia los objetos hechos por sus características, sin que 3 intervenga el juicio del que investiga. Ejemplo: La anatomía del hombre, no su pensamiento.  Al repetir el estudio bajo las mismas condiciones, condiciones, se obtiene obtienen n los 4 mismos resultados. Ejemplo: El sistema nervioso, nervios o, es igual en todos los seres humanos. El conocimiento nunca está acabado. Siempre se puede ser 5 profundizado, replanteado y aún, rechazado. Ejemplo: Teoría de la generación espontánea que ha sido rechazada.

¿Qué tienen que ver las ciencias en mi vida?

¿Qué benecios ha aportado las

ciencias biológicas a la humanidad? RECONOCE EL CARÁCTER CIENTÍFICO DE LA BIOLOGÍA.

24 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

¿Porqué los estudios cientícos emplean el método cientíco?

El objetivo de toda ciencia radica en brindar explicaciones para los fenómenos observados y establecer principiosagenerales que permitan predecir las relaciones entre éstos ést os y otrospara fenómenos. Lo que caracteriza toda ciencia es que todas utilizan un procedimiento común adquirir conocimiento llamado método cientíco. Contesta los siguientes cuestionamientos y participa en la dinámica grupal desarrollada por el maestro.  1. ¿Cuándo hacemos uso del método cientíco?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ______________  ______   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________  ______  2. ¿Qué es una hipótesis?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ______________  ______   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________  ______  3. Dene con tus propias palabras los conceptos observación y experimentación.

 ________________________  ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ______________  ______   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________  ______ 

https://www.youtube.com/watch?v=MIAhDCxUWiw

https://www.lifeder.com/pasos-metodo-cientico

25 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

ACTIVIDAD 7 Lee el siguiente texto sobre Experimento de Redi e identica en él las ideas que corresponden a cada uno de los pasos del método cientíco. Anota con tus palabras la idea que corresponde corres ponde a cada

paso.

En 1668, el médico Florencio Francisco Redi (1621-1697) escribió: “... Creo que todos los gusanos que se hallan en los alimentos en descomposición proceden de las moscas, y no de la putrefacción. Me conrmo en ello observando que antes de que la carne se

agusanara, andaban por ahí moscas idénticas a las que más tarde creaban en ellas. Vana es la creencia no conrmada por experimentos. Por eso puse una culebra (muerta), algo de pescado

y una tajada de ternera en cuatro garrafas grandes y de ancha abertura, que cerré y sellé. Luego llené de la misma manera otras tantas garrafas, pero las deje abiertas. La carne y el pescado que contenían se agusanaron. En las garrafas cerradas no había gusanos, a pesar de que el contenido se hallaba putrefacto y hediondo. En la parte de afuera, sobre las garrafas cerradas se veían moscas que se afanaban por entrar a través de algunas de las rendijas. De esta manera, la carne de los animales muertos no puede engendrar gusanos, a menos que se depositen en ellas huevos de seres vivos.

Por haber sacado el aire de las garrafas cerradas, hice un nuevo experimento para quitar toda duda. Puse carne y pescado en una vasija cubierta de gasa. Para protegerla mejor contra las moscas la coloque en un armario cubierto también de gasa. Nunca vi gusanos en la carne, aunque muchos encima del armario y las moscas se posaban en la gasa exterior y ahí depositaban a sus gusanos.”

http://8voseccionc.blogspot.mx/2012/11/origen-de-la-vida-cienticos.html

Pasos del método cientíco

De acuerdo al texto del Experimento de Redi

Observación Planteamiento del problema Hipótesis Experimentación Vericación de la

hipótesis Conclusiones 26 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

Para plantear una hipótesis, ¿qué elementos debo considerar? En las diversas áreas del conocimiento, para su mejor aprendizaje y entendimiento, se establecen los básicos y las unidades que las constituyen. Así cuando es hablamos de Biología decimos quecriterios su elemento fundamental es la célula, para el Pensamiento el concepto, en Química el átomo, en el Lenguaje es el término o palabra. variable.  Del mismo modo la unidad fundamental del Método de la Investigación Cientíca a  la variable.  Efectivamente, a partir de ella construimos la hipótesis y para demostrarla diseñamos los experimentos, utilizando variables operativizadas; pero podemos detectarlas desde la observación, la formulación del problema o al precisar el marco teórico. Se denomina variable a todo aquello que tiene características propias –que la distingue de lo demás– que es susceptible de cambio o modicación y la podemos estudiar, controlar o medir

en una investigación. Por ejemplo, una variable que podemos operar en un experimento es la temperatura, ya que podemos variar la temperatura en el experimento, así si deseamos saber cuál es la atemperatura ideal para la agerminación de cierta semilla, lassisemillas a germinar unas una temperatura, y otras una temperatura diferente, así ponemos se podrá ver hay variación en la germinación, es decir cuál de las dos temperaturas favoreció la germinación. Las variables más importantes para el método cientíco son:

Variable Independiente (Causa) (Causa) es  es el motivo, o explicación de ocurrencia de otro fenómeno. En el experimento es la variable que puede manipular el investigador y se le suele denominar tratamiento. Variable Dependiente (Efecto) es (Efecto) es el fenómeno que resulta, el que debe explicarse. Estas dos son las variables fundamentales para el método de la ciencia. Pero hay, además, otras que concurren a esta relación causa-efecto, aumentándola, disminuyéndola, suprimiéndola, desviándola o, tal vez, provocándola. Se denominan variables intervinientes. Ocurren, simplemente porque realidad aquellas con dos muchísimas (causa-efecto) no variables se encuentran aisladas, participan devenir en delnuestra universo conjuntamente otras presentes en su entorno. en el Las variables y sus relaciones, que el hombre progresivamente descubre, van estructurando poco a poco el edicio que conocemos como ciencia, con sus enunciados, leyes especícas y generales teorías.. que nalmente se integran en teorías

El investigador acucioso, con su interesante tendencia reduccionista, minimiza la enorme cantidad de variables existentes y considera sólo las variables relevantes, aquellas que participan decisivamente en el fenómeno en estudio y que cuantitativamente son las que exhiben mayor valor. A su conjunto se le denomina modelo modelo.. http://www.scielo.org.pe/scie http://www .scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_ar lo.php?script=sci_arttext&pid=S1810 ttext&pid=S1810-634X2007000300 -634X2007000300007 007

27 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

ACTIVIDAD 8

 A continu continuación ación se presen presentan tan varias situacio situaciones-pro nes-problema blema de la vida cotidia cotidiana, na, organíce organícense nse en equipos y resuelvan la que el profesor les indique, aplicando el método cientíco y determinando

las variables. Realicen un reporte escrito. En plenaria, bajo la coordinación del profesor, expongan y discutan los trabajos del grupo.  A continu continuación ación se presen presentan tan varias situacio situaciones-pro nes-problema blema de la vida cotidia cotidiana, na, organíce organícense nse en equipos y resuelvan la que el profesor les indique, aplicando el método cientíco y determinando

las variables. Realicen un reporte escrito. En plenaria, bajo la coordinación del profesor, expongan y discutan los trabajos del grupo. Situaciones: 1. En zona costera hay un poblado de pescadores de almejas; la cosecha de la almeja se ha ido reduciendo causando problemas económicos a los pescadores. Muy cercana existe una zona hotelera. 2. Un agricultor se dedica a la siembra de tomate, y en las dos últimas cosechas el tomate se desprende de la planta antes de madurar, a pesar de contar con suciente agua para el riego. 3. En el parque han sembrado plantas con ores para adornarlo. A los pocos días las plantas de

un extremo del parque empiezan a perder las hojas y el administrador del parque teme que esto suceda con todas las plantas con ores.

4. En los hospitales de un poblado, las consultas por problemas digestivos han aumentado considerablemente, además los pacientes presentan los mismos síntomas. Los médicos buscan conocer las causas. 5. En Mexicali se contaba con gran cantidad de “yucatecos” (árboles de gran follaje). En la década pasada una gran cantidad de árboles se plagaron con “hongo negro” y gran parte de ellos murieron.

https://www.blog.formacionalcala.es/2015/09/03/publicamos-tu-tesina-trabajo-n-de-master/

28 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 9

LABORATORIO DE BIOLOGÍA I Características y función del microscopio EL microscopio ha cumplido papelque muy importante en puede el avance a partir del conocimiento profundo de todoun aquello el ojo humano no mirar.deNolaseciencia sabe con exactitud cuando el ser humano descubrió por primera vez que un espejo curvo y las esferas con agua aumentaban las imágenes, pero es a partir de esto que se van inventando los lentes de aumento. En las primeras décadas del siglo XVII se inician. Experiencias con lentes e instrumentos para aumentar la visión y su uso se hace progresivo. Los primeros microscopios fueron sencillos estaban formados por un lente montado, posteriormente se fueron complicando porque combinaron lentes, el primero de estos fue inventado por Zacharias Jansen en 1590 en Holanda. En esta práctica vamos a usar microscopios compuestos binoculares (gura 1), llamados así porque

poseen dos lentes oculares, esto presenta ventajas tales como mejor percepción de la imagen, más cómoda la observación y se perciben con mayor nitidez los detalles. MICROSCOPIO ÓPTICO ÓPTI CO COMPUESTO CON SUS PARTES

29 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Las partes de un microscopio compuesto son: a) Sistema mecánico: BASE: Soporta todo el peso del aparato, asegurando la estabilidad del mismo. BRAZO: Este elemento relaciona el cabezal del microscopio con el pie y sostiene la platina y el condensador. De esta parte se sostiene el microscopio cuando se lo traslada de un lugar a otro. CABEZAL: Contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular o binocular. REVÓLVER: Contiene REVÓLVER:  Contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar, cambiar los objetivos. PLATINA: Lugar PLATINA:  Lugar donde se deposita la preparación se halla sujeta al brazo y posee además una abertura para el paso de luz. Las platinas tienen dos pinzas sujetadoras, dos tornillos que permiten desplazar las placas y unas “reglillas” llamadas Escalas de Vernier, que sirven para tomar las coordenadas sobre la localización de células o estructuras de interés. TORNILLOS DE ENFOQUE: son ENFOQUE: son dos, macrométrico que permite acercar la muestra hacia el lente objetivo y micrométrico, de mayor precisión que es el que dene la imagen.

b) Sistema óptico: OCULAR: Lente que se encuentra próximo al ojo, amplica la imagen producida por el objetivo y su aumento es de 10X. c) Sistema de iluminación: CONDENSADOR: contiene varias lentes que concentran la luz en el objeto a estudiarse. CONDENSADOR: contiene DIAFRAGMA: Esta DIAFRAGMA:  Esta junto al condensador y regula la cantidad de luz que entra en el condensador. FOCO o FUENTE DE LUZ: Dirige LUZ: Dirige los rayos luminosos hacia el condensador, usualmente posee también un regulador de intensidad. La unidad básica de longitud que se utiliza utiliz a con el microscopio de luz es el micrómetro mic rómetro o micra (µm). 1 mm = 1000 µm 1µm = 1000 nm 1µm = 10000 Aº MANEJO DEL MICROSCOPIO 1. Identique el objetivo de menor aumento y colóquelo en su sitio girando el revólver.

Haciendo uso del tornillo macrométrico, baja la platina con lentitud. 2. Mueva el condensador hacia arriba, hasta unos pocos milímetros por debajo de la platina, abra completamente el diafragma y mire por el ocular hasta lograr que el campo esté brillante y uniformemente iluminado. 3. Coloque la preparación sobre la platina, 4. Mire por el ocular y con el tornillo macrométrico suba lentamente hasta que aparezca la imagen del objeto. 30 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

5. Utilizando el tornillo micrométrico, focalice la imagen hasta que ésta sea nítida. 6. Después de haber enfocado con el objetivo de menor aumento, gire el revólver y coloca en posición el objetivo de mediano aumento. 7. Focalice la imagen hasta ser nítida, utilizando el tornillo micrométrico. 8. Para utilizar el objetivo de 100X, debe girar el revólver y dejar despejada la preparación sin objetivo, colocar una gota de aceite de inmersión, girar el revólver de nuevo y colocar el objetivo de 100X. 9. Focalice la imagen, utilizando el tornillo micrométrico. 10. Gire el revólver, retire la preparación. 11. Limpie el objetivo de 100X con papel especial. 12. Guarde el microscopio o colóquele la funda. Autoevaluación 1. Identique las partes de los microscopios en las Figuras 2,3 y 4.

2. ¿Maneja apropiadamente el microscopio con pequeño y mediano aumento? 3. ¿Cuáles son los cuidados que debemos tener con el microscopio óptico? 4. ¿Qué procedimiento seguiría usted para el uso del objetivo de mayor aumento? 5. ¿Cómo ajustaría la luz para obtener una buena imagen? 6. ¿Cómo se determina el grado de aumento con que se observa un objeto al microscopio? 7. ¿Cuál es la diferencia entre aumento y resolución? 8. ¿Cuáles son los datos que aparecen en un objetivo? 9. ¿Cómo se determina el límite de resolución?

31 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Lista de cotejo para actividades experimentales Actividad Experimental No. Bloque: Integrantes del equipo: Nombre de la actividad: Fecha: Grupo: Equipo No. 1. 2. 3. 4. 5.

Aspectos a evaluar Se integró con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboró en la realización de la práctica. Aplicó las reglas de seguridad del laboratorio utilizando con cuidado el material del laboratorio. Redactó una hipótesis que pudo comprobar respecto a la conservación de alimentos. Los resultados, observaciones y conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en el laboratorio. Contestó correctamente el cuestionario.

Sí

No

Observaciones

TOTAL 32 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 10

Práctica experimental.

LABORATORIO DE BIOLOGÍA I Descomposición de alimentos Sabías que al realizar prácticas en el laboratorio aplicas e método cientíco.

Propósito: Realizar una actividad experimental, aplicando el método cientíco para la solución de un problema. • • • • • •

Material: Pan, tortilla o fruta en buen estado. Pan, tortilla o fruta contaminados. Microscopio. Porta objetos. Cubre objetos. Aguja de disección. Gotero.

Sustancias: • •

Agua. Azul de metileno.

Planteamiento del problema: ¿Qué causa la descomposición de los alimentos, como el pan, tortilla y frutas? ¿Qué alimento será atacado por microorganismos: uno congelado o el que esté en contacto con la  humedad a temperatura ambiente? Redacta una hipótesis al respecto donde anticipes los resultados esperados en el desarrollo experimental:  _______________  ________ _______________ _______________ _______________ _______________ ______________ _______________ _______________ _______________ ___________  ___   ____________  ______ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  Procedimiento: Actividad extra clase: - Escoge el alimento con el que quieres trabajar (fresa, pan, tortilla, naranja). - Consigue dos piezas del mismo. - Una semana antes de realizar la práctica de laboratorio, humedece ligeramente ligerament e una de las piezas de pan o una tortilla (o lo que vayas a trabajar). Colócalo dentro de una bolsa de plástico y cierra la bolsa. Coloca la bolsa en un lugar en el que la temperatura esté tibia. - Coloca la otra pieza de alimento en el congelador - Lleva los alimentos al laboratorio de Biología. - Lee el siguiente texto. 33 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Crecimiento de microorganismos: La materia orgánica está formada básicamente por 6 elementos: C, H, O, N, S y P. P. Es la materia que constituye a los seres vivos, sean plantas o animales. Cuando los seres vivos mueren, su materia orgánica de sus cadáveres se descompone y quienes se encargan de ello son esencialmente microorganismos saprótos del grupo de las bacterias y de

los hongos. Debido a que estos microorganismos requieren para su nutrición de la misma materia orgánica, siempre se crea entre ellos una situación de competencia. Las bacterias son capaces de reproducirse más rápido que los hongos, es decir, tienen la posibilidad de aumentar su número y

con ello ser un grupo más poderoso que los hongos; sin embargo, a pesar de ser más numerosas no logran desplazar a los hongos y en la naturaleza siempre siempr e existe un equilibrio en el tamaño de las poblaciones de los dos grupos. El pan constituye por su contenido en agua, hidratos de carbono, proteínas, sales minerales y vitaminas, un medio sólido idóneo para el desarrollo de numerosas especies microbianas de igual manera las tortillas y así también las frutas por su alto contenido de humedad y azúcares.

www.alimentariaonline.com/desplegar_nota.asp. EN EL LABORATORIO - Coloca una gota de agua y una de azul de metileno sobre un portaobjetos. Con una aguja de disección toma un poco del material que creció sobre la tortilla, pan o fruto elegido. Coloca con cuidado el cubreobjetos. - Observa al microscopio. - Realiza el mismo procedimiento para observar una porción de la tortilla, pan o fruto que sometiste a congelación (previamente descongelado, el mismo día). - Coloca en el microscopio y observa. (Tendrás (Tendrás que ser paciente para enfocar de manera correcta).

Esquemas o ilustraciones (dibuja su apariencia) Tortilla o pan humedecido

Tortilla o pan congelado

34 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

 Anota tus observa observaciones ciones (describe (describe lo que dibujas dibujaste): te): __________ ________________ ____________ ____________ ____________ ________  __  Registra los resultados (¿en qué alimento aliment o se presentó el microorganismo? ¿En cuál no y por qué?).  __________________  ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  Contrasta los resultados obtenidos en el experimento exper imento con la hipótesis previa y anota las conclusiones. ¿Comprobaste tu hipótesis? Contesta las siguientes preguntas y coméntalas en el grupo para determinar la importancia del método cientíco en el trabajo experimental.

 ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  ¿Qué diferencia observaste entre la primera y la segunda observación?  ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  ¿Qué aspecto tiene lo que observaste en el pan (o tortilla) en descomposición?  __________________  ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  Los mohos de los alimentos tienen aspecto de hilos muy nos que son las hifas que producen

esporas para su reproducción. Lee el texto del anexo 5 y determina si tiene relación con lo que observaste:_____________________________________________________________________  ¿Qué podrías hacer para.com.ar/Informaciones/novedades/conse conservar tusnes/novedades/conservacion.htm alimentos en buenrvacion.htm estado? Puedes consultar la página: http://www.alimentacion-sana http://www .alimentacion-sana.com.ar/Informacio  ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ __________  ____  ¿Qué relación existe entre los pasos que realizaste para desarrollar la práctica y las etapas del método cientíco? _______________________________________________________________ 

 ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  Lista de cotejo para actividades experimentales  Actividad  Activida d Experimental Experimental No. No. Bloque: Integrantes Integran tes del equipo: equipo: Nombre de la actividad: Fecha: Grupo: Equipo No. 1. 2. 3. 4. 5.

Aspectos a evaluar Se integró con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboró en la realización de la práctica. Aplicó las reglas de seguridad del laboratorio utilizando con cuidado el material del laboratorio. Redactó una hipótesis que pudo comprobar respecto a la conservación de alimentos. Los resultados, observaciones y conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en el laboratorio. Contestó correctamente el cuestionario. TOTAL

Sí

No

Observaciones

35 BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

IDENTIFICAS LAS CARACTERÍSTICAS Y LOS COMPONENTES DE LOS SERES VIVOS

Propósito: Describir las características distintivas de los seres vivos, explicar su conformación química, analizar la estructura y función de los bioelementos, carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos y valorar el papel de estos componentes en la nutrición humana, a través de los diferentes ejemplos y situaciones que se presentan. ¿Qué distingue a Evaluación diagnóstica Responde las siguientes preguntas en forma individual. Al terminar en los seres vivos de la materia inerte?  plenaria y bajo la coordinación del profesor, discutan sus respuestas. 1. ¿Cómo denirías el concepto de “ser vivo”?

 ___________________  _____________ _____________ _____________ _____________ ______________ _____________ _____________ _____________ _____________ _____________  ______   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________  ______  2. Elige cuáles de las siguientes características característ icas son comunes a todos todos los  los seres vivos y márcalas X:  ____Se nutren

____Caminan ____Ca minan ____Tienen ____Tienen células células

____Piensan ____Pi ensan

 ____Tienen  ____T ienen cabeza cabeza ____Re ____Respiran spiran ____Se Reproduce Reproducen n ____H ____Hacen acen fotosíntesis fotosíntesis Situación didáctica ACTIVIDAD 11

a) Realicen de manera grupal tomando turnos, la siguiente lectura, escuchen con respeto y atención la explicación del profesor al respecto, comenten sus dudas. Elabora un organizador gráco donde sintetices la información de la lectura respecto a las

características de un “ser vivo”. Al terminar intercambia tu trabajo con un compañero y realicen la coevaluación del organizador gráco, utilizando la escala de valor que aparece al nal del bloque.

Los seres vivos presentamos una serie de características muy especiales que permiten diferenciarnos de la materia inanimada: estructura, organización, homeostasis, irritabilidad, metabolismo, crecimiento, reproducción y adaptación. organización   muy precisa; en su interior se realizan varias Un ser vivo es resultado de una organización actividades al mismo tiempo, estando relacionadas estas actividades unas con otras, por lo que todos los seres vivos poseen una organización especíca y compleja a la vez. Como grado más sencillo de organización en un organismo está la célula. Los procesos que se efectúan en todo el

organismo son el resultado de las funciones coordinadas de todas las células que lo constituyen. 36 Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

En vegetales y animales superiores se observan grados de organización más compleja, como los tejidos-órganos y el más avanzado, sistemas. Referente a la estructura, la unidad básica de un organismo es la célula. Un organismo puede estar compuesto de una sola célula (unicelular) o por muchas por (pluricelular). Las células a su vez están constituías 3 partes fundamentales: membrana, citoplasma y material genético que se localiza en el núcleo o un nucleoide.

La célula realiza todas las funciones de un organismo como: nutrirse, crecer, reproducirse, alimentarse, etc. Homeostasis: Es la capacidad que tienen los organismos para mantener equilibrio interno constante, por ejemplo la temperatura corporal, el contenido de agua, la concentración de electrolitos, el pH. Los mecanismos homeostáticos se encuentran representados por la irritabilidad celular y los órganos especializados internos y externos (como la vista, el oído y el olfato), también conocidos como receptores, que contienen estructuras con terminaciones nerviosas. En la mayoría de los animales, la información recibida por los receptores es transmitida al sistema nervioso, donde es analizada y procesada para posteriormente ejecutar las respuestas adecuadas, por medio de órganos nerviosos especializados llamados efectores. Gran parte de la energía de un ser vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites requeridos. https://mx.depositphotos.com/179233244/stock-photo-homeostasistext-written-on-red.html http://virtue1.les.wordpress.com/2008/05/6-homeostasis1.jpg

La irritabilidad  irritabilidad  consiste en la capacidad que tienen los seres vivos de reaccionar a los estímulos químicos o físicos que se presentan en medio interno o en le externo; por ejemplo, las reacciones a la intensidad de la luz, la temperatura, la presión, la humedad, el sonido, los cambios químicos del mecanismo (terrestre y acuático), los estímulos táctiles, la presencia de sus depredadores y otros. Los organismos más sencillos están provistos de estructuras o mecanismos que les permitan reaccionar y desplazarse, como lo cilios, agelos y seudópodos de

los protozoarios. En los animales, las respuestas son complejas y están gobernadas por el sistema nervioso y las hormonas. 37

BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

http://www.cursosinea.conevyt. http://www .cursosinea.conevyt.org.mx/cursos/plan org.mx/cursos/planeta/contenidos/revis eta/contenidos/revista/2_1-car ta/2_1-car.htm .htm

Metabolismo: Es la suma de todas las funciones que realizan los seres vivos a base de reacciones químicas, reguladas por catalizadores químicos llamados enzimas, que actúan de acuerdo con los

principios que rigen el comportamiento de la materia y la energía. Los organismos necesitan materiales y energía para mantener su elevado grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Los átomos y moléculas que forman los organismos pueden obtenerse del aire, agua, del suelo o a partir de otros ot ros organismos. Los organismos consumen energía para convertir los nutrientes en componentes celulares (anabolismo) y liberan energía al descomponer la materia orgánica (catabolismo).

http://elherbolario.com/prevenir-yhttp://elherbolari o.com/prevenir-y-curar/item/1075curar/item/1075-esto-va-a-ser-co esto-va-a-ser-cosa-del-metabolismo sa-del-metabolismo

Crecimiento y desarrollo. Los seres vivos aumentan de tamaño progresivamente hasta alcanzar los límites de su especie, esto se debe a la fabricación o síntesis de mayor cantidad de materia viva (principalmente proteicas) que sus organismos forman a expensas de los nutrientes adquiridos de sus alimentos. El desarrollo de los seres vivos, además de crecimiento, implica cambios ordenados en las diferentes etapas por las que va pasando el individuo hasta que alcanza la madurez. Los organismos aumentan de tamaño al adquirir y procesar los nutrientes. Muchas veces este proceso no se limita a la acumulación de materia sino que implica cambios mayores. 38

Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

http://www.uesultanadelorie http://www .uesultanadeloriente.com/ciencias-na nte.com/ciencias-naturales-8-1 turales-8-1

Movimiento es el desplazamiento que presenta algunos organismo o parte de él, con c on respecto a un punto de referencia. Por ejemplo, las hojas de una planta que se orientan hacia el Sol o un animal que persigue a su presa.

Imágenes tomadas de: http://leonescorredorynovato.blogspot.com/

http://www.ickr.com/photos/runmx/6622724257/

http://www.fabiovisentin.com/photography/photo/4/sun-ower_3298.jpg

Reproducción: Es la acción de producir nuevos organismos. Puede ser asexualmente cuando el progenitor es único y sexualmente cuando existen dos progenitores. Los organismos menos

evolucionados, como las bacterias y los protozoarios, presentan reproducción asexual (sin la participación de gametos o células reproductoras). La mayoría de los seres vivos poseen reproducción sexual, es decir gametos que, al unirse mediante la fecundación, originan un huevo o cigoto. Algunas especies presentan los dos tipos de reproducción sexual tiene mayores oportunidades de variar sus características debido a la mezcla del material hereditario de sus progenitores, lo que representa mayores oportunidades de adecuarse o adaptarse al medio, de sobrevivir y evolucionar.

http://3.bp.blogspot.com/_gzfAZLeFuoA/SYbCc8lrORI/AAAAAAA http://3.bp.blogspot.com/_gzfAZLeF uoA/SYbCc8lrORI/AAAAAAAAAeY/1FHQf7gQAlA/s40 AAeY/1FHQf7gQAlA/s400/caballo.jpghttp://www 0/caballo.jpghttp://www.alboradagux.es/SB/ .alboradagux.es/SB/ data/20060924190129/esp data/20060924190129/espermatozoides_competi tividad.jpghttp://www.radiosantafe.com/wp-c .radiosantafe.com/wp-content/uploads/2007/08/fam ontent/uploads/2007/08/familia.jpg.http:// ilia.jpg.http:// contenidos.educarex.es ermatozoides_competitividad.jpghttp://www

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BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Adaptación:  Al evoluci evolucionar onar las especie especiess tienden a ajustars ajustarse e al ambien ambiente. te. La adaptac adaptación ión es la capacidad de los seres vivos de reacondicionarse o readecuarse a los factores del medio, siempre que los cambios que sufran no sean demasiado drásticos: por ejemplo, los cambios de temperatura del grado de humedad o de luz. La adaptación es progresiva y puede manifestarse manifestar se en los organismos mediante cambios en sus estructuras, tamaños, colores, comportamientos, etc.

https://cbibiologia.blogspot.mx/2017/04 https://cbibiologia.b logspot.mx/2017/04/trabajo-practico/trabajo-practico-adaptaciones-deadaptaciones-de-los.html los.html

Cada organismo parece diseñado exactamente para las condiciones de su medio, como sucede en las plantas que viven en lugares de escasa humedad y que 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 esta que ocurre en las plantas que viven en medios húmedos, se lleva a cabo a

través de sus hojas. Los tejidos de las plantas de las zonas con humedad escasa están adaptados para retener al agua, en pocas ocasiones que cuentan con esta. Por lo contrario, las plantas de climas húmedos presentan hojas grandes, las que pierden el agua por las hojas, sin embargo, por vivir en zonas húmedas adquieren el agua por medio de sus raíces.

Imágenes tomadas de: http://img206.imageshack.us/i/mexicopictures084christ.jpg/.http://www.proyectoazul.com/wp-content/ uploads/2009/03/p_azul_selva_1.jpg

En los animales se observan ejemplos muy claros de adaptación, como los dientes y las garras de los carnívoros que capturan, cortan y desplazan a sus presas, el pico de las águilas, o el aparato picados-chupador de los mosquitos y los de otros insectos.

Imágenes tomada de: http://noeliapensando.blogspot.com,http://tecnoculto.com, ,http://pr.indymedia.org

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Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

El mimetismo mimetismo   o camuaje  es otro ejemplo en algunos organismos como el camaleón y otros reptiles, en varios insectos, etcétera; lo que les ayuda a pasar desapercibidos para sus depredadores, depredadores , porque su color, estructura o aspecto, les permite ocultar en el medio.

Imágenes tomadas de: http://img93.imageshack.us, http://www.naturalezadigital.org, http://www.blogdemascotas.com.ar, http://www. educared.org.ar

ACTIVIDAD 12

INSTRUCCIONES: Resuelve correctamente el siguiente crucigrama.

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BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

VERTICALES: 1.- Capacidad que tienen los seres vivos de mantener un equilibrio entre el medio interno y el externo, por ejemplo la regulación de la temperatura corporal a través de la sudoración. 2.- Proceso que permite a los individuos adecuarse a las condiciones del entorno y sus cambios, lo que les permitirá estar mejor capacitado para sobrevivir. 3.- Capacidad que tienen los seres vivos de responder a estímulos que pueden ser internos o externos, por ejemplo la contracción de la pupila al recibir luz. 4.- Capacidad de los seres vivos que en biología bi ología se denomina motilidad, implica un cambio c ambio de lugar o de posición en el espacio, esta característica permite a algunos organismos como los animales buscar su alimento, alejarse de sus depredadores o simplemente desplazarse. 5.- Cambio siológico (función) o morfológico (forma) que se lleva a cabo de manera gradual a

través del tiempo. HORIZONTALES 6.- Conjunto de procesos y transformaciones químicas que realiza el cuerpo para obtener o utilizar energía. 7.- Capacidad que tienen los organismos de generar nuevos organismos fértiles y heredar sus características 8.- Proceso metabólico que implica la degradación de moléculas grandes a pequeñas, liberando energía, por ejemplo la conversión de glucógeno (polisacárido) a glucosa (monosacárido). 9.- Capacidad de los seres vivos que se caracteriza por el aumento de tamaño o el incremento en el número de células.

10.- Parte del proceso metabólico que implica la formación de moléculas grandes a partir de otras pequeñas, por ejemplo la formación de una proteína a partir de aminoácidos.

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Biología como ciencia de la vida

 

BIOLOGÍA I

AUTOEVALUACIÓN: A. De manera individual, realiza la siguiente actividad que integra los conocimientos analizados en el presente bloque; es sumamente importante que la realices a conciencia, pues te permitirá autoevaluar tu aprendizaje. Subraya la respuesta que conteste correctamente los siguientes cuestionamientos. 1. Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene peso. a) Masa b) Energía c) Materia

d) Vida

2. Son sub-ramas o subdivisiones de la zoología. a) Mastozoología y ornitología

b) Anatomía y etología

c) Herpetología y siología

d) Embriología y mastozoología

3. Luis desea saber cómo está organizada su piel. ¿Cuál es la rama de la Biología que le permitirá conocer dicha estructura? a) Anatomía b) Fisiología c) Genética d) Histología 4. La estructura biológica de una neurona, un eritrocito y un espermatozoide, por su complejidad son estudiadas por por.. a) Embriología b) Patología c) Citología d) Anatomía   5. ¿Cuál de los siguientes niveles de organización de la materia viva presenta mejor complejidad? a) Comunidad b) Tejido c) Biósfera d) Población 6. ¿Cuál de los siguientes ejemplos de la materia corresponden al mismo nivel de organización?. a) Cerebro, neurona b) Célula, piel c) Estómago, pulmón d) Acuario, pez 7. En la organización jerárquica de los seres vivos el orden que se sigue es: a) Células, Tejidos, Órganos, Organismos, Población, Comunidad, Ecosistema, Biósfera. b) Células, Órganos, Tejidos, Organismos, Población, Comunidad, Biósfera. c) Órganos, Células, Tejidos, Población, Biosfera, Ecosistema. d) Células, Tejidos, Organismos, Órganos, Población, Ecosistema, Comunidad.

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BLOQUE I

 

Formación Básica - Tercer Semestre

8. El método cientíco es:

a) Un método que indica que toda verdad es ley. b) Un conjunto de métodos, reglas para llegar a la verdad. c) Un conjunto de pasos que pueden aplicarse a todas las ramas de la ciencia. d) El planteamiento de preguntas basadas en la observación de experimentos. 9. Son ejemplos de ciencias formales. a) Química y Lógica b) Lógica y Matemáticas

c) Física y Matemáticas d) Matemáticas y Psicología

10. El orden que guardan las ideas e información que constituyen los conocimientos cientícos, caracterizan a la ciencia como:

a) Objetiva

44

b) Sistemática

c) Analítica

d) Metódica

Biología como ciencia de la vida

 

Bloque iI COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS

Competencias genéricas 51. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue. CG1.5 Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones. 3. Elige y practica estilos de vida saludable. CG3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas de riesgo.

problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e internacional. CG11.2 Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en un contexto global interdependiente. CG11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.

5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. CG5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. CG5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.

CDBE 5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.

11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables. CG11.1 CG11 .1 Asume una actitud que favorece la solución de

CDBE 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.

Competencias disciplinares básicas

 

Formación Básica - Tercer Semestre

COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS

BLOQUE II BLOQUE II COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS

Propósito del Bloque: Plantea la clasificación y constitución de las moléculas que forman parte de los seres vivos y alimentos, identificando sus funciones para favorecer la toma de decisión consciente e informada sobre una alimentación balanceada.

Interdisciplinariedad Física I Matemáticas III

◊

Transversalidad Eje transversal social Eje transversal de la Salud Eje transversal ambiental Eje transversal de habilidades lectoras

Aprendizajes esperados Examina la presencia de biomoléculas en alimentos presentes en su entorno, promoviendo la toma de decisiones conscientes e informadas que favorezcan el cuidado de su alimentación. Conocimientos

  Bioelementos primarios y secundarios. Biomoléculas: • Agua • Carbohidratos • Lípidos • Ácidos nucleicos (ADN, ARN)

3

 

Habilidades Ha

Actitudes

de manera los diferentes Participa bioelementos que participan en responsable en el cuidado los procesos biológicos. de su salud. Identica

Distingue

las

propiedades Toma

decisiones

de

manera e informada consciente asumiendo las Describe la estructura y función consecuencias. Vitaminas de las diferentes biomoléculas y vitaminas presentes en los Propiedades nutricionales de los alimentos. organismos. sicoquímicas del agua.

Reconoce las propiedades nutrición ales de los componentes químicos presentes en los alimentos.

46

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

BIOELEMENTOS ¿Cuá ¿C uále less son son los los bioe bioele leme ment ntos os? ?

¿Cuá ¿C uáll es su su fun funci ción ón? ?

¿Cómo se clasican?

Realicen de manera grupal tomando turnos, la siguiente lectura, escuchen con respeto y atención la explicación del profesor al respecto y comenten sus dudas. Bioelementos Todos los seres vivos están constituidos, por los mismos elementos químicos. De todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos. Esto conrma la idea de que la vida se s e ha desarrollado sobre unos elementos concretos conc retos que poseen

unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos. Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia) se pueden agrupar en tres categorías: Bioelementos primarios o principales: C, H,viva, O, Nconstituyen el 95% de la masa total. Son los elementos mayoritarios de la materia Bioelementos secundarios S, P, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. Oligoelementos Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, úor, iodo,

boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. ACTIVIDAD 1

Organícense en equipos y realicen una investigación documental acerca de la función de los bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos en los seres vivos. Busca la información en la biblioteca o en las páginas web recomendadas. Puedes imprimirlo y llevarlo al salón de clases para que en mesas de trabajo analices la composición química de los seres vivos, llena el cuadro integrador (puedes acompañarlo con ilustraciones). Comenta la importancia de los bioelementos para conservar la vida, con el resto del grupo, escuchando con atención a los demás. Páginas web recomendadas sobre bioelementos: Bioelementos http://www.salonhogar http://www .salonhogar.com/ciencias/biolo .com/ciencias/biologia/bioelementos/bio gia/bioelementos/bioelementos.htm elementos.htm

Bioelementos

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/ http://recursos.cn ice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerat alumno/2bachillerato/biomol/contenidos1 o/biomol/contenidos1.htm .htm

47

BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

PRIMARIOS Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno SECUNDARIOS Azufre Fósforo Magnesio Calcio Sodio Potasio Cloro OLIGOELEMENTOS Hierro Manganeso Iodo Flúor  Cobalto Silicio Cromo Zinc Litio Molibdeno 48

FUNCIÓN

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

BIOMOLÉCULAS Las biomoléculas son las moléculas que forman parte de los seres vivos. Se clasican en:

       

- Agua Inorgánicas

-Sales minerales Glúcidos o Carbohidratos

     

Orgánicas

Lípidos Proteínas Ácidos nucleicos

PROPIEDADES DEL AGUA

¿Las propiedades del agua tienen importancia cuando forma parte de los seres vivos?

Realicen de manera grupal tomando turnos, la siguiente lectura sobre la importancia del agua en los seres vivos, escuchen con respeto y atención la explicación del profesor al respecto, realicen comentarios o expongan sus dudas al respecto. El agua es componente esencial de todo lo que nos rodea, es esencial para todos los organismos. Hay agua en el aire que respiramos: es el vapor que está en el ambiente. El agua en forma líquida cubre 75% de la supercie del planeta y apenas 1% del agua es “agua dulce”. Forma parte de

nuestros alimentos. Nuestro cuerpo está compuesto por 65% de agua, nuestra sangre está compuesta de 80 a 90% de agua, nuestros músculos tienen alrededor de 75% de agua, en las

células varía del 70 al 80%, dependiendo de si estás bien hidratado o no, así también, varía de acuerdo a la zona o el órgano del cuerpo donde ésta se encuentre. Nosotros necesitamos tomar al menos 8 vasos de agua al día para que nuestro cuerpo sea saludable El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Los enlaces por puentes de hidrógeno entre las moléculas del agua pura son responsables de la dilatación del agua al solidicarse, es decir, su disminución de densidad

cuando se congela. El agua tiene una densidad máxima de 1 g/cm³ cuando está a una temperatura de 4 ºC, característica especialmente importante en la naturaleza que hace posible el mantenimiento de la vida en medios acuáticos sometidos a condiciones exteriores de bajas temperaturas. http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/enlace-por-puente-de-hidrogeno

49

BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Propiedades - Disolvente.  Disolvente.  El agua se considera como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. El agua es un disolvente polar, más polar que el etanol, por ejemplo, como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal de mesa (cloruro de sodio ). Algunas sustancias, sin embargo; no se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias hidrofobica. Membranas celulares, compuestas de lípidos y proteínas, aprovechan esta propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos químicos y los externos, lo que se facilita, en parte, por la tensión supercial del agua. La capacidad capac idad disolvente es responsable de: Las funciones

metabólicas de los sistemas de transporte de sustancias en los organismos. - Cohesión. Es Cohesión. Es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen entre sí. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos. Estos puentes se pueden romper fácilmente con la llegada de otra molécula con un polo negativo o positivo dependiendo de la molécula, o, con el calor. La fuerza de cohesión permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas. - Adhesión. El agua, por su gran potencial de polaridad, cuenta con la propiedad de la adhesión, es decir, el agua generalmente es atraída y se mantiene adherida a otras supercies. Esto es lo que se conoce comúnmente como “mojar”. Esta fuerza está también en relación con los puentes

de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad. - Tensión Tensión supercial. superc ial. El agua tiene una gran atracción entre las moléculas de su supercie, super cie, creando tensión supercial. La supercie del líquido se comporta como una película capaz de alargarse y

al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla; esta propiedad contribuye a que algunos objetos muy ligeros oten en la supercie del agua y algunos insectos pueden estar sobre

ella sin sumergirse e, incluso, hay animales que corren sobre ella. - Acción capilar.  capilar.  El agua cuenta con la propiedad de la capilaridad, que es la facultad de ascenso, o descenso, de un líquido dentro de un tubo capilar. Esto se debe a sus propiedades de adhesión y cohesión. Cuando se introduce un capilar en un recipiente con agua, ésta asciende espontáneamente por el capilar como si trepase “agarrándose” por las

paredes, hasta alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua se equilibra con la presión capilar. A este fenómeno se debe, en parte, la ascensión de la savia bruta, desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.

50

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

- Calor especíco. Esta propiedad también se encuentra en relación directa con la capacidad del agua para formar puentes de hidrógeno intermoleculares. El calor especíco del agua se dene como la cantidad de energía necesaria

para elevar la temperatura, en un grado Celsius, a un gramo de agua en condiciones estándar y es de 1 cal/°C•g, cal/ °C•g, que es igual a 4,1840 J/K•g. Esta propiedad es fundamental para los seres vivos (y la biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un excelente regulador térmico. Un ejemplo son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras. También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante. - Temperatura de fusión. El agua tiene un punto de fusión elevado lo que permite que se enfríe más lentamente que otros líquidos y esto a su vez permite que las células sean más resistentes al congelamiento. - Temperatura de evaporación. El evaporación. El punto de vaporización del agua es elevado, es decir se requiere gran cantidad de calor sin que se modique su temperatura para que sufra evaporación. Esta

propiedad ayuda a mantener la temperatura corporal por ejemplo de una persona al sudar, el calor de su cuerpo pasa al sudor y la evaporación del mismo baja la temperatura del cuerpo. - Densidad. La Densidad. La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. Su punto de congelación es a los 4ºC y en estado sólido es más densa que en estado líquido, característica que explica por qué el hielo ota y se acumula en la parte supercial de los cuerpos de

agua, permitiendo así la vida en el medio acuático de las regiones polares. La densidad del agua, así como sus puntos de ebullición y congelación se modican al agregarle ciertos solutos por ejemplo sal (NaCl). Entre mayor

cantidad de sal se le agregue al agua su densidad aumenta.

RELACIÓN DEL AGUA CON LOS PROCESOS PROCESOS BIOLÓGICOS DE LOS SERES VIVOS VIVOS Propiedades biológicas del agua El agua es esencial para todos los tipos de vida. Las principales funciones biológicas del agua son: - Es un excelente disolvente, de sustancias tóxicas y compuestos bipolares. Incluso moléculas biológicas no solubles (ej. lípidos) forman con el agua, dispersiones coloidales. - Participa como agente químico reactivo y también catalizar de muchas reacciones. - Permite la difusión, es decir el movimiento en su interior de partículas sueltas, constituyendo el principal transporte de muchas sustancias nutritivas. 51

BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

-

Constituye un excelente termorregulador (calor especíco), permitiendo la vida de

-

organismos en una amplia variedad de ambientes térmicos. Ayuda a regular el calor de los animales. Tiene un importante papel como absorbente de radiación infrarroja, crucial en el efecto invernadero. Interviene en el mantenimiento de la estructura celular.

-

Proporciona exibilidad a los tejidos. Actúa como vehículo de transporte en el interior de un ser vivo y como medio lubricante en

sus articulaciones. La vida en la Tierra ha evolucionado gracias a las importantes características caract erísticas del agua. La existencia exist encia de esta abundante sustancia en sus formas líquida, gaseosa y sólida ha sido sin duda un importante factor en la abundante colonización de los diferentes ambientes de la Tierra por formas de vida adaptadas a estas variantes y a veces extremas condiciones. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

¿Cuáles son las principales biomoléculas Realicen de manera grupal tomando turnos, la siguiente lectura, escuchen con respeto y atención la explicación del profesor al respecto, comenten sus dudas. Sinteticen la información para llenar el cuadro integrador que se presenta al nal del bloque.

Biomoléculas orgánicas

BIOMOLÉCULAS Son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasican de acuerdo a la cantidad de carbono o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la forma biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía. Los glúcidos tienen

enlaces químicos difíciles de romper llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de energía, que es liberada al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es aprovechada por el organismo consumidor, y otra parte es almacenada en el organismo.   En la naturaleza se encuentran en los seres vivos, formando parte de biomoléculas aisladas o asociadas a otras como las proteínas y los lípidos. Sus funciones biológicas son: Combustible: principal fuente de energía inmediata de los monosacáridos Reserva energética: el almidón y el glucógeno son polisacáridos que acumulan gran cantidad de energía en su estructura, por lo que sirven para guardar energía excedente y utilizarla en momentos de necesidad. 52

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

Formadores de estructuras: la estructuras: la celulosa o la quitina son ejemplos de polisacáridos que otorgan estructura resistente al organismo que las posee. Se pueden clasicar en: Monosacáridos que no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos. Oligosacáridos  son complejos que se pueden descomponer en otros glúcidos como los disacáridos

(dos monosacáridos unidos), a los (entre tres y nueve monosacáridos) Polisacáridos (más Polisacáridos  (más de diez monosacáridos). Monosacáridos Son azúcares sencillos, no hidrolizables, de 3 a 7 átomos de C (triosas, tetrosas, t etrosas, pentosas, hexosas). Están formados por una sola molécula; no pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modicado es (CH2O)n, donde n es cualquier número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos.

Ejemplos: Glucosa: función energética: principal combustible metabólico. Componente de polisacáridos estructurales y energéticos. Fructosa: Combustible metabólico. Forma parte de la sacarosa. Aparece en frutas y líquidos seminales. Ribosa: se Ribosa:  se encuentra en el ARN Desoxirribosa: se Desoxirribosa:  se encuentra en ADN

 

Glucosa

Fructosa

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Disacáridos Son oligosacáridos formados por la unión de dos monosacáridos mediante un enlace O-glucosídico. O- glucosídico. Tienen las propiedades de ser: cristalizables, dulces, solubles y mediante hidrólisis se desdoblan en monosacáridos. Principales disacáridos

Maltosa (glucosa - glucosa). Producto de la hidrólisis del almidón y el glucógeno. Maltosa (glucosa Lactosa (glucosa - galactosa). Se encuentra en la leche. Sacarosa (glucosa - fructosa). Azúcar común que se extrae de la caña de azúcar y de la remolacha azucarera. Sacarosa

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BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Los oligosacáridos Están compuestos por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos que al hidrolizarse se liberan. Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia unidos a proteínas, formando las glucoproteínas. Polisacáridos Son cadenas, ramicadas o no, de más de diez monosacáridos (en este caso a estas unidades

se les llama monómeros) unidos por un enlace glucosídico. Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento. Principales polisacáridos: El almidón y el glucógeno actúan como reservas energéticas energét icas y son hidrolizados en glucosas cuando

ésta es necesaria. La acumulación de glucosa libre en las células generaría problemas osmóticos. La celulosa y la quitina son polisacáridos estructurales. Los enlaces entre los monosacáridos son más resistentes a la hidrólisis. ● Almidón:

Polímero de la glucosa, es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilasa y amilopectina (ramicada), aparecen formando

gránulos característicos: amiloplastos. Abundante en la papa y en muchas semillas. ● Glucógeno:

En animales, se usa el glucógeno en vez de almidón el cual es estructuralmente similar a la amilopectina pero más densamente ramicado. Es una reserva energética en animales. Se acumula en el hígado y en los músculos. Las propiedades del glucógeno le permiten ser

metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción. ● Celulosa: Polímero de la glucosa. Estructura lineal no ramicada. Es la molécula más abundante en la

naturaleza. Tiene función estructural en vegetales: principal componente de la pared celular. Su estructura lineal favorece la disposición en paralelo de varias moléculas que se unen mediante puentes de hidrógeno. Difícilmente digerible, solo ciertas bacterias (como las que viven en simbiosis en el estómago de los rumiantes) producen enzimas capaces de hidrolizar la celulosa. ● Quitina:

Polímero de un derivado de la glucosa: la N-acetilglucosamina. Su función estructural: principal componente de la pared celular de los hongos y del exoesqueleto de artrópodos.

LÍPIDOS Son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O; en algunos casos también P y N. Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares. Presentan un brillo característico y son untuosos al tacto. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides). 54

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

Los ácidos grasos son componentes fundamentales de los fosfolípidos y esngolípidos, moléculas

que forman la bicapa lipídica de las membranas de todas las células, son precursores de otras sustancias con gran actividad biológica que intervienen en la regulación y control de numerosos procesos vitales, como la respuesta inamatoria, regulación de la temperatura corporal, procesos de coagulación sanguínea, contracción del músculo liso, etc. Se clasican en:

● ÁCIDOS GRASOS Son ácidos monocarboxílicos de cadena larga (de 14 a 22 C, siempre en número par). Los ácidos

grasos son componentes de muchos lípidos y precursores de otros. Tipos Saturados

No presentan dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. Son más abundantes en grasas de animales. Ejemplos: predominan de grasa de origen animal, ácido palmítico de origen vegetal (16 C), ácido esteárico (18C).

 Ácido palmítico palmítico Insaturados Presentan uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. Predominan en grasas de origen vegetal. Ejemplos ácido oleico, ácido linoleico, ácido araquidónico

 Ácido oleico oleico

 Ácido linoleic linoleico o Clasicación a. Lípidos saponicables saponicables (lípidos (lípidos complejos)  Son ésteres formados por un alcohol y ácidos grasos.

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BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Grasas neutras (acilglicéridos)

Estructura Formadas por Glicerina + 1-3 ácidos grasos. Los más importantes son los triglicéridos. Pueden ser grasas simples (ácidos grasos iguales) o mixtas (ácidos grasos diferentes). Por su consistencia son sebos (grasas sólidas), mantecas (semisólidas) y aceites (líquidas). Los sebos y mantecas son característicos de los animales y tiene predominio de ácidos grasos saturados. Los aceites son característicos de los vegetales y contiene principalmente ácidos grasos insaturados.

Triacilglicérido Funciones - Reserva energética en animales y vegetales (producen más calorías por gramo que los glúcidos

y las proteínas), protección, aislamiento térmico (se depositan bajo la piel de los animales de sangre caliente y evitan las pérdidas de calor).

Ceras

Funciones - Estructural y protectora. Forman la película que impermeabiliza la supercie de las hojas y frutos

de las plantas. En los animales forman cubiertas protectoras de la piel, pelo y plumas, así como del exoesqueleto de muchos insectos.

Cera ● FOSFOLÍPIDOS 

Formados por Glicerina + 2 ácidos grasos + ácido fosfórico. + aminoalcohol

Fosfolípido Función Son moléculas anpáticas: zona polar (glicerina, ácido fosfórico y aminoalcohol); zona apolar

(ácidos grasos). Con función estructural: son uno de los principales componentes de todas las membranas de todas las células, en las que se disponen formando bicapas. 56

Componentes químicos de los seres vivos

 

b. Lípidos no saponicables (lípidos (lípidos simples) No contienen ácidos grasos y no son ésteres. Constituyen un grupo de moléculas con gran actividad activ idad biológica que desempeña funciones muy variadas. Terpenos

Presentan dobles enlaces alternos por lo que frecuentemente son moléculas coloreadas.

ß Caroteno  Caroteno 

Funciones - Esencias vegetales (mentol, geraniol, limoneno, alcanfor). - Vitaminas A, K y E.

Vitamina A

- Carotenoides (licopeno -rojo, ß caroteno -anaranjado, xantola -amarillo). Son pigmentos fotosintéticos que complementan a la clorola. El ß caroteno es precursor de la vitamina A. ● ESTEROIDES Se diferencian unos de otros en el número y posición de dobles enlaces y en el tipo, número y

posición de los grupos funcionales sustituyentes.

Esterano

Colesterol 

Funciones - Estructural: el colesterol se encuentra en las membranas celulares de muchos animales y en las lipoproteínas del plasma sanguíneo. Es además precursor de otros esteroides. Su acumulación en las de del los vasos sanguíneos es responsable - Los ácidos biliares sonparedes derivados colesterol que facilitan la emulsión de la lasarteriosclerosis. grasas. - Vitamínica: el ergosterol es precursor de la vitamina D; se transforma en ella en la piel por acción de la luz ultravioleta. - Hormonal: progesterona y estradiol (hormonas sexuales femeninas); testosterona (hormona sexual masculina); Aldosterona (corticoide).

PROTEÍNAS Son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y S, y pueden aparecer otros elementos en menor proporción. Son macromoléculas de elevado peso molecular formadas por la polimerización de aminoácidos. Constituyen un 50% del peso seco de un organismo. Son especícas de cada

especie e incluso de cada organismo. Biológicamente muy activas. act ivas. Desempeñan una gran diversidad de funciones.

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Aminoácidos (α- aminoácidos) Tienen en común: carbono, grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino (-NH2). Su parte variable

radical. Existen veinte radicales distintos en los aminoácidos que constituyen las proteínas de los seres vivos.

Enlace peptídico Es el enlace entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el amino de otro, liberándose una molécula de agua. Es la unión de dos aminoácidos mediante un enlace peptídico se denomina dipéptido. Si el número de aminoácidos es menor de cien se denomina polipéptido y con más de cien es una

proteína. La función de las proteínas está relacionada con su estructura tridimensional se pueden distinguir cuatro niveles de complejidad estructural creciente: Primaria, Secundaria, Tercearia y Cuaternaria.

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Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

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Funciones de la proteínas Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son especícas de cada una de ellas y permiten a las

células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc. Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteína para originar una estructura mayor. Sin embargo, otras proteínas se unen a moléculas distintas: los anticuerpos a los antígenos especícos, la hemoglobina al oxígeno, las enzimas a sus sustratos, los reguladores de la expresión génica al ADN, las hormonas a sus receptores especícos, etc.

Desnaturalización de las proteínas Es la pérdida de la actividad de una proteína al perder su estructura terciaria por algún cambio

en el medio (temperatura, pH, salinidad, composición, radiaciones, etc.). Si el cambio no ha sido muy drástico se puede producir la renaturalización de la proteína, recuperando su estructura y su actividad. Páginas web recomendadas: www.scienticpsychic.com/tness/aminoacidos.html 59

BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

¿Qué son las vitaminas? Todos los tipos de vitaminas son una sustancia química, orgánica ylanecesaria para el mantenimiento de las funciones orgánicas y de vida. Son catalizadoras metabólicas indispensa indispensables, bles, optimizan, garantizan y perfeccionan los procesos orgánicos. El organismo no puede sintetizar las vitaminas con excepción de la D. Son elementos de ingesta esencial. ¿Por qué se llaman así? El termino Vitaminas fue utilizado por primera vez en en 1912, por el bioquímico C. Funk (1884 1967) para nombrar todos los tipos de vitaminas. Vita del latín vida y amina porque se pensaba que todas contenían un grupo amino cosa que más tarde se demostró que no pero el nombre continuo el mismo. Clasicación de los tipos de Vitaminas Los tipos de Vitaminas están clasicadas según su solubilidad en:

• •

Hidrosolubles: vitamina C y Complejo B. Hidrosolubles: vitamina Liposolubles: Vitamina A, E, D y K.

Las vitaminas hidrosolubles: se disuelven en agua y están presentes en las partes acuosas de los alimentos. Se absorben mediante la difusión simple o transporte activo. Su exceso se excreta por la orina y el cuerpo no tiene la capacidad de almacenarlas, por lo que se eliminan fácilmente. Es necesario consumirlas diariamente, y se pueden obtener de frutas, verduras, leche y productos cárnicos. Las vitaminas hidrosolubles son: • Vitamina C o ácido ascórbico • Vitamina B1 o Tiamina •

Vitamina B2 o Riboavina

• • • • • •

Vitamina B3 o Niacina Vitamina B5 o Ácido pantoténico Vitamina B6 o Piridoxina Vitamina B8 o Biotina Vitamina B9 o Ácido fólico Vitamina B12 o Cianocobalamina

Vitaminas Liposolubles: estas Liposolubles: estas vitaminas se disuelven en aceites y grasas y se encuentran en las partes liposolubles de los alimentos. Se alimentos. Se transportan en lípidos y son de difícil difí cil eliminación. Se obtienen de frutas, verduras, pescado, yemas de huevo y algunos frutos secos. • Vitamina A o Retinol • Vitamina D o Calciferol • • 60

Vitamina E o a-tocoferol Vitamina K o tomenadiona

Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

Una alimentación equilibrada proporciona una cantidad suciente de estas vitaminas. vit aminas. Las personas

de más de 50 años y algunos vegetarianos podrían necesitar usar suplementos para obtener suciente vitamina B12.

61 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Vitaminas hidrosolubles Nutriente

Función Parte de una enzima necesaria

Tiamina (vitamina B1)

para el metabolismo de energía; importante para la función nerviosa

Fuentes Se encuentra en todos los alimentos nutritivos en cantidades moderadas: cerdo, panes y cereales de grano integral o enriquecidos, legumbres, nueces y semillas

Parte de una enzima necesaria para el metabolismo de energía; Riboavina(vitamina Riboavina(vi tamina B2) importante para la visión normal y la salud de la piel

Leche y productos lácteos, verduras de hojas verdes, panes y cereales de grano integral y enriquecidos

Niacina (vitamina B3)

Parte de una enzima necesaria para el metabolismo de energía; importante para el sistema nervioso, el aparato digestivo y la salud de la piel

Carne, aves, pescado, panes y cereales de grano integral o enriquecidos, verduras (especialmente hongos, espárragos y verduras de hoja verde), manteca de maní (cacahuate)

Ácido pantoténico

Leche y productos lácteos, verduras de hojas verdes, panes y cereales de grano integral y enriquecidos

Se encuentra en la mayoría de los alimentos

Biotina

Parte de una enzima necesaria para el metabolismo de energía

Se encuentra en la mayoría de los alimentos; también es producida en los intestinos por bacterias

Parte de una enzima necesaria para Piridoxina (vitamina B6) el metabolismo de proteínas; ayuda en la producción de glóbulos rojos

Parte de una enzima necesaria para producir ADN y células nuevas, especialmente glóbulos rojos

Ácido fólico

Cobalamina B12)

(vitamina

Parte de una enzima necesaria para la producción de células nuevas; importante para la función nerviosa

Carne, pescado, aves, verduras, frutas Verduras de hojas verdes y Verduras legumbres, semillas, jugo de naranja e hígado; ahora añadido a la mayoría de los granos renados

Carne, aves, pescado, mariscos, huevos, leche y productos lácteos; no se encuentra en alimentos de origen vegetal Carne, aves, pescado, mariscos, huevos, leche y productos lácteos; no se encuentra en alimentos de origen vegetal

62 Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

Ácido ascórbico (vitamina C)

 Antioxidante; parte de una enzima necesaria para el metabolismo de proteínas; importante para la salud del sistema inmunitario; ayuda en la absorción del hierro

Se encuentra solamente en frutas y verduras, especialmente cítricos, verduras crucíferas (repollo, brócoli, por ejemplo), melón (cantalupo), fresas, pimientos, tomates, papas, lechuga, papayas, mangos y kiwis

Vitaminas liposolubles Nutrientes

Función

Vitamina A (y su precursor, betacaroteno) *El organismo convierte el precursor en vitamina.

Necesaria para la vista, piel y membranas mucosas saludables, crecimiento de los huesos y los dientes, salud del sistema inmunitario

Vitamina D

Fuentes Vitamina A de origen animal (retinol): leche forticada, queso, crema, mantequilla, margarina forticada, huevos, hígado

Betacaroteno (de origen vegetal): Verduras de hojas verdes, frutas (damascos o albaricoques; melón cantalupo) y verduras de color naranja oscuro (zanahorias, calabaza invernal, camotes o batatas, calabaza) Yemas de huevo, hígado, pescados

Necesaria para la absorción adecuada de grasosos, leche forticada, margarina calcio; se almacena en los forticada. Con exposición a la luz solar, la huesos piel puede elaborar vitamina D.  Antioxidante; protege las las paredes celulares

Vitamina E

Vitamina K

 Aceites vegetales poliinsaturados (soya, maíz, semilla de algodón, cártamo); verduras de hojas verdes; germen de trigo; productos de grano integral; hígado, yemas de huevo; nueces y semillas Necesaria para una buena Verdura Verdurass de hoja verde como col rizada, coagulación de la sangre coles y espinacas; verduras de color verde como brócoli, coles de Bruselas y espárragos; también producida en los intestinos por bacterias

Páginas web consultadas sobre vitaminas https://www.google.com/imgres?imgurl=https://www.infograasyremedios.com/wp-content/uploads/2015/04/infograa_  vitaminas.jpg&imgrefurl=https://www.infograas vitaminas.jpg&imgrefurl=https://ww w.infograasyremedios.com/las yremedios.com/las-vitaminas-y-sus-func -vitaminas-y-sus-funciones/&h=1477&w=650&tbnid=j iones/&h=1477&w=650&tbnid=j

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63 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

¿Qué función tienen las biomoléculas orgánicas en la nutrición de los organismos? ¿Tenemos ¿T enemos una nutrición balanceada?

Sabías que debemos tomar 8 vasos de agua al día para estar saludables. ¿Solo agua es suciente?

Y, ¿qué alimentos debemos consumir? Existen tablas para determinar la composición nutricional de los alimentos. El plato del bien comer es la guía alimentaria del mexicano es también una herramienta educativa para evitar problemas de nutrición que pueden afectar gravemente nuestra salud como Diabetes, Obesidad, diversos Cánceres, trastornos como la bulimia y la anorexia entre otros. ● Frutas y verduras.  verduras.  Son productos como espinaca, nopales, brócoli, zanahoria, aguacate,

chile, jitomate, naranja, manzana, fresa, melón y papaya. Aportan vitaminas y minerales, y son los que deben consumirse en mayor cantidad pues, de acuerdo con c on recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), es necesario ingerir cinco raciones por día (cada ración equivale a una pieza o una taza, aproximadamente). ● Cereales y tubérculos. Se tubérculos. Se trata de alimentos como papa y camote, además de pan, pasta,

galletas y granos (maíz, trigo, avena o arroz), mismos que de preferencia deben consumirse con cascarilla (integrales). Proporcionan carbohidratos, vitaminas y minerales, y deben incluirse en la dieta diaria en cantidad suciente, es decir, 3 o 4 raciones en promedio (cada

ración consta de dos tortillas, una rebanada o pieza mediana de pan, 3/4 de taza de cereal para desayuno con bra o media taza de papa). ● Leguminosas y alimentos de origen animal. Incluye animal. Incluye a la leche y sus derivados, carne, pollo,

pescado y huevo, además de frijol, haba, lenteja o garbanzo. Nos dan proteínas, vitaminas y minerales, y se deben incluir aproximadamente 3 raciones por día (cada una de 100 gramos de carne, 120 de pescado o 3/4 de taza de legumbres).

http://holyr-emyi.blogspot.mx/201 http://holyr-emyi. blogspot.mx/2011/10/plato-del1/10/plato-del-bien-comer-y-jar bien-comer-y-jarra-del-buen.htm ra-del-buen.htmll

64 Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 2

Por equipos escojan un platillo y como actividad extraclase analícenlo, consultando alguna página de información nutrimental como la presentada arriba, donde escribes el nombre del alimento (en este caso el ingrediente para preparar el platillo) y aparece la información nutrimental. Realicen una muestra gastronómica donde identiquen las biomoléculas orgánicas en alimentos

naturales, presentando su platillo, dándolo a degustar al resto de sus compañeros (tiene que ser un platillo sano que se pueda incluir en la dieta balanceada). Si no es posible realizar la degustación en el salón de clases, el equipo se puede reunir extraclase, elaborar el platillo y elaborar el reporte de la actividad, realizando una presentación en Power Point donde se incluya: -Requerimientos nutrimentales según la edad y sexo de los integrantes del equipo

-El nombre del platillo y su contenido nutrimental en relación a: carbohidratos, lípidos y proteína -- Los Los ingredientes materiales y utensilios a utilizar 

65 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

-El procedimiento paso a paso para su elaboración con fotografías -Fotografías del equipo degustando el platillo. -Una reexión sobre la importancia de una buena alimentación.

  Comenten los resultados de su trabajo en plenaria y mencionen una lista de productos naturales ricos en biomoléculas, necesarias para tener una dieta equilibrada que ayude a su salud. Página de consulta: http://www.dietas.net/tablas-y-calculadoras/tabla-de-composicion-nutricional-de-los-alimentos/ Para la calculadora nutricional consulten: http://www.seh-lelha.org/calena.aspx

También existen formas para calcular los requerimientos nutrimentales de una persona y la composición en biomoléculas que un alimento posee, con los siguientes programas: Mi dietario: es una calculadora dietética con información nutricional de más de 500 alimentos, especicando sus macronutrientes, calorías, proteínas, grasas e hidratos de carbono de cada

alimento así como información adicional, cuenta con valores minerales y el IG (índice glucémico). http://www.tupincho.net/foro http://www .tupincho.net/foro/tabla-para-calcul /tabla-para-calculo-de-carbohidrat o-de-carbohidratos-y-proteinas-di os-y-proteinas-dietas-t18047-320.h etas-t18047-320.html?mobile=on tml?mobile=on https://cronometer.com/ http://www.who.int/mediacen http://www .who.int/mediacentre/factsheets/fs27 tre/factsheets/fs270/es/ 0/es/

ACTIVIDAD 3

Organícense en equipo y realicen una investigación documental acerca de dietas de diferentes países. Comenten en clase la información obtenida. En las siguientes páginas web: Dieta mexicana Dietas que se llevan a cabo en cualquier lugar del mundo Dieta vegetariana Dieta macrobiótica:  http://alimentacionhttp://alimentacion-salud.euroresiden salud.euroresidentes.com/2013/04/die tes.com/2013/04/dieta-macrobiotica.h ta-macrobiotica.html tml Se recomienda ver los siguientes documentales: ● Súper engórdame (Director: Morgan Spurlock): https://www.youtube.com/watch?v=TRw4iskbx44 ● Food matters ( Directores: James Colquhoun y Laurentine Bosch diez): http://www.youtube.com/ watch?v=lNGo1QRnVJs ● La realidad de la industria de los suplementos: http://www.youtube.com/watch?v=zrIw7UVJei

66 Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

ÁCIDOS NUCLEICOS ¿Cómo se determinan que tiene cadalas sercaracterísticas vivo?

¿Por qué existen semejanzas miembros de una entre los

Observa:

http://images02.olx.com.ec/ui/2/16/60/f_24291660_2.jpeg http://images02.olx.com.ec/ui/2/16/60 /f_24291660_2.jpeg www.crecerfeliz.es/var/ezow_site/storage/im www.elrincondelascuatropatas.com http://thumbs.dreamstime.com/thumb_356/12324646519R6V6S.jpg

Actividad diagnóstica (autoevaluación) Contesta las siguientes preguntas preguntas de manera individual, al terminar, terminar, comenten en plenaria sus respuestas. 1.- ¿Qué es el ADN? ____________________________________________________________  2.- ¿Qué signica el término ARN?__________________________________________________ 

3. ¿Conoces los compuestos que forman al ADN? ¿Cuáles son?___________________________   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____ 

Lee con atención la siguiente lectura y escucha la explicación del profesor, contesta los ejercicios que sé que encuentran nal, comenta tus respuestas en clase realizando una autoevaluación y corrección de losalmismos de ser necesario.

67 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

De acuerdo a su composición química, los ácidos nucleicos se clasican en ácido desoxirribonucleico  desoxirribonucleico  ADN que se encuentran residiendo en el núcleo núcl eo celular y algunos organelos, y en ácido ribonucleico  ribonucleico  ARN que se encuentra en el nucleolo y actúa en el citoplasma.

 A las unidade unidadess químicas químicas que se se unen unen para para formar formar los los ácidos ácidos nuclei nucleicos cos se les denomin denomina a nucleótidos y al polímero se le denomina polinuc denomina polinucleótido leótido o  o ácido nucleico. nucleico. Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar: ribosa en caso de ARN y desoxirribosa en el caso de ADN. Las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del polinucleótido. En el caso del ADN las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A ( Adenina  Adenina) y G (Guanina (Guanina). ). Las pirimidinas son T (Timina)  (Timina)  y C (Citosina). En el caso del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo) (Uracilo)..

Bases Nitrogenadas El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió la el esclarecimiento del código genético, la determinación del mecanismo y control de la síntesis de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la información genética de la célula madre a las células hijas. Estructura del ADN El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia el centro, perpendiculares al eje de la molécula (como los peldaños de una escalera caracol) y las unidades azúcar-fosfato azúcar-f osfato a lo largo de los

lados de la hélice (como las barandas de una escalera caracol). El ADN, ácido desoxirribonucleico, está formado por la pentosa desoxirribosa, el ácido fosfórico y las bases citosina, timina, adenina y guanina. Es la sustancia responsable de la herencia biológica en todos los seres vivos, a excepción de muchos virus, en los que este papel lo desempeña el ARN.

68 Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

La información genética está almacenada en moléculas de ADN. Esta información se transmite mediante un ujo unidireccional, que va del ADN hacia el ARN y de éste a las proteínas. Este enunciado constituye el Dogma Central de la Biología) y fue expresado por el cientíco inglés

Francis Crick, famoso además por proponer junto a James Watson Watson un modelo de estructura para el ADN y por ganar el Premio Nobel en 1962 por ese trabajo.

ttp://www.biologia.edu.ar/

 A diferen diferencia cia del del ADN, las molécula moléculas s de ARN es es un lamento simple de una una sola sola cadena cadena y no suelen suelen

formar dobles hélices.  Al igual que el ADN, está compue compuesto sto por tres sustanci sustancias: as: ácido fosfóric fosfórico, o, un monosa monosacárido cárido del tipo pentosa (la ribosa) y cuatro bases nitrogenadas cíclicas: adenina, uracilo, guanina y citosina. La unión de la base nitrogenada con la pentosa forma un nucleósido, el cual al unirse con el ácido fosfórico da un nucleótido; la unión entre sí en enlace diester da el polinucleótido, en este caso el ácido ribonucleico. En algunos virus el ARN es el material de la herencia y experimenta autoduplicación; pero básicamente se encuentra en los ribosomas (ácido ribonucleico ribosómico) y como ácido de transferencia y mensajero. mensajer o. Una célula típica contiene 10 veces más m ás ARN que ADN.

69 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

http://www.porquebiotecnolo http://www .porquebiotecnologia.com.ar/index.p gia.com.ar/index.php?action=cuaderno hp?action=cuaderno&opt=5&tipo=1& &opt=5&tipo=1¬e=124 note=124

Se distinguen tres tipos de ARN en función, sobre todo, de sus pesos moleculares  ARN  A RN mensajero (ARNm)

Se caracterizan por ser los portadores directos de la información genética desde el núcleo a los

ribosomas citoplasmáticos. Se sintetiza sobre un molde de ADN por el proceso de transcripción por el cual se copia el ARN a partir del molde del ADN, pasa al citoplasma y sirve de pauta para la síntesis de proteínas (traducción). ARN de transferencia (ARNt )

 Aunque se sintetiza sintetizan n en el núcleo, los ARNt son elaborados rápidamente y utilizados en el citoplasma.

Entre las funciones del ARNt, destaca el transporte de aminoácidos a los polirribosomas (complejo ribosomas-ARNm), así como la traducción traduc ción del código genético del ARNm.Son cadenas cortas de una estructura básica, que pueden unirse especícamente a determinados aminoácidos.

RNA ribosómico (ARNr) Está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la síntesis de proteínas. Constituye el 80% del ARN celular total y tienen la propiedad de que son metabólicamente metabólicament e estables. Ésta estabilidad, indispensable para el funcionamiento repetido del ribosoma, está incrementada por su estrecha relación con las proteínas ribosómicas. Su función es leer los RNA m y formar la proteína correspondiente. http://www.ferato.com/wiki/index.php/ARN

70 Componentes químicos de los seres vivos

 

BIOLOGÍA I

Contesta las siguientes preguntas de repaso en tu cuaderno, al terminar en plenaria comenten sus respuestas. 1. ¿Cuál es la función del ADN? 2. ¿Qué forma presenta el ADN? 3. ¿Qué es un nucleótido de ADN? 4. ¿Cuáles son los las componentes bases nitrogenadas del ADN? 5. del ARN? 6. ¿Cuál es la función del ARN? Escribe el nombre de los componentes de la molécula de ADN

Imágenes tomadas de: http://www http://www.ecogenesis.com.ar .ecogenesis.com.ar/imagenes/ADN /imagenes/ADN2.jpg 2.jpg

http://www.ferato.com/wiki/index.php/ARN

CIERRE Actividad Integradora Con la información sobre bioelementos y biomoléculas estudiada anteriormente elabora en tu cuaderno u hojas blancas el siguiente cuadro integrador. Comenten en clase los aspectos sintetizados sobre los bioelementos y biomoléculas.

71 BLOQUE II

 

Formación Básica - Tercer Semestre

72 Componentes químicos de los seres vivos

 

Bloque Iii LA CÉLULA Y SU METABOLISMO

Competencias genéricas 55.- Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. CG 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. CG 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. 8.- Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos CG 8.3 Asume 8.3  Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que

Competencias disciplinares básicas CDBE 3. Identica problemas, formula preguntas de carácter cientíco y plantea las hipótesis necesarias

para responderlas. CDBE 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter cientíco,

consultando fuentes relevantes experimentos pertinentes.

y

realizando

CDBE 8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones cientícas.

cuenta dentro de distintos equipos de trabajo. La célula es la unidad más pequeña que puede realizar todas las actividades asociadas con la vida (Solomon, 2012).

 

Formación Básica - Tercer Semestre

BLOQUE iiI BLOQUE III LA CÉLULA Y SU METABOLISMO

La célula y su metabolismo Propósito del bloque: Define a la célula como la unidad funcional y fisiológica de los seres vivos, relacionando sus componentes con la homeostasis, producción y gasto energético, de acuerdo a su nivel de organización, para explicar tanto sus procesos internos como organismos de su entorno.

Interdisciplinariedad Física I Matemáticas III

Transversalidad Eje transversal social Eje transversal de la Salud Eje transversal ambiental Eje transversal de habilidades lectoras

Aprendizajes esperados Demuestra la importancia de la célula como elemento fundamental de los seres vivos, identicando

los diferentes tipos de estas y su ubicación dentro del entorno natural. Ilustra los procesos metabólicos de la célula, así como los tipos de nutrición existentes en los organismos, reexionando su relación con la obtención de energía que necesitan los seres vivos

para realizar sus actividades cotidianas. Conocimientos Teoría Celular  Tipos de Células: • Célula procarionte • Célula eucarionte Estructura y función de: •• •

Núcleo Citoplasma Organelos con y sin membrana

Habilidades Ha

Actitudes

Describe el concepto de Muestra interés y participa de célula, sus características, manera colaborativa. estructura y función como parte de un ser vivo. Privilegia al dialogo para la construcción de nuevos Distingue los procesos conocimientos. metabólicos celulares para la producción y transferencia de Expresa ideas y conceptos energía. favoreciendo su creatividad.

Identica los tipos de nutrición Participa con una postura  Aspectos relacionados relacionados con el metabolism metabolismo: o: existente en los organismos. crítica reexiva.

• • • •

Anabolismo y catabolismo Energía, ATP y enzimas. Fotosíntesis, quimiosíntesis Respiración celular y fermentación

Formas de nutrición: • Autótrofos y heterótrofos

 Actúa de manera consciente y congruente.

74 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Desempeños del estudiante al concluir el bloque: •

Reconoce a la célula como la unidad fundamental de los seres vivos.

•

Analiza las características el origen, la evolución, los procesosbásicas, y la clasicación de las células.

le:///C:/Users/owner/Downloads/S3-GA-Bíología.

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA Introducción: Realiza una consulta general de tus conocimientos que has aprendido en secciones anteriores y que te permitirán estudiar este bloque. Comenten sus respuestas a través de una lluvia de ideas y escuchen la retroalimentación de su profesor con respeto y atención. 1. ¿Qué es una célula?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____  2. ¿Qué tipos de células existen?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____  3. ¿Qué funciones realiza?

 ________________________  ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____ 

75 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Para iniciar, reexiona

¿Cómo es que los diferentes organismos vivientes, plantas, hongos, animales, etc. al ser tan diversos pueden estar todos formados por células? Las células que forman a los organismos vivos son muy similares en cuanto a su composición y en algunas estructuras internas, sus organelos intracelulares poseen las mismas funciones. Entonces, ¿por qué los organismos son tan diferentes entre sí? ¿CON QUÉ CONOCIMIENTOS CUENTO? Sabías que... Mientras observaba cortes nos de la corteza del árbol de corcho, Robert Hooke (16351703) descubrió que se encontraba compuesta por una serie de estructuras huecas y hexagonales, que conformaban una gura similar al panal de abejas, en un inicio creyó cr eyó que se trataba de canales

o tuberías que transportaban “jugos” a través del árbol, posteriormente, realizó un corte similar, aunque más no de la misma corteza y descubrió que aquellos tubos eran la delimitación delimit ación de huecos

que en algún momento estuvieron conteniendo “algo”, estos huecos estaban dispuestos a manera de celdas pequeñas (del latín “cellulae”: celdilla), o células. Posteriormente, Hooke realizó cortes

en tallos de plantas y con la ayuda de su microscopio, que en aquel tiempo era muy rudimentario, observó estructura aunque con en celdas cuadradas, la que se contenían cuerpos. una Asentó todas similar, sus observaciones un libro que él en mismo ilustró y publicó pequeños en 1665, de nombre Micrographía. Este libro fue el referente inicial para la observación detallada de los componentes fundamentales de los organismos vivos y de cómo estos componentes determinan su forma y función. Entre los descubrimientos posteriores posteri ores a la invención del microscopio, se encuentran los trabajos de Marcelo Malpighi quien descubrió los estomas en microscopias vegetales; Camilo Golgi, con descubrimientos del orgánulo intracelular que lleva su nombre; así como de algunos microorganismos como el plasmodio, agente causal de la enfermedad llamada paludismo; y los trabajos de Santiago Ramón y Cajal quien describió la microestructura del sistema nervioso. ACTIVIDAD 1 Después de leer el texto tex to reexiona r eexiona y menciona las aportaciones aport aciones de los cientícos sobre la

célula e importancia de la misma.  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ _____________  _____ 

76 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 2 Actividad experimental

LABORATORIO DE BIOLOGÍA I LA CÉLULA, UNIDAD FUNDAMENTAL DE LA VIDA Propósito: Conrmar que a pesar de la diversidad de forma y tamaño, la unidad básica de los seres vivos es la célula. Planteamiento del problema: ¿Cuál es la unidad fundamental que constituye a todo ser vivo? Plantea tu hipótesis:  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____   ________________  ________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ ________________ ________________ _____________  _____  Material: •

Preparaciones jas de tejidos vegetales y

• • • • •

animales y de organismos unicelulares Microscopio Portaobjetos Cubreobjetos Aguja de disección Gotero

Procedimiento: 1. En la práctica observarás al microscopio mínimo tres preparaciones: una de tejido animal, una de tejido vegetal y una de algún organismo unicelular. 2. Los Tejidos son pluricelulares, por lo que jarás tu atención en una sola célula. Reconoce su membrana, su protoplasma y su núcleo. Observa su unión con otras células. Observa al organismo unicelular reconoce también en él su membrana, protoplasma y núcleo. 3. Elabora un esquema de las tres diferentes células observadas y marca sus componentes Esquemas o ilustraciones Tejido animal

Tejido vegetal

Organismo unicelular  

77 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

 Anota tus observaciones observaciones (describe (describe lo que dibujaste): dibujaste):

 _________________  ________ __________________ __________________ __________________ __________________ ___________________ ___________________ _______________  ______  Registra los resultados o conclusiones obtenidos de tu observación: _______________________   _________________  ________ __________________ __________________ __________________ __________________ ___________________ ___________________ _______________  ______  Contrasta los resultados obtenidos en el experimento con la hipótesis previa y anota las conclusiones. ¿Comprobaste tu hipótesis? _______________________________________________________  Contesta las siguientes preguntas y coméntalas coméntalas con tus compañeros al fnalizar la actividad.

¿Qué semejanzas encontraste entre las tres células observadas? __________________________  Cita dos diferencia diferencias: s: _________________ ___________________________________ ____________________________________ _________________________  _______  ¿Por qué se considera a la célula como la unidad básica de la vida? ________________________  EVALUACIÓN EV ALUACIÓN FORMATIV FORMATIVA. A. AUTOEVALUACIÓN Lista de cotejo para actividades experimentales

Actividad

Bloque:

experimental No.

Nombre de la actividad: Fecha: Grupo: Nombre: Aspectos a evaluar 1. Me integro con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboré en la realización de la práctica. 2. Aplico las reglas de seguridad del laboratorio utilizando con cuidado el material del laboratorio 3.

Redacto

una

hipótesis

que

pude

comprobar respecto a la unidad fundamental de todo ser  vivo. 4. Mis resultados, observaciones y conclusiones Son claros y explican lo ocurrido o comprobado en el laboratorio. 5. Contesto correctamente el cuestionario.

Sí

No

Observaciones

78 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Aprende más: TEORÍA CELULAR Entre los años 1938 y 1939, dos cientícos alemanes, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo Theodor Schwann, concluyeron que todas las plantas y animales estaban formados por células (Solomon, 2012). Posteriormente, los trabajos de Rudolf Virchow propusieron que la célula tenía la capacidad de

dividirse para formar dos células hijas de idénticas cualidades. El trabajo integrado de estos tres cientícos contribuyó en gran medida a la construcción de un concepto universal en el que se

postula lo siguiente: • Las células son la unidad básica de organización y función de la vida en todos los organismos. • Todas las células proceden de otras células. • Posteriormente, la conclusión de los estudios de August Weismann (Solomon, 2012, sobre las similitudes y características que comparten todas las células, le permitió proponer que: • Todas las células tienen un antepasado común y un origen único. • A estos conocimientos se les denomina en su conjunto “teoría celular”. De esta se desprende que la organización de las células de todo tipo es básicamente la misma; que el pequeño tamaño así como los procesos que se desarrollan al interior de la célula, le permiten mantener la homeostasis, es decir, un equilibrio interno, el cual se debe a que la célula puede intercambiar sustancias del espacio intracelular al espacio extracelular y viceversa por medio de una membrana llamada membrana plasmática o citoplasmática, la cual es una estructura distintiva que rodea a cada célula y la convierte en un compartimento cerrado, en el que se resguardan el líquido y las estructuras intracelulares. El tamaño y la forma de la célula se adaptan a la función que realiza, como ejemplos podemos mencionar los siguientes: • Los leucocitos (células blancas de la sangre y parte fundamental del sistema inmunológico) cambian de forma para poder deslizarse por los vasos capilares que son más pequeños que sus diámetros ordinarios. • Los espermatozoides tienen una cola larga a manera de látigo, la cual se agita para facilitarles la locomoción. • Las neuronas poseen prolongaciones llamadas axones por los cuales elestímulo nervioso puede recorrer grandes distancias en el interior de la misma célula.

Para saber más... Las células deben ser lo sucientemente pequeñas para

que las funciones que realiza la membrana celular sean ecientes, el tamaño en el que se encuentran la mayoría

de las células está en el orden de los 10 mm a los 100 mm (mm = micrómetro, que equivale a una milésima parte de un milímetro).

79 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Aplica lo aprendido ACTIVIDAD 3

Lee el siguiente texto adaptado de la historia de la teoría celular denida por Berón (2006); posteriormente elabora un informe escrito.

HISTORIA DE LA TEORÍA CELULAR: Como lo comenta Berón los descubrimientos biológicos aumentaron cuando la tecnología de imágenes se volvió más sosticada. Las células fueron vistas por primera vez y descritas por

algunos de los microscopistas de principios del siglo XVII. El naturalista holandés A. Van Leeuwenhoek (1632-1723), investigó los más variados objetos, con ayuda de los cristales de aumento que él mismo elaboró. Construyó microscopios que regaló a entidades cientícas; era un agudo observador y comunicaba sus observaciones a la Real Sociedad Cientíca de Londres. En 1675, por medio del microscopio, un alumno de Leeuwenhoek descubrió que en el semen

humano existían innumerables corpúsculos, sumamente pequeños y móviles, como “supuestos animalitos”. Eran los espermatozoides. Leibniz, lósofo alemán acionado a la Biología, se dejó

impresionar por este descubrimiento con la idea de que estos “animalitos” existían en todas t odas partes. De igual manera, comenta Berón que otros cientícos de la época como el naturalista Buffon (1707-1788), pensaban que los seres microscópicos eran moléculas vivientes, las cuales se

agrupaban mediante un proceso desconocido para constituir organismos superiores que podían observarse a simple vista. Las ideas losócas, junto con la experiencia y la observación a través

del microscopio, fueron la fuente de dónde provino la teoría de que en el cuerpo animal y vegetal aparecen pequeños “poros”, ahora conocidos como células. Estas células ya se conocían en el siglo XVIII, Malpighi, Hooke y Grewreconocieron que el tejido de la planta se compone de huecos limitados por “tabiques jos”, éstos eran las células. Berón hace referencia en su texto que durante más de cien años permaneció intacta dicha teoría, hasta que Wolff, profesor de losofía, intentó

profundizarla mediante la observación de las plantas, cuyo cuerpo consideró que se parecía a un líquido espumoso y que el tejido animal estaba compuesto de minúsculas “esferas”. Lo sorprendente es que los microscopios de aquella época eran rudimentarios, pero hacia 1807 ya se empezaron a emplear microscopios con aumentos de 180 a 400 diámetros. En 1837, Meyen

observó los órganos vegetales a 500 aumentos, y desde1840 el microscopio ya era de uso común. EL NACIMIENTO DE LA TEORÍA CELULAR: La palabra “célula”, comenta Berón, fue utilizada por primera vez por el botánico inglés Robert Hooke

para designar las primeras cámaras o alveolos que había observado al estudiar al microscopio delgadas láminas de tejidos vegetales. El libro “Micrographía” (1665) de Robert Hooke contiene

algunos de los primeros dibujos nítidos de células vegetales, basados en las observaciones de algunas secciones nas de “corcho” (corteza o cubierta exterior de cualquier planta leñosa). Pero Hooke nunca llegó a imaginar el verdadero signicado de aquellas células; solamente había percibido su estructura, su esqueleto. No sería hasta mediados del siglo XIX que dos cientícos alemanes, Schleiden y Schwann, descubrirían la naturaleza celular de la materia viva.

80 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

En su texto, Berón nos reere cómo los primeros microscopistas realizaron observaciones que

documentaron en textos que hoy tienen un gran valor histórico, tal es el caso del botánico inglés R. Brown quien en 1833, descubrió en diferentes células vegetales estructuras parecidas a un

“granito”, que hoy sabemos, es el núcleo. Posteriormente, Schleiden se esforzó por demostrar que las células se forman de este núcleo. Esto ocurría en 1838, año en que Schleiden había publicado una breve memoria en la que se

describía el desarrollo del bolso embrionario de diversas plantas y en la que se explicaba la independencia de las células que componen el organismo y la función directora del núcleo. A raíz de esta observación, Schwann se dedicó a descubrir la composición celular de los tejidos animales

y a localizar los núcleos de las diferentes células.  Al año siguiente, Schwann Sc hwann publicó una memoria en la que exponía que todas to das las bases de la teoría

celular, en la que exponía que el que un organismo complejo se desarrolla a partir de células. Tanto Schleiden como Schwann armaban que el organismo era un agregado de otros seres

de orden inferior; y a través del estudio de muchos tipos de tejidos en sus campos respectivos llegaron a la conclusión de que la célula es la unidad estructural básica y fundamental de los seres vivos. Es importante destacar del texto de Berón que integra los postulados vigentes de la teoría celular menciona base de la teoría celular es: “Todo organismo vivo está constituido por unacuando o por una multitudque de la células”. La teoría celular, tal como se le considera hoy, puede resumirse en los siguientes principios: 1. Unidad estructural: estructural: todos los organismos organismos están compuestos de de células. 2. Unidad siológica: las reacciones metabólicas de un organismo se realizan en las células. 3. Unidad de origen: las células provienen sólo de otras células preexistentes. 4. Unidad genética: las las células células contienen contienen el material hereditario. hereditario. Páginas para consulta: http://www.elementos.buap.mx/num38/pdf/3.pdfhttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/CelularTeoria.htm

RICA+TEORIA+CELULAR.jpg

https://www.timetoast.com/timelines/linea-del-tiempo-teoria-celular 

81 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Línea de tiempo del proceso histórico que dio origen a la teoría celular y otros acontecimientos posteriores.

En la siguiente clase, comenten su trabajo con el resto de sus compañeros, realicen una autoevaluación. Con ayuda del profesor veriquen si incluyeron toda la información requerida y

entre todo el grupo, contesten la siguiente tabla.

POSTULADOS 1

Unidad es estructural:

2

Unidad fsiológica :

3

Unidad de origen:

4

Unidad genética:

TEORÍA CELULAR EXPLICACIÓN

82 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Tipos celulares: PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS ¿Qué hace diferente a las células procariota de las eucariotas? ¿Con qué saberes previos cuento?

 Y ¿a las células animales de las vegetales? TIPOS CELULARES Hace aproximadamente 3500 millones de años, cuando nuestro planeta desarrolló características

adecuadas para la vida, aparecieron las primeras células, las cuales eran muy simples, constituidas sólo por un poco de material genético, unos cuantos ribosomas delimitados por una membrana muy básica y una pared celular que les protegía del medio físico-químico hostil en el que se

desarrollaban. Estos organismos unicelulares proliferaron por mucho tiempo, ya que los registros fósiles en los que se encuentran células más complejas datan de hace 1500 millones de años, estas “nuevas” células tenían una estructura más compleja, ya que contaban con múltiples organelos intracelulares, así como núcleos bien denidos, pero ¿cómo sucedió esto?, ¿cómo las células

primitivas se transformaron en células más elaboradas? Estas preguntas las responde la teoría endosimbiótica. Teoría endosimbiótica:

Para saber más...

Para explicar la complejidad de las células eucariotas Lynn Margulis propuso en 1968 la Teoría de la endosimbiosis, la cual explica que hace unos 2500 millones de años, el ambiente de nuestro planeta ya contenía un volumen considerable de oxígeno y algunas células primitivas habrían adquirido la capacidad de usar este elemento para obtener energía energí a y fueron fagocitados por células de mayor tamaño, sin que existiera una digestión posterior de ellas. Así, las pequeñas células que podían utilizar el oxígeno para realizar su metabolismo se transformaron en organelos de las células de mayor tamaño, dando lugar a lo que hoy se conoce como “mitocondria y cloroplasto”. Para el caso de la mitocondria se postula que su precursora fueron las bacterias aeróbicas y por su parte los cloroplastos, tuvieron su origen a partir de las cianobacterias. Margulis propone que la endosimbiosis se dio en una serie de pasos evolutivos, en los que las bacterias al incorporarse entresesí,reere dieronson origen otros cuatroincorporaciones. reinos, fungí, protista, animales y plantas, los pasos a los que tres ay los se denominan

83

BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Descubrimiento de células con y sin núcleo: Los primeros microscopistas observaron que los diversos tipos de tejido estaban siempre constituidos por células, situación situac ión que asentaron mediante dibujos detallados en los documentos que evidenciaban sus observaciones, encontraron también que dentro de las células había pequeños cuerpos, de los cuales uno sobresalía por su tamaño y al cual denominaron “karyon” o núcleo; sin embargo, no fue hasta 1925 cuando el biólogo francés Adeudar Chatton propuso una clasicación

para diferenciar los diversos organismos que hasta ese entonces se habían descubierto, denominó a las células que contenían núcleo “eucariotas” y las células que no lo contenían “procariotas”. Hoy conocemos mucho sobre los diferentes tipos de células, sus similitudes y sus diferencias. A

continuación te presentamos una tabla en la que puedes comparar características de las células eucariotas y procariotas.

84 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

*Existen casos excepcionales de células que requieren ser medidas en centímetros. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA L A CÉLULA PROCARIOTA: Los organismos procariontes son los más antiguos que se conocen, existen en la Tierra desde hace más de 3500 millones

de años. El microscopista holandés, Antón van Leeuwenhoek observó bacterias y

otros microorganismos en 1674, cuando estudiaba una gota de agua de un lago al microscopio. A mediados del siglo XIX se identicó que algunas bacterias

causaban enfermedades como infecciones respiratorias, gastrointestinales, la tuberculosis, el tétanos, etc. Sin embargo, una pequeña minoría de bacterias son nocivas, el resto desarrolla actividades muy importantes en los ecosistemas que tienen relación con la descomposición y desintegración de moléculas orgánicas en sus componentes básicos, también participan en relaciones simbióticas con otros organismos, tal es el caso de la ora or a intestinal del ser humano, en la que las bacterias facilitan f acilitan

la degradación de los alimentos a sus biomoléculas más simples para su posterior utilización. Las procariotas son células bien diferenciadas que poseen dos formas comunes, esféricos, conocidos como cocos, y forma de bastón denominados bacilos.

85 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Generalmente las células procariotas son más pequeñas que las células eucariotas. En efecto el diámetro de la célula procariota es de un décimo del de la célula eucariota. La célula procariota se caracteriza porque en su interior no existen membranas que delimiten espacios intracelulares, no contiene una membrana nuclear. En este tipo de células se identica i dentica una zona nuclear o nucleoide, en donde se ubica el ADN el cual

está dispuesto como un cúmulo de material genético, sin embargo todas las células procariotas poseen algunas estructuras comunes.

Citoplasma El citoplasma en sumamente denso en las células procariotas, contiene múltiples ribosomas, glucógeno, lípidos y compuestos de fosfato. Aunque los organelos delimitados por membranas en estas células están ausentes, la membrana plasmática se pliega para generar áreas con funciones especícas, las cuales pueden estar asociadas a las enzimas que se requieren para realizar las

funciones metabólicas de la célula. Membrana plasmática De la misma manera que las células eucariotas, las células procariotas tienen una membrana plasmática que rodea a la célula. Esta membrana delimita el contenido de la célula en un compartimento interno. Pared celular: La mayoría de las células procariotas poseen paredes celulares, que son estructuras extracelulares que rodean completamente a la célula, incluida la membrana plasmática; son estructuras generalmente compuestas por polisacáridos que le dan rigidez y le sirven de protección. Esta capa protectora le conere una cualidad peculiar a algunas células procariotas, la de entrar en periodo

de latencia al perder agua y mantenerse así hasta que encuentre un ambiente adecuado para vivir.  A la célula célula durante durante este periodo periodo de de latencia latencia se le denomin denomina a endoespora. endoespora. Fimbrias

Un gran número de procariotas contiene unas proyecciones similares a pelos denominadas mbrias, que tienen la función de jación a los tejidos o supercies orgánicas de las que se puede sostener

la célula. Pilis: Son proyecciones en forma de pelos, que se utilizan en la jación entre una célula y otra durante

el proceso de reproducción sexual, conocida como conjugación. En algunos casos pueden ser empleados como estructuras de locomoción. Flagelos Muchos procariotas poseen agelos, los cuales son estructuras largas que se proyectan desde la supercie celular, funcionan como extensiones propulsoras que facilitan la locomoción, generalmente son muy largos con respecto al cuerpo de la célula y se estimulan por procesos quimio-tácticos.

86 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 3

a. De manera individual observa los siguientes esquemas y describe en el cuadro comparativo los componentes básicos y diferencias estructurales entre las células procariota y eucariota, realiza el cuadro en tu cuaderno. Al terminar intercambia tu cuadro comparativo con un compañero y realiza una coevaluación con el apoyo del profesor.

Componentes básicos de las células

Tipo de célula

Componentes básicos (Comunes)

Diferencias estructurales

Ejemplos:

Procariota

Eucariota

Puedes encontrar un cuadro comparativo de apoyo en la página: http://img147.imageshack. http://img147.im ageshack.us/img147/28 us/img147/2860/celproeuce 60/celproeucen6.jpg n6.jpg Célula procariota y eucarionta:http eucarionta:http://manolobiologi ://manolobiologia.blogspot.m a.blogspot.mx/2013/06/tem x/2013/06/tema-5-biologia.htm a-5-biologia.htmll

Puedes apoyarte en el video: “Diferencia entre células procariotas y eucariotas”, si se encuentraen tu plantel o en los videos:https://www.youtube.com/watch?v=v7uNwzqe5rU

87 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

CÉLULA EUCARIOTA EUC ARIOTA ANIMAL Y VEGETAL CÉLULA EUCARIOTA Instrucciones: Observa la imagen y ubica CÉLULA ANIMAL el nombre de cada organelo. 1. R.E. Núcleo 2. Rugoso 3. R.E.Liso

4. Membrana plasmática 5. Membrana nuclear  6. Ribosomas 7. Aparato de Golgi 8. Mitocondria 9. Vacuolas 10. Nucléolo 11. Lisosomas Lis osomas Instrucciones: observa la imagen y señala cada uno de los organelos. 1. Núcleo 2. R.E. Rugoso

CÉLULA VEGETAL

3. R.E.Liso

4. Membrana plasmática 5. Membrana nuclear  6. Ribosomas 7. Aparato de Golgi 8. Mitocondria 9. Vacuola 10. nucléolo 11. Lisosomas Lis osomas 12. Pared celular  13. Cloroplastos

Bibliografía recomendada: -Velázquez Marta, México, Editorial ST -Baileyi León, 2011,2010, México, Editorial Oxford

Páginas web recomendadas: http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/histologia/celulaeucariota1-10_1.pdfhttp://www.pasapues.es/ naturalezadearagon/historianatural/botanica.php

Anota las diferencias entre: Célula Animal

Célula Vegetal

88 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA: La característica principal de las células eucariotas es que contiene organelos bien delimitados por membranas, de los que sobresale el núcleo. Cada uno de éstos tiene una función bien denida dentro del metabolismo intracelular. En esta clasicación encontramos las células animales y las

vegetales. Citoplasma: Los primeros biólogos creían que la sustancia que se encontraba al interior de la célula y que rodeaba el núcleo era homogéneo; sin embargo, la tecnología ha logrado perfeccionar los microscopios y, gracias a ellos, hoy sabemos que el líquido intracelular, llamado citosol, contiene una gran cantidad de organelos especializados en producir energía, fabricar membranas, empaquetar proteínas, un sistema muy elaborado de redes de distribución y estructura, e incluso hasta un sistemaque de autodestrucción. Al citosol y a los organelos se encuentran suspendidos en él se les denomina en su conjunto citoplasma. Membrana plasmática: La membrana plasmática le conere a las células eucariotas una gran variedad de posibilidades

en tanto a función y estructura, además de delimitar los espacios intracelulares, también realiza funciones metabólicas muy importantes, como mantener la homeostasis, transportar al espacio intracelular un gran número de moléculas indispensables indispensables para las funciones celulares, mantener los sistemas de señalización extracelular mediante una gran cantidad de proteínas que funcionan como receptores, transportadores y mediadores de la comunicación intercelular. Núcleo: El núcleo es por mucho el organelo intracelular más prominente, está bien delimitado por una doble membrana, que a cada cierto intervalo se adosa entre sí mediante proteínas de inclusión para formar pequeños poros nucleares. Ribosomas: Son estructuras celulares conformadas por ARN y proteínas. Tienen la función de ser el sitio en el cual se producen las proteínas para cubrir la demanda de estas moléculas en el metabolismo celular. Es importante mencionar que los ribosomas de células eucariotas tienen un tamaño mayor comparados con los de células procariotas. Retículo endoplásmico: Junto a la membrana nuclear se encuentra uno de los organelos más prominentes de las células, el retículo endoplásmico. Es una gran estructura de túbulos membranosos aplanados distribuidos sobre celular, de que sirve principalmente para el transporte intracelular través el decitosol unas bolsitas membranas llamadas vesículas, además de ser el sitiodedemoléculas produccióna de otras. Se conocen dos tipos del retículo endoplásmico, el liso y el rugoso.

89 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Retículo endoplásmico liso (REL) En el REL se producen lípidos y carbohidratos, es el sitio en el que se sintetiza colesterol para el mantenimiento y formación de membranas celulares, también se producen hormonas y se degradan sustancias de almacenamiento de energía como el glucógeno. Las enzimas ubicadas en el interior del REL degradan sustancias carcinógenas, así como alcohol y otras sustancias, de manera que en el lasREL células tejidos especializados en el metabolismo de estas sustancias, como las del hígado, estáde muy desarrollado. Retículo endoplásmico rugoso (RER) El RER es un organelo membranoso distribuido en el interior de las células eucariotas como tubos aplanados en los cuales se encuentran adosados en su región externa y en contacto con el citosol una gran cantidad de ribosomas, que se aprecian como gránulos que le dan su aspecto rugoso. Aparato de Golgi: El aparato de Golgi es también un organelo membranoso en el cual se lleva a cabo el proceso de clasicación y modicación de proteínas.

Lisosomas: Los lisosomas tienen son pequeñas vesículas quediferentes contienencomponentes enzimas digestivas. Estos membranosos la nalidad de digerir especícos que cuerpos pueden ser desde proteínas, lípidos y componentes de la misma células hasta agentes externos como bacterias ingeridas por la propia célula. Peroxisomas Son vesículas que, en general, realizan la digestión de moléculas lipídicas y de detoxicación celular. En este proceso en el interior de los peroxisomas se produce produc e peróxido de hidrógeno (H2O2)

de ahí su nombre, este proceso suele ser delicado, ya que de fugarse f ugarse el peróxido de hidrógeno de las membranas del peroxisoma sería tóxico para la célula, motivo por el cual en el interior de los peroxisomas existe una enzima denominada peroxidasa, que degrada el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Vacuolas: Las vacuolas contienen enzimas con funciones de degradación similares a las lisosomales, debido, a que las células vegetales no cuentan con un sistema de expulsión de residuos como la exocitosis, exocitosis deben de acumular estos residuos en las vacuolas además de que participan en el reciclaje de componentes celulares, celulares, acumulan almidón y pigmentos, entre otras sustancias. Mitocondrias: En el caso de las mitocondrias, es uno de los organelos más importantes de las células eucariotas, estructuralmente se forma de una membrana externa, una membrana interna en la que se localizan una gran cantidad de enzimas que participan en el proceso de respiración celular y producción de energía, y la parte interna de la mitocondria es llamada matriz mitocondrial, sitio en el cual diversos procesos metabólicos de producción a partir de carbohidratos y lípidos se llevan a cabodeenenergía presencia de oxígeno.

90 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Cloroplastos: Los cloroplastos son los organelos de las células eucariontes autótrofas fotosintéticas, fotosintéticas, su función es realizar la fotosíntesis, están delimitados por una doble membrana, contienen unos cuerpos denominadoss tilacoides, en los que se encuentran almacenados denominado almacenados los pigmentos fotosintéticos, en el caso de las plantas, es el organelo que contienen la clorola el principal pigmento fotosintético. fotosintético.

Citoesqueleto: El citoesqueleto es una densa red de bras de proteína distribuidas sobre el citoplasma celular que

le proporciona a la célula su resistencia resist encia mecánica, su forma for ma y en su caso la capacidad de moverse. Participa de manera activa en diversos procesos celulares como la división celular, el transporte de vesículas y sustancias intracelulares, también es un sitio en el que se sostienen los organelos celulares. Cilios  Algunas células eucariotas presentan unas extensiones desde la membrana plasmática hacia el exterior denominadas cilios, estas proyecciones cuentan con un movimiento constante y sincronizado en una sola dirección de modo que le facilitan a la célula el desplazamiento del líquido extracelular o de secreciones, tal es el caso de las células de los epitelios del sistema respiratorio o de los epitelios de la trompas uterinas en los mamíferos. Centriolo: El centriolo es un organelo tubular cilíndrico que forma parte estructural del citoesqueleto, tiene la nalidad de polimerizar una proteína denominada tubulina, la cual forma un complejo estructural

que facilita la división de las células mediante el proceso conocido como mitosis. TABLA COMPARATIV COMPARATIVA A DE LAS CÉLULAS C ÉLULAS ANIMALES ANI MALES Y VEGETALES.

 Aunque las diferencias estructurales son mínimas, en su metabolismo son sustanciales. Entre las que destacan su proceso de obtención de energía, ya que las células animales realizan un metabolismo oxidativo y las vegetales principalmente principalme nte fotosíntesis.

91 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

ACTIVIDAD 5 ▪ 

Realiza Rea liza un model modelo o de una una célula célula anim animal al y una una célula célula vege vegetal, tal, iden identic tica a sus

estructuras distintivas y compártelo con tus compañeros de clase.

  ACTIVIDAD 6

(Actividad experimenta experimental) l)

LABORATORIO DE BIOLOGÍA I CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA Propósito: Constatar las estructuras celulares típicas para diferenciar procariotas- eucariotas, célula animal- vegetal.

Planteamiento del problema: ¿Qué características tendrán las células de nuestro cuerpo que nos asemejan al resto de los animales y nos diferencian de otros organismos? Plantea tu hipótesis:  hipótesis:  ___________________________________________________________   ________________________________________________________________________  ___________________________________ __________________________________________  _____   ________________________________________________________________________  ___________________________________ __________________________________________  _____ 

http://lanika.wikispaces.com/le/view/PREPARACION_OBSERVACION_CELULAS.pdf 

Procedimiento: a. Célula eucariota Coloca una gota de animal agua sobre un portaobjetos. Raspa suavemente con el palillo de dientes el interior de tu carrillo para obtener células epiteliales y diluye las células obtenidas en el agua del portaobjetos dando vuelta al palillo. Con el palillo extiende la gota de agua con células sobre el portaobjetos. Toma el portaobjetos con una pinza (puede ser de ropa) y pasa la preparación por la ama del mechero con el objeto que se evapore el agua y queden jadas las células en el portaobjetos.

  Ten cuidado de no calentar demasiado demasi ado el vidrio, para ello será necesario nece sario que muevas la preparación preparac ión sobre la ama, la temperatura del vidrio no debe quemarte si lo tocas. Coloca sobre la preparación una gota de azul de metileno y deja reposar 1-2 minutos. Escurre el

exceso colorante y agrega un poco de exceso agua para el exceso de de aguade y coloca el cubreobjetos. Si hay de quitar agua absórbelo concolorante. papel. Agrega una gota

92 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Observa al microscopio con el objetivo 40X. Elabora un esquema de lo que observaste. Dibuja solo 2 o 3 células e identica las partes más sobresalientes de ellas

a.

Célula eucariota animal

b.

Célula eucariota vegetal

1. Quita hoja carnosa hoja la cebolla, cefuera bolla,ytómala con los dedos índ ice y pulgares pulgar depara tus dos Colocauna la parte cóncava ahacia empujacon la hoja con losíndice dedos partirmanos. la hoja, la que quedará unida solo por una delgada membrana que corresponde a la epidermis de la cebolla. 2. Coloca un pequeño fragmento de la epidermis sobre un portaobjeto portaobjetoss y coloca una gota de agua y una de azul de metileno. Estira la epidermis para que no quede con dobleces. Coloca el cubreobjetos y si hay exceso de agua absórbela con papel. 3. Observa al microscopio con el objetivo 40X. Observa con atención el grosor de la pared que recubre a las células. ¿Es más gruesa o más delgada que la de la célula epitelial de la mucosa bucal?¿Por qué? ____________________________________________________________   ______________________________________________  ______________________ _________________________________________________ ____________________________  ___  un esquema de lo que observaste. Dibuja solo 2 ó 3 células e identica las partes más 4. Elabora sobresalientes de ellas.

93

BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

http://www.quimicarecreativa.net,http://3.b http://www .quimicarecreativa.net,http://3.bp.blogspot.com,http://com p.blogspot.com,http://comps.fotosearch.com ps.fotosearch.com//

Procedimiento: 1. Poner una gota de agua en un portaobjetos y agregar una pequeña muestra de yogur natural. 2. Extenderlo sobre un portaobjet portaobjetos os y dejar secar. 3. Pasar el portaobjetos por la llama de un mechero mechero para jar la preparación preparación..

Cuidar no

sobrecalentar. 4.  Agregar una gota de de cristal violeta y esperar esperar 30 segundos. segundos. Lavar con agua suavemente suavemente hasta que se vayan los restos de colorante. 5. Cubrir con lugol y dejar actuar 30 s. y lavar suavemente. suavemente. Agregar 4 -5 gotas de etanol al 95% y dejar reposar 30 segundos. Lavar con agua. Teñir con safranina (colorante de contraste) durante 30 segundos. Lavar y dejar secar.

6. Observar al microscopio, enfocar a 40X. Agregar una una gota de de aceite de inmersión inmersión sobre la preparación y colocar el objetivo 100X para hacer la observación. 7. Dibuja lo que has observado y determina si puedes observar núcleo en las células. Células procariotas

 Anota tus observaciones observaciones (describe (describe lo que dibujaste): dibujaste):

 _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____ 

94 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Registra los resultados en los siguientes cuadros: Célula procariota 1 2

3 Semejanzas

Célula eucariota

3

1 2

3 Diferencias

3

Célula animal 1 2

3 Diferencias

Célula vegetal

3

Contrasta los resultados obtenidos en el experimento con la hipótesis previa y anota las conclusione conclusiones. s. ¿Comprobaste tu hipótesis? ¿Por qué?  _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____  Lista de cotejo para actividades experimentales

Actividad

Bloque:

experimental No.

Integrantes del equipo:

Nombre de la actividad: Fecha: Grupo: Nombre: Aspectos a evaluar Sí 1. Me integró con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboró en la realización de la práctica. 2. Aplicó las reglas de seguridad del laboratorio laboratori o utilizando con cuidado el material del laboratorio 3.

Redactó

una

hipótesis

que

pudo

comprobar respecto a las células procariota y eucariotas. 4. Los resultados, observaciones y conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en el laboratorio. 5. Contestó correctamente el cuestionario TOTAL

No

Observaciones

95 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Describes el metabolismo de los seres vivos: Introducción La energía existe en diversas formas: térmica, mecánica, Sin embargo,química, la energía que losetcétera. organismos vivientes necesitan se genera de procesos químicos al interior de las células, mediante el metabolismo de diferentes biomoléculas y a través de procesos energéticos a través de procesos energéticos que operan de manera distinta, según el tipo de célula, entre los que se encuentran: el metabolismo oxidativo o respiración celular, la fotosíntesis, la fermentación y la quimiosíntesis.  Abordaremoss los diferentes procesos por los  Abordaremo cuales los seres vivos obtienen su energía. • •

 https://www https://www.youtube.com/watc .youtube.com/watch?v=U2pu68Lao5Y h?v=U2pu68Lao5Y

Describir procesos energéticos energéticos que se desarrollan en los seres vivos vivos y que mantienen la vida. los procesos Reconocer las formas de nutrición que realizan los seres vivos para obtener su energía. ¿Con qué propósito? Desarrollar algunas habilidades habilidades y destrezas que te permitirán profundizar profundizar en el  estudio de la célula, describiendo los procesos celulares fundamentales, ubicándolos en los organelos involucrados y resaltando su relación con las funciones orgánicas.  Al mismo tiempo, tiempo, valorarás las distintas distintas formas de nutrición empleadas empleadas por los seres vivos para obtener su energía.

Para iniciar, reexiona:

Para que los seres vivos puedan realizar todos sus procesos vitales requieren de energía, mucha de la cual se genera dentro de las células, ¿cómo generan las células la energía? Aprende más… Tipos de energía Todos los seres vivos necesitan de energía para realizar sus procesos vitales, puede resultar hasta obvio que para su crecimiento las células célula s requieran energía, sin embargo, embarg o, las células que no crecen requieren también de energía para realizar los procesos que las mantienen vivas. Las células tienen muchas formas de obtener energía, aunque ésta no se utilice en los procesos celulares, se desarrollan procesos mediante los cuales la energía se transforma, gracias a una serie de rutas metabólicas energéticas energéticas de transformación que varían según el sistema celular que lo realiza.

96 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Los seres vivos obtienen energía mediante diversos procesos, según sea el caso de cada uno de los organismos, sin embargo, la energía es la misma siempre, únicamente cambia de forma, la termodinámica termodinámic a estudia estos cambios y se rige bajo las siguientes leyes: 1. La energía, en un sistema cerrado, cerrado, no se crea ni se se destruye, sólo cambia cambia de forma. forma. 2. No toda laentropía. energía puede puede ser usada, la porción de energía energía que no puede ser usada, usada, se denomina Para saber más... Catabolismo y anabolismo Las reacciones químicas que se llevan a cabo en los organismos vivos se pueden clasicar

en anabólicas, que son aquellas en las que se construyen moléculas utilizando energía; y catabólicas, que son aquellas en las que se produce energía a partir del procesamiento de moléculas. Tabla comparativa entre reacciones catabólicas y anabólicas.

La energía es indispensable para que realices todas las actividades que puedas imaginar como: parpadear, moverte, los latidos del corazón, hablar, dormir, entre otras. Es necesario que la energía esté disponible y que tengamos algunas reservas en forma de biomoléculas, como el glucógeno en el hígado y los triglicéridos en el tejido adiposo. Reacciones endotérmicas y exotérmicas exotérmicas::

En los seres vivos ocurren de manera cotidiana y en todo momento una gran cantidad de reacciones químicas, como si se tratara de laboratorios vivientes. Estas reacciones químicas permiten realizar funciones vitales y otras actividades como desplazarse, respirar, pensar, por mencionar algunas.

97 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

En todas las reacciones químicas se producen cambios de energía, misma que puede ser liberada o absorbida dependiendo de la reacción de la que se trate; en los seres vivos generalmente es de energía térmica. Cuando una reacción química se desprende o libera energía térmica al entorno, se dice que es una reacción exotérmica cuando la energía es absorbida del entorno para que se pueda efectuar la reacción química se denomina reacción endotérmica. En una reacción exotérmica la se liberade deenergía los reactivos es mayor de la que se requiere para llevarla a cabo, por talenergía motivo elque excedente se transmite al ambiente. En una reacción endotérmica, la cantidad de energía que poseen los reactivos es mucho menor que la que se requiere para formar los productos de la reacción, por lo que es indispensable suministrar energía térmica (calor) para que la reacción pueda llevarse a cabo.

En los seres vivos generalmente las reacciones metabólicas ocurren en un ambiente de presión estable, esto condiciona que no toda la energía que se libera en forma de calor quede dentro del sistema, sino que se utiliza para generar un trabajo. Esta energía potencial que se produce con la nalidad de

realizar el trabajo se denomina entalpía. Sin embargo, la energía potencial empleada en la realización de un trabajo no es la única disponible, ya que existe energía que de enlace, que estáAalmacenada los enlaces químicos de las la moléculas no reaccionan. la energía deenenlace se le denomina entropía. Tanto la entropía como la entalpía están relacionadas entre sí por un tercer tipo de energía, conocida como energía libre. En los organismos vivos las reacciones exotérmicas y endotérmicas están generalmente relacionadas, ya que son complementarias, puesto que la energía que libera una reacción exotérmica es utilizada para realizar una reacción endotérmica y así sucesivamente. Un ejemplo de una reacción exotérmica es el proceso de combustión y un proceso de reacción endotérmica endotérmica es la fotosíntesis. Sabías que... Realiza la siguiente lectura con la que se aborda el tema de las calorías y los alimentos, de modo que puedas conocer las unidades de medida de la energía en los procesos metabólicos de los organismos vivos. La energía que necesitamos: El cuerpo humano necesita de energía para desarrollar todas sus funciones y esta energía es proporcionada mediante la ingesta de alimentos. Las calorías son una forma de medir la energía. La caloría (cal) se dene como “la cantidad de energía caloríca necesaria para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua”. La kilocaloría (kcal) es igual

a 1000 cal. Aunque la caloría es una unidad muy empleada, la unidad de energía del Sistema Internacional de Unidades es el julio (J), de manera que una caloría equivale a 4.19 J.Los

alimentos que ingerimos contienen nutrientes y éstos se transforman energía. se Laefectúa medidaendekilocalorías la energía aunque que aportan los diferentesen nutrientes en el lenguaje habitual se habla de calorías.La cantidad de energía

98 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

que aportan los nutrientes es la siguiente: 1g de proteínas aporta aproximadamente 4 kcal. 1g de hidratos de carbono aporta aproximadamente 3,75 kcal. 1g de lípidos aporta aproximadamente 9 kcal. Existen otros elementos de la dieta que no aportan energía, como las vitaminas y las sales

minerales, sin embargo juegan un papel importante en la producción de moléculas energéticas. Texto adaptado de http://www http://www.naos.aesan.msss .naos.aesan.msssi.gob.es/csym/s i.gob.es/csym/saber_mas/artículos/c aber_mas/artículos/calorias.htmlconsultado alorias.htmlconsultado el 1 de mayo

de 2014

Características y síntesis del adenosíntrifosfato (ATP) El ATP es una molécula conformada por tres partes, la primera la adenina que es una base nitrogenada, la segunda la ribosa que es un azúcar, y la tercera parte por tres grupos fosfatos.En todas las células vivas, la energía está almacenada en una pequeña molécula llamada adenosíntrifosfato (ATP), el cual conserva la

energía disponible por muy cortos periodos. Puede considerarse considerars e como la moneda energética de la célula, para lo cual utilizaremos el siguiente ejemplo: ejempl o: Cuando se trabaja para ganar dinero, se podría decir que esta energía está simbólicamente almacenada en el dinero ganado. La energía que la célula requiere para uso inmediato está guardada de puede maneraguardarse temporal en en una el ATP, como De si fuera dinero en efectivo. Cuando gana un dinero extra, alcancía. manera similar, una célula puedesealmacenar la energía en los enlaces químicos de lípidos, almidones o glucógeno. Al igual que nosotros, la célula no puede gastar más de lo que gana, así que debe realizar algunas actividades para evitar quedarse sin energía, lo que signicaría signica ría su muerte. Así como el dinero que se gana no se almacena

completo por mucho m ucho tiempo, el e l ATP ATP se consume pronto y debe de reemplazarse de inmediato. Cuando el grupo fosfato terminal de la cadena se desprende de la molécula del ATP, decimos que se hidroliza y dicho grupo fosfato es capaz de unirse a otra molécula para aportar energía a una reacción en un proceso metabólico. Es la energía que lavitales célula opuede utilizar para realizar sus funciones para catalizar reacciones endotérmicas (Solomon, 2013).

Por otro lado, el adenosíndifosfato es un compuesto intermedio en la generación de energía, se puede decir que es la parte del ATP sin un fosfato. Es una molécula indispensable en la producción de energía celular, ya que es quien capta los fosfatos que se desprenden del ATP. Se puede ejemplicar fácilmente el origen del ATP con la siguiente reacción: ADP+P --> ATP.El proceso de

transformación de ATP en ADP y la respectiva liberación de energía y la nueva formación de ATP es casi instantáneo, la síntesis de la molécula de ATP en las células eucariotas se lleva a cabo principalmente en el interior de las mitocondrias. Una condición interesante es que la proporción de existencia de ATP y ADP es de 10 a 1, ya que las células deben asegurar que la energía esté disponible siempre, y aunque la proporción es mucho mayor, la célula no es capaz de almacenar grandes concentraciones de ATP. El ser humano guarda en los músculos pequeñas cantidades  A  ATP TP a nivel de una molécula que se llama creatina fosfato; como dato sorprendente en un día de es que una persona sana en reposo un día utiliza alrededor de 45kg de ATP.

99 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Aprende más METABOLISMO:

http://elherbolario.com/prevenir-y-curar/item/1075-estohttp://elherbolario.com/prevenir-y -curar/item/1075-esto-va-a-ser-cosa-delva-a-ser-cosa-del-metabolismo metabolismo

Entendemos por metabolismo la suma de todas aquellas reacciones químicas que se desarrollan al interior de los seres vivos. El metabolismo consiste en una gran cantidad de reacciones químicas enlazadas, para formar rutas metabólicas que generan moléculas simples a partir de moléculas complejas o viceversa. Como ejemplo: podemos mencionar el caso de la degradación del glucógeno almacenado para aportar glucosa a la sangre y, por el contrario, la formación de lípidos a partir de la degradación de glucosa. Los seres vivos han desarrolla desarrollado, do, gracias a la adaptación, diversas maneras de obtener los nutrientes que requieren ya sea por degradación de moléculas, o por la construcción de ellas. Se denomina organismos autótrofos a todos aquellos que tienen la capacidad de producir moléculas orgánicas a partir de compuestos inorgánicos. Existe un tipo de organismos autótrofos que para la síntesis de las biomoléculas requieren la luz del sol, por lo cual se les denominan fotótrofos y a aquellos que tienen la capacidad de utilizar la energía que se desprende de reacciones químicas inorgánicas se les denomina quimiótrofos, por ejemplo, las bacterias que crecen en la materia en descomposici descomposición ón que se nutren de los gases que ahí se generan.Los organismos heterótrofos son aquellos que utilizan moléculas orgánicas para producir la energía que requieren para sus procesos vitales. Existen diversos tipos de organismos heterótrofos, como es el caso de aquellos que adquieren las moléculas por medio de la dieta, al “comerlas”, y a ellos se les denomina fagótrofos. Existen otro tipo de organismos que adquieren las biomoléculas del ambiente, absorbiendo los productos que requieren en su forma más simple, como azúcares simples, agua y proteínas. A estos se les llama heterótrofos por absorción.

100 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

En el siguiente esquema puedes observar una clasicación más completa de los organismos según

su metabolismo, así como ejemplos de cada uno de ellos: Clasifcación de los seres vivos por su tipo de metabolismo.

Aplica lo aprendido… ACTIVIDAD 7

•

Elabora un mapa conceptual sobre el tema de metabolismo, en el que integres el concepto de anabolismo y catabolismo, así como algunos ejemplos de cada uno. Enzimas Las reacciones químicas que se producen en los organismos vivos, usualmente pueden requerir catalizadoras  para que puedan efectuarse, este tipo de de algunas moléculas mediadoras o catalizadoras  moléculas indispensables para que las reacciones se lleven a cabo son un tipo de proteínas especiales y por su función catalizadora se denominan enzimas. Así mismo, las moléculas sobre las que actúan dichas enzimas se les denomina sustratos. Por ejemplo la degradación de la lactosa contenida en la leche, es degradada por una enzima llamada lactasa, siendo el sustrato en esta reacción la lactosa. Las enzimas al tener una naturaleza Catalizador.   Elemento o molécula proteica poseen una región de aminoácidos en el que Catalizador. reconocen a su sustrato, ésta región es llamada sitio activo que facilita las reacciones químicas. o sitio catalítico y es el sitio más importante de la enzima.

101 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

El mecanismo de acción enzimático se lleva a cabo cuando una enzima se une a una molécula especíca, denominada sustrato,

para fragmentarla en dos o más productos. Existen muchos procesos en los seres vivos que requieren de la participación de las enzimas, quizás uno con el que estés más familiarizado es el proceso digestivo, en el que puedes encontrar diversas enzimas producidas por el aparato digestivo.  A continuación continuación se mencionan algunos algunos ejemplos: ejemplos: Función enzimática

Tabla con ejemplos de enzimas y sustratos

Videos: Enzimas, mecanismos de acción:https://www acción:https://www.youtube.com/w .youtube.com/watch?v=ckv10T4 atch?v=ckv10T41fJc 1fJc

Actividad opcional: LABORATORIO DE BIOLOGÍA I Enzimas en acción Propósito:  Apreciar la diferencia diferencia de velocidad velocidad entre una una reacción química química y una reacción reacción química catalizada. catalizada. Planteamiento del problema: Materiales: • Agua oxigenada • Un trozo de papa cruda • Un par de vasos de precipitado Procedimiento: Para apreciar la diferencia de velocidad entre las reacciones catalizada y no catalizada debes poner agua oxigenada en cada uno de los dos vasos de precipitado (25 ml).

Uno de ellos lo dejan sin nada y al otro le colocan un trozo de papa pelada y cruda. Inmediatamente Inmediat amente podrán observar cómo, mientras en el primer vaso no se aprecia prácticamente nada, en el que contiene el agua y el trozo de papa comienza a producirse un fuerte burbujeo. Explicación:

La papa contiene una enzima llamada “catalasa”, la cual tiene una función antioxidante. Al introducirla en el agua oxigenada, sucede que esta enzima separa el agua del oxígeno, mediante la siguiente reacción. H202 ---> H2O + 1/2 O2

102 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

Es decir, la catalasa acelera la reacción de descomposición del agua oxigenada, lo cual se puede corroborar por las burbujas que se producen. Estas burbujas se originan por la rápida liberación de gas oxígeno O2 en agua H20. Responde a las siguientes preguntas, coméntalas con tus compañeros de equipo y posteriormente con el grupo. Corrige o confrma tus respuestas. 1.- ¿Cuál es la evidencia de que al descomponerse el peróxido se produce oxígeno?

 _____________________________________________________________________________   _________________________________________________________________________ ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____  2.- ¿Cómo se demostró que la enzima no se utilizó en la reacción y que no cambio, por lo cual se

usó una vez más?  _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____  3.- ¿Por qué la temperatura en lo tubos (2) y (3) se elevó al reaccionar el macerado con el peróxido?

 _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   __________________  _________ __________________ __________________ __________________ ___________________ ___________________ __________________ _____________  ____  4.- ¿Qué ventajas tiene para el organismo la presencia de una enzima que rompa el peróxido en

agua y oxígeno?  _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____   _________________________________________________________________________  ____________________________________ _________________________________________  ____  Lista de cotejo para actividades experimentales Bloque: Integrantes del equipo: Actividad experimental No.

Nombre de la actividad: Fecha: Grupo: Nombre: Aspectos a evaluar Sí No 1. Se integró con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboró en la realización de la práctica. 2. Aplicó las reglas de seguridad seguridad del laboratorio, laboratorio, utilizando con cuidado el material del laboratorio 3. Se enuncia el objetivo de la actividad experimental. 4. Se redacta un breve marco teórico de la actividad experimental a realizar. 5. Redactó una hipótesis que pudo comprobar respecto a la acción enzimática. 6. Los resultados y observaciones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en el laboratorio. Se escribe una breve conclusión al nal 7. 8. Contestó las preguntas preguntas del cuestionario. cuestionario. TOTAL

Observaciones

103

BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

PROCESOS ANABÓLICOS LA FOTOSÍNTESIS. La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas utilizan energía luminosa para convertirla en energía química y que se almacena en forma de moléculas orgánicas. Este proceso se lleva a cabo en dos etapas: 1. Primera etapa. Esta fase es totalmente dependiente de la luz, motivo por el cual se le ha denominado “fase luminosa”, en esta fase se produce el oxígeno. 2. Segunda etapa es la producción de moléculas con la energía almacenada almac enada en las moléculas molécu las de ATP ATP y NADPH,

es la fase de la quimiosíntesis, es independiente de la luz solar, motivo por el cual se le ha denominado “fase oscura”. En las células que realizan fotosíntesis existen unos organelos denominados cloroplastos, que están formados por una membrana externa y una interna, entre las que se encuentra un espacio conocido como espacio intermembrana. En el interior de los cloroplastos intermembrana. se encuentra un uido denominado estroma, en el cual están contenidas las enzimas que intervienen en la formación de moléculas de carbohidratos. En el estroma también se encuentra suspendido un tercer sistema de membranas que al interconectarse forman el tilacoide, en el cual existen formaciones denominadas denominada s “grana” que son pliegues entrelazados sobre sí mismos a manera de “pila de monedas” en las cuales se desarrollan los procesos de la fotosíntesis.   Los pigmentos fotosintéticos de las plantas son un grupo de sustancias químicas que se desestabilizan con la inuencia de los rayos del sol; el más común y fundamental de los pigmentos entre las plantas es la clorola. La molécula de clorola está constituida por un anillo de porrina que absorbe la energía luminosa y una cadena hidrocarbonada que le proporciona jación a las estructuras de la membrana tilacoide. Cuando la energía luminosa impacta en la clorola, un

electrón del sistema fotótrofose estimula y salta a un orbital de mayor energía, el cual tiene la capacidad de desencadenar reacciones químicas apareadas en las que se produce ATP. Cuando la energía es transferida t ransferida a una cadena transportadora, el electrón regresa a sus órbitas de energía habitual en espera de ser estimulado nuevamente. Como producto nal de su metabolismo, los

organismos autótrofos producen producen oxígeno y agua, así que, para que exista un equilibrio natural de este proceso existen también seres vivos que requieren como principal sustrato el oxígeno, tal es el caso de todos los animales.

  https://commons. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Photos wikimedia.org/wiki/File:Photosynthesis-es.png ynthesis-es.png

104 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

PROCESOS CATABÓLICOS RESPIRACIÓN CELULAR La respiración celular es el proceso por medio del cual las células producen energía a partir del catabolismo de biomoléculas biomoléculas como la glucosa, los ácidos grasos e incluso las proteínas. En el caso de la glucosa, este proceso se integra por una serie de reacciones químicas que producen ATP, el proceso inicia con la degradación de la glucosa,fenómeno que ocurre en el citosol y esllamado glucólisis; concluye con procesosmetabólicos procesosmetabólicos que se llevan a cabo anivel de la membrana interna y matrizde la mitocondria, que reciben el nombrede ciclo de Krebs, cadena transportadorade electrones y fosforilación oxidativa. Muchos organismos eucariontes y procariontes realizan respiración aeróbica, unaforma de respiración en la que se requiere oxígeno molecular (O 2),

durante este tipode respiración los nutrientes se catabolizan para producir dióxido de carbono

(CO2) y agua (H2O). La mayoría de las células utilizan la respiración aeróbica para obtener energía

principalmente principalme nte a partir de la glucosa, bajo la siguiente ecuación metabólica. C6 H1206 + 602--> 6CO2+ 12H2O + energía https://www.emaze.com/@ https://www .emaze.com/@AOOCZFCT/Pres AOOCZFCT/Presentation-Name entation-Name

Es importante mencionar que la energía que se genera como producto en esta acción es en forma de ATP.Los procesos metabólicos con los cuales se realizan las reacciones químicas de la respiración oxidativa se pueden clasicar en cuatro etapas,

las cuales son secuenciadas y se enuncian en la siguiente tabla (Solomon, 2012).

En resumen, cada molécula de glucosa que inicia el proceso de generación de energía y que termina donando los electrones a la cadena electrones en transportadora el interior de de la mitocondria produce 34 moléculas

de ATP aproximadamente.

105 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Fermentación Es el proceso celular de producción de energía que se realiza sin la presencia de oxígeno, tal es el caso de los organismos anaerobios que se encuentran sumergidos en aguas estancadas o en el intestino de algunos animales, entre otros. También el proceso de producción de energía anaeróbica es realizada por algunas células de animales como las células del músculo, en el que a través de este proceso se produce el lactato muscular, que es la sustancia que se produce de la degradación del ácido pirúvico y que interviene en el proceso de producción de energía en la respiración aeróbica aer óbica y anaeróbica. La L a fermentación sólo sól o genera dos moléculas de ATP ATP,, a diferencia de la gran ganancia de ATP que se produce en la respiración aeróbica. En los seres vivos también existe un proceso anaeróbico en el que no participan las mitocondrias ni la cadena respiratoria, denominado fermentación. fermentación. Dicho proceso se realiza por algunos microorganismos como bacterias, hongos y levaduras, bajo la siguiente reacción química (resumida):

C6 H12O6 + 6O2 + 12KNO3  --> 6CO2  + 6H2 0+ 12KNO2  + energía. Aplica lo aprendido… ACTIVIDAD 8 Elabora un organizador gráco en el que se describan los pasos de la fermentación y la respiración

aeróbica, posteriormente preséntala a tu grupo. Nutrición La nutrición a nivel celular es un conjunto de procesos mediante los cuales el organismo transforma tran sforma e incorpora las sustancias (proceso anabólico) que han de cubrir las necesidades energéticas y

estructurales del mismo. La nutrición de un organismo pluricelular  es  es el conjunto de procesos por los cuales los seres vivos utilizan, transforman e incorporan en sus estructuras una serie de sustancias que obtienen del medio que les rodea; sustancias que, en forma de nutrientes, están contenidas en el alimento. Los seres vivos han logrado desarrollar diversas maneras de obtener los nutrientes que requieren ya sea por degradación de moléculas, o por la construcción de ellas. De esta manera, se clasica

a los organismos según su nutrición en autótrofos y heterótrofos. Tipos de nutrición •

Nutrición autótrofa. La presentan aquellos organismos capaces de elaborar su propio alimento, es decir, materia orgánica, a partir de la materia inorgánica (CO2 y agua). Existen

dos tipos según la fuente de energía utilizada: Fotosintéticos cuando requieren de la luz solar y Quimiosintéticos; aquellos que tienen la capacidad de utilizar la energía que se desprende de reacciones químicas inorgánicas, por ejemplo, las bacterias que crecen en la materia en descomposición que se nutren de los gases que ahí se generan.

106 La célula y su metabolismo

 

BIOLOGÍA I

•

Nutrición heterótrofa. heterótrofa. Son  Son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y sobre todo los animales, como los humanos. Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir. Un organismo heterótrofo heterót rofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia orgánica orgán ica de otros y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera se realiza cuando la célula va consumiendo materia orgánica ya formada. En este tipo de nutrición no hay, pues, transformación de materia inorgánica en materia orgánica. Sin embargo, la nutrición heterótrofa permite la transformación de los alimentos en materia celular propia. Poseen este tipo de nutrición algunas bacterias, los protozoos, los hongos y los animales. Hay varios tipos de nutrición heterotróca: holozoica, parásita, sapróta.

•

Nutrición holozoica: holozoica:   Cuando el alimento se obtiene como partículas sólidas que deben comerse, digerirse, absorberse, como ocurre en casi todos los animales, el fenómeno recibe el nombre de nutrición holozoica. Los organismos holozoicos deben constantemente buscar, atrapar y comer otros organismos; para ello han creado, gran variedad de estructuras sensitivas, nerviosas y musculares, para encontrar alimento, así como varios tipos de sistemas digestivos para transformar estos alimentos en moléculas bastante pequeñas para ser absorbidas. Plantas insectívoras como dionea venus, rocío de sol y Sarracenea purpurea complementan complementa n su capacidad fotosintética atrapando y digiriendo insectos y otros animales pequeños (hecho sorprendente sorprende nte en el mundo vegetal) y así las plantas obtienen aminoácidos

y otros compuestos nitrogenados para el crecimiento. Esta nutrición característica de los animales al ingerir sus alimentos en forma sólida y posteriormente digerirlos para obtener los nutrientes, en cada tipo de animal se han desarrollado adaptaciones de acuerdo a su alimentación. alimentación. Así por ejemplo tenemos tenemos a los herbívoros se alimentan alimentan de plantas, los carnívoros se alimentan de animales (carne); los omnívoros se alimentan de plantas y

animales. •

Nutrición parásita: Otro tipo de nutrición heterotróca, que se encuentra en plantas y animales es el parasitismo. El parásito vive sobre o dentro del cuerpo de una planta o animal (que se llama el huésped) y obtiene de él su alimento. Casi todos los organismos

vivos son huéspedes de uno o varios parásitos. Algunas plantas; como de muérdago; son

en parte parásitas y en parte autotrócas, pues a pesar de tener clorola y sintetizar parte

de su alimento, sus raíces perforan los tallos de otras plantas y absorben de ellas ciertos nutrientes. Los parásitos pueden obtener su alimento por ingestión y digestión de partículas sólidas o por absorción de moléculas orgánicas a través de sus paredes celulares, a partir de líquidos o tejidos del huésped. Algunos parásitos producen al huésped poco o ningún daño, Otros causan enfermedades conocidas, con destrucción de células del huésped o producción de substancias que le son tóxicas porque dicultan sus procesos metabólicos. Los parásitos patógenos (que producen enfermedad) del hombre y algunos animales, son

virus, bacterias, hongos, protozoarios y diversos gusanos. Casi todas las enfermedades de los vegetales son producidas por hongos parásitos; unas cuantas por virus, gusanos o insectos. Los parásitos pueden ser: ectoparásitos que viven sobre el organismo, como garrapatas, piojoslombrices y pulgas;yendoparásitos que viven dentro del organismo que infectan como las amibas, parásitos intestinales y bacterias.

107 BLOQUE III

 

Formación Básica - Tercer Semestre

•

Nutrición saprófta: Obtienen para su nutrición los residuos procedentes de otros organismos, tales como hojas muertas, cadáveres o excrementos. Los saprótos son

casi invariablemente organismos cuyas células están dotadas de pared, que realizan una nutrición osmótrofa. Primero secretan enzimas que hidrolizan las moléculas orgánicas de los residuos, liberando así biomoléculas solubles que luego absorben por ósmosis a través de sus cubiertas celulares, la pared celular y la membrana plasmática. Su actividad es crucial en la cadena tróca, pues es el primer paso de un proceso, la descomposición,

que devuelve al entorno en forma de iones libres los componentes de los organismos muertos, cerrando los ciclos de los nutrientes. Se les conoce en la cadena tróca como

descomponedores y actúan sobre toda clase de restos orgánicos y, en algunos casos, sólo ellos son capaces de reutilizar provechosamente provechosamente algunos compuestos. CIERRE Actividad integradora Con la información estudiada durante el desarrollo de este bloque elabora un mapa conceptual donde interconectando interconectando los temas con sus conceptos y ejemplos. ejemplos.

108 La célula y su metabolismo

 

Bloque Iv Genética molecular y biotecnología

Competencias genéricas 4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos mediante la utilización de medios, códigos y contextos herramientas apropiados. 4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas. 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y6.3 falacias. Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos. 11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica,

Competencias disciplinares básicas CDBE 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. CDBE 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias cientícas.

con acciones responsables.

 

Formación Básica - Tercer Semestre

BLOQUE iv BLOQUE IV GENÉTICA MOLECULAR Y  BIOTECNOLOG BIOTECNOLOGÍA ÍA

GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA  Propósito: Ilustra la estructura y función de los ácidos nucleicos, asumiendo una postura crítica acerca del uso de la biotecnología, considerando el impacto en el ser humano y en la biodiversidad.

Interdisciplinariedad Física I Matemáticas III

Transversalidad Eje transversal social Eje transversal de la Salud Eje transversal ambiental Eje transversal de habilidades lectoras

Aprendizajes esperados Comprueba la estructura del ADN y ARN, mediante el trabajo metódico y organizado, permitiéndole la traducción de la síntesis de proteínas. Explica la aplicación de técnicas de manipulación del ADN en diversos campos, favoreciendo el pensamiento crítico y reexivo sobre las posibles implicaciones en su entorno. Plantea el uso de la biotecnología en el ser humano y la biodiversidad, reexionando éticamente sobre sus benecios y consecuencias.

Conocimientos Estructura del ADN y ARN • Replicación • Transcripción • Traducción (síntesis proteínas) • Código genético

Habilidades

Reconoce a la molécula del Expresa ideas y conceptos  ADN como la portadora de los favoreciendo su creatividad. caracteres hereditarios. de

Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética) • Transgénicos • Pruebas de ADN • Vacunas • Medicina • Genómica • Pruebas de diagnóstico • PCR (reacción en cadena de la polimerasa) • Biorremediación • Nuevas tecnologías • Bioética • Venta Ventajas jas y desventajas del uso de la Biotecnología.

Actitudes

Reexiona de manera consciente.

Representa la molécula del  ADN y la la del ARN estableciendo Respeta las diferentes opiniones. sus similitudes y diferencias. Identica

los

fundamentos

Favorece su pensamiento crítico.

básicos de las técnicas del ADN Se relaciona con sus semejantes recombinante y sus aplicaciones de forma colaborativa mostrando en diversos campos. disposición al trabajo metódico y organizado.  Analiza las diferentes posturas acerca del uso de la Biotecnología.

110 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA

ADN La estructura de doble hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran en 1953 proporcionó respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la herencia. Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la información genética estaba contenida en la secuencia de las bases que conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las investigaciones, se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los nucleótidos. nucleótidos. Un error típico que se puede encontrar en los medios, incluso en los autocalicados como serios, es el de llamar código.

Función del ADN El ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus funciones. Además, Además, a través del ADN se transmiten esas características a los descendien descendientes tes durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células. En las células eucariotas el ADN está contenido dentro del núcleo celular, mientras que en las células procariotas, que no tienen un núcleo denido, el material genético está disperso en el citoplasma celular.

El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar (desoxirribosa), un grupoLas fosfato una base nitrogenada. basesy nitrogenadas son cuatro: adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina (G), y siempre una A se une a una T y una C se enfrenta a una G en la doble cadena. Las bases unidas se dice que son complementarias. El ADN adopta una forma de doble hélice, como una escalera caracol donde los lados son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas por “escalones”, que son las bases nitrogenadas. https://www.google.com.mx/search?q=IMAGEN+DE+LAS+BASES+NITROGENADAS+DEL+adn&tbm=isch&tbo=u&so urce=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjyv-ae18rbAhUBF6wKHV urce=univ&sa=X&ved=0ahUKEw jyv-ae18rbAhUBF6wKHVAjBJI AjBJI

111 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

La doble hélice de ADN con las bases nitrogenadas complementarias que se ubican hacia dentro y establecen uniones no covalentes (o fuerzas de atracción) entre sí que mantienen la estructura de la molécula. Las desoxirribosas (azúcares) y los grupos fosfato constituyen las columnas de la molécula. La molécula de ADN se asocia a proteínas, histonas, y sey proteínas encuentra se muy enrollada y compactada para formar el cromosoma. Estallamadas asociación de ADN conoce como cromatina. La cromatina puede estar enrollada en mayor o menor grado, dependiendo de la etapa en que se encuentra la célula; por ejemplo, cuando el ADN se ha duplicado antes de que la célula se divida, la cromatina se compacta en su mayor grado, y como resultado se pueden visualizar los cromosomas duplicados duplicados al microscopio como corpúsculos con forma de X. El ADN está organizado en cromosomas. En las células eucariotas los cromosomas son lineales, mientras que los organismos procariotas, como las bacterias, presentan cromosoma circular. Para cada especie, el número de cromosomas es jo. Por ejemplo, los seres humanos tienen 46

cromosomas en cada célula somática (no sexual), agrupados en 23 pares, de los cuales 22 son autosomas y un par es sexual. Una mujer tendrá un par de cromosomas sexuales XX y un varón tendrá un par XY.

http://adnestructurayfunciones.les.wordpress http://adnestructurayfunc iones.les.wordpress.com/2009/09/enlaces_hidr .com/2009/09/enlaces_hidrogeno.jpg ogeno.jpg

http://profejeremias.jimdo.com/lyc%C3%A9e-jean-d-alembert/1-re-s/

 Al formar las cadenas del ADN cada nucleótido se une a otro a través de un enlace fosfodiéster constituido entre el OH del carbono 3’ del azúcar y el fosfato del siguiente nucleótido. Las cadenas de desoxirribonucleótidos están formadas por estos enlaces. A su vez, las dos cadenas del ADN se unen por apareamiento de bases, cuando la adenina de una cadena se acopla con la timina de la otra cadena y la guanina se une con la citosina. Se dice que el ADN es una doble hélice antiparalela porque: 1. Está formado formado por dos dos cadenas. cadenas. (doble) 2. Se forman algunos puentes de hidrógeno en las cadenas que provocan que se plieguen formando una estructura helicoidal. (hélice) 3. La dirección de una cadena es contraria a la cadena complementaria; es decir, si en el extremo de una de las cadenas se encuentra el grupo OH del carbono 3’, entonces la cadena complementaria complementaria inicia con el extremo fosfato, es decir el extremo 5’. (antiparalela) Tomado de: http://institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Leonor.pdf 

112 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

https://www.google.com.mx/search?q=imagen+del+de+la+cadena+antiparalela+del+ADN&tbm=isch&tbo=u&source=u niv&sa=X&ved=0ahUKEwiArpSZ08rbAhUSbKwKHclDC2wQ

¿Cómo se interpretan las instrucciones escritas en el ADN?

La información está guardada en el ADN en el código de secuencia de bases A, T, C y G que se combinan para originar “palabras” denominadas genes. Los genes son fragmentos de ADN cuya secuencia de nucleótidos codica para una proteína. Es decir que a partir de la información

“escrita” en ese fragmento de ADN se fabrica (sintetiza) un tipo particular de proteína. Aunque, en realidad, ylosdegenes también llevan la información para fabricar ARN (ribosómico transferencia) que intervienen en elnecesaria proceso de síntesis de moléculas proteínas. de El ARN (ácido ribonucleico) es una molécula con una estructura similar al ADN. Un gen no es una estructura que se vea sino que se dene a nivel funcional. Es una secuencia que

va a empezar en algún lugar del ADN y va a terminar en otro. Para conocer un gen se secuencia, se determina la cantidad de los nucleótidos que lo forman y el orden en que se ubican. Todas las células de un organismo tienen el mismo genoma, o conjunto de genes. Pero, en cada célula se expresan los genes que se usan. Por ejemplo, aunque una célula de la piel tiene toda la información genética al igual que la célula del hígado, en la piel sólo se expresarán aquellos genes que den características de piel, mientras que los genes que dan características de hígado, estarán allí “apagados”. Por el contrario, los genes que dan rasgos de “hígado” estarán activos en el hígado eiento inactivos la temporal piel. Lo que no se usa se encuentra mayormente compactado. Este empaquetamiento empaquetam puedeen ser o denitivo. Tomado de: http://www http://www.porquebiotecnologia.com.ar/educ .porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_03.asp?c acion/cuaderno/ec_03.asp?cuaderno=3 uaderno=3

113 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

REPLICACIÓN DEL ADN La síntesis del ADN sigue ciertas reglas básicas: 1. La replicación replicación es semiconservativa; semiconservativa; esto esto es, la doble doble hélice recién formada formada estará constituida constituida por una hebra original y otra recién sintetizada. 2. Las dos cadenas que integran el ADN sirven como patrón para que se forme una hebra complementaria. Como resultado, las dos hebras originales se separan y se forma una hebra nueva complementaria a las hebras originales. 3. Los nucleótidos se unen uno por uno de acuerdo con la complementariedad de bases: adenina con timina y guanina con citosina. 4. Cuando se inicia la replicación, se duplica todo el ADN, siguiendo la ley del todo o nada. 5. Los nucleótidos se unen siempre al extremo 3’ de la cadena en crecimiento crecimiento.. El nucleótido que se va a unir trae consigo tres fosfatos en el extremo 5’. El rompimiento del enlace fosfato genera la energía para que se una el extremo OH 3’ de la cadena en crecimiento y el fosfato 5’ del nucleótido. De este modo, la cadena crece en sentido 5’- 3’. 6. La cadena de ADN no puede iniciarse por sí sola, requiere un cebador o primer de ARN. 7. La replicación se inicia en uno o varios puntos de iniciación llamados replicones. El replicón se forma cuando las enzimas helicasas rompen los puentes de hidrógeno adenina-timina y citosina-guanina. 8. La replicación es discontinu discontinua a y bidirecciona bidireccional.l. Esto se debe a que las dos cadenas tienen una trayectoria opuesta y la dirección de crecimiento requiere que una de las cadenas se forme de manera continua, en la dirección 5-3 y la otra tiene que formar fragmentos discontinuos, lo que se explicará con detalle en el apartado “horquilla de replicación”. Enzimas de la replicación La replicación requiere de la acción de varias enzimas que facilitan el proceso. •

Helicasas, que rompen los enlaces a-t y c-g, separando las dos cadenas.

•

Primasas, que forman el ARN cebador o primer.

•

Polimerasas, que que son la ARN polimerasa polimerasa y la ADN polimerasa; polimerasa; estas enzimas enzimas unen el nucleótido a la cadena en crecimiento. La ARN polimerasa permite el crecimiento del cebador y la ADN polimerasa logra el crecimiento de la hebra de ADN. La ADN polimerasa I retira el cebador.

•

Topoisomerasas opoisomerasas,, son enzimas que desenrollan la hélice liberando la energía del giro de la molécula de ADN que está en espiral. Algunas topoisomerasas pueden cortar la cadena para hacer pasar la hebra y facilitar el desdoblamiento de la espiral.

• •

Ligasas, unen los fragmentos de ADN. Exonucleasas, Exonucleasa s, retiran el ARN cebador de cada fragmento.

114 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

Horquilla de replicación Una vez que se separan las dos cadenas de nucleótidos, se inicia la replicación. El punto de inicio se llama replicón. La síntesis se inicia cuando la primasa forma un ARN cebador o ARN primer, uniendo en dirección 5’- 3’ los ribonucleótidos complementarios a la hebra de ADN. Una vez formado el cebador, la ADN polimerasa une los desoxirribonucleótidos al primer y se inicia la síntesis de la hebra continua en dirección 5’- 3’.   Fragmentos de Okazaki  A partir partir del sitio en que que se inició la síntesis del ARN primer con con trayectoria 5’- 3’, 3’, se va abriendo abriendo la hebra de ADN en la dirección opuesta. Al mismo tiempo se van formando pequeños fragmentos de ADN que no pueden crecer de modo continuo porque la burbuja se va abriendo en la dirección contraria de su crecimiento. La hebra de ADN original que se encuentra colocada arriba tiene una dirección 5’- 3’. Cuando se forma la burbuja, separándose el ADN, se inicia la formación del primer, justo en el origen de replicación marcado por la línea negra. El ARN lleva trayectoria hacia la izquierda, pues crece con dirección 5’- 3’. Del otro lado del punto de inicio los fragmentos no pueden crecer de manera continua, pues la burbuja se va abriendo en dirección contraria a la trayectoria de crecimiento. De este modo, se constituyen pequeños fragmentos que crecen en la dirección 5’- 3’. Estos fragmentos llamados de Okazaki, se forman también en la hebra de abajo. En la hebra de abajo, la dirección de crecimiento 5’- 3’ puede hacerse conforme la hebra se abre a la derecha. Hacia la izquierda el crecimiento debe hacerse por fragmentos. El ARN cebador se va removiendo por la acción de la polimerasa I que actúa como exonucleasa, al tiempo que la ligasa une los fragmentos de ADN.

https://www.google.com.mx/search?q=imagen+de+la+replicacion+del+ADN&tbm https://www.google.com .mx/search?q=imagen+de+la+replicacion+del+ADN&tbm=isch&source=iu&ictx=1&r=U =isch&source=iu&ictx=1&r=UDZ_  DZ_  iqOJjFcBYM%253A%252CuJPs iqOJjFcBYM% 253A%252CuJPsu5-bN1_97M%252C_& u5-bN1_97M%252C_&usg=__SVY usg=__SVY

115 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

ESTRUCTURA DEL ARN El ARN, llamado ácido ribonucleico, ribonuclei co, es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Cada ribonucleótido está integrado por: • un azúcar ribosa • una base nitrogenada • un fosfato La principal función del ARN es servir de enlace entre el material genético o ADN y la síntesis de proteínas.  El ARN es capaz capaz de leer la secuencia de desoxirribo-nucle desoxirribo-nucleótidos ótidos del ADN ADN y traducirla en una secuencia de aminoácidos que produzca una proteína especíca.

Por esta razón, durante la síntesis de proteínas intervienen tres tipos de ácido ribonucleico que son distintos en estructura y función. Así, los tipos de ARN son: 1. ARN mensajero. mensajero. Está formado por una cadena de ribonucleótidos copiados directamente del ADN. El  ARN mensajero se produce a partir de la hebra patrón del ADN y sirve como molde para dar transferencia a

un aminoácido especíco, de acuerdo con el código

genético. 2. ARN de transferencia. Está formado formado por una cadena cadena de  ARN que se pliega formando tres lóbulos. En el lóbulo central se encuentra el triplete que se unirá al codón del  ARN mensajero, mensajero, denominado denominado anticodón. 3. ARN ribosomal. ribosomal. Está formado formado por varias varias subunidades subunidades que constituyen un complejo tridimensional. El ARN ribosomal acopla el codón de la cadena del ARN mensajero con el anticodón del ARN de transferencia. Formación del ARN mensajero a partir de la copia de una cadena de ADN. Mensajero ARN Codón. Tomado de: http://institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/ Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Leonor.pdf 

https://www.google.com.mx/search?q=imagen+de+los+tipos+de+ARN&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ah UKEwiU3aXU4MrbAhUBUKwKHbVGA5sQsAQIJw&biw=1093&

116 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

https://www.google.com.mx/search?biw=1093&bih=530&tbm=isch&sa=1&ei=lvkdW7z9O8fXjwSN45qwBA&q=imagen+ de+la+traduccion+del+ARN+&oq=imagen+de+la+traduccio

ACTIVIDAD 1

Completa el siguiente cuadro sobre las diferencias entre el ADN y el ARN. En plenaria y bajo la dirección del profesor comenten sus respuestas. ADN Ácido Desoxirribonucleico  Azúcar 

Bases Nitrogenad Nitrogenadas as

Estructura

Función

ARN Ácido Ribonucleico

117 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

CÓDIGO GENÉTICO El código genético es la clave de tres letras o tripletes del ARN mensajero, que signica un aminoácido especíco. El anticodón es el triplete complementario al codón. El ARN de transferencia contiene los anticodones y el aminoácido especíco del código. El ARN mensajero contiene los codones,

mientras el ARN de transferencia posee los anticodones. Las combinaciones de tres letras para cuatro bases nitrogenadas distintas son por lo menos 64. De estos 64 tripletes, 3 son señales de “stop”, mientras que las 61 restantes tienen como signicado uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas. Así, algunos aminoácidos son codicados por varios codones.

Características del código genético: 1. Es universal, pues pues en todos los seres seres vivos es el mismo, mismo, salvo en raras raras excepciones. excepciones. 2. Está formado por tripletes tripletes o codones codones que son tres ribonucleótido ribonucleótidoss del ARN. 3. Es degenerado, degenerado, pues existen codones codones que se repiten para el mismo aminoácido. aminoácido.

https://www.google.com.mx/search?biw=1093&bih=530&tbm=isch&sa=1&ei=lvkdW7z9O8fXjwSN45qwBA&q=imagen+ del+codigo+genético&oq=imagen+del+codigo

118 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

TRANSCRIPCIÓN Es la síntesis de ARN mensajero a partir de un segmento del ADN. El producto nal de ARN

mensajero en procariontes procariontes se traduce en varios polipéptidos. En eucariontes el ARN ARN mensajero es procesado; es decir, algunos segmentos son eliminados. Los segmentos del ARN mensajero que son eliminados se llaman intrones y los segmentos que quedan, y que nalmente se traducen en

aminoácidos, se llaman exones.

Durante la transcripción intervienen diferentes enzimas capaces de detectar el sitio de inicio de la síntesis de ARN mensajero por medio de una señal de iniciación. Posteriormente, se lleva a cabo la elongación, uniendo los ribonucleótidos complementarios a la cadena de ADN, hasta que la señal de terminación provoca que el ARN deje de pegar ribonucleótidos. El ARN mensajero en eucariontes se retira del núcleo a través de los poros de la membrana y viaja por el retículo endoplásmico hasta el sitio donde los ribosomas llevan a cabo la traducción. TRADUCCIÓN Durante este proceso, el ARN mensajero se une a los ARN de transferencia correspondientes para formar un polipéptido especí co. La clave con que se juntan los codones del ARN mensajero

es el código genético. Los codones del ARN mensajero se unen con los anticodones del ARN de transferencia por complementariedad de bases; es decir, el codón AUG se une al anticodón UAC y el aminoácido que se pega es la metionina.

El codón UUU se une al anticodón AAA y se pega fenilalanina. La traducción también tiene una señal de inicio determinada por el ribosoma. Los factores de iniciación reconocen el sitio AUG, con el que empieza la cadena de ARN. En procariontes todos los codones AUG dentro del ARN mensajero generarán un sitio de inicio de polipéptido, por lo que se dice que el ARN mensajero es policistrónico en procariontes. procariontes. En eucariontes existe sólo un sitio de reconocimiento que es el inicio de la cadena de ARN mensajero, donde se encuentra el codón AUG con el extremo. La señal de terminación está dada por los codones.

https://www.google.com.mx/search?q=imagen+de+la+sintesis+de+proteinas&tbm=isch&source=iu&ictx=1&r=Wn-

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119 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

 SÍNTESIS DE PROTEÍNAS El ADN de todos los organismos contiene la información genética para que sean sintetizadas todas las proteínas del ser vivo. El ADN lleva la secuencia de nucleótidos que serán copiados por el ARN mensajero durante la transcripción. Una vez formado el ARN mensajero, éste será traducido por el ARN de transferencia a una secuencia de aminoácidos que formará la proteína especicada

por el ADN. La síntesis de proteínas se lleva a cabo a través de la transcripción (síntesis de ARN ARN mensajero) y la traducción (síntesis de polipéptido). La síntesis del ARN sigue algunas de las reglas de la síntesis del ADN; por ejemplo: •

Los nucleótidos se unen uno por uno. • Los nucleótidos se unen por el extremo 3’ de la cadena en crecimiento.

•

Cada nucleótido que se va a enlazar contiene 3 fosfatos que al al romperse romperse generan generan la energía necesaria para que se una al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.

•

La ARN polimerasa es responsable de la unión de los ribonucleót ribonucleótidos idos que harán crecer la cadena.

•

Los ribonucleóti ribonucleótidos dos que se van a enlazar se eligen por complementar complementariedad iedad de bases: donde el ADN tiene nucleótido de adenina, se une nucleótido de uracilo; donde hay guanina, se pega citosina, y viceversa.

•

La síntesis de proteínas no sigue la ley del todo o nada, sino que hay una señal de inicio y una señal de terminación de la formación del ARN mensajero.

•

La cadena de ARN se inicia por sí misma sin necesidad de un cebador. cebador. No existe analogía con los fragmentos de Okazaki, pues el ARN formado es de una sola cadena y únicamente se lee una de las hebras del ADN.

•

Hay tres tipos de ARN: el ARN mensajero, mensajero, que que es copiado copiado del del ADN; el ARN de transferencia, de los cuales existe uno diferente para cada codón del ARN mensajero, y el ARN ribosomal, que permite el acoplamiento entre el codón del ARN mensajero y el anticodón del ARN de transferencia.

Importancia del descubrimiento del código genético en el campo de la biología molecular y la ingeniería genética.  La aplicación del conocimiento sobre el código genético permitió advertir las secuencias de ADN a través de la secuencia de ARN mensajero y el orden de los aminoácidos en las proteínas mucho antes de que se conociera la secuencia de nucleótidos del ADN directamente. directamente. Este conocimiento posibilitó detectar la causa de enfermedades a nivel molecular, por lo que los tratamientos de padecimientos genéticos se concentraron en analizar la estructura de la proteína defectuosa y tratar a los enfermos aplicándoles la proteína adecuada. En el caso de la diabetes, la secuencia de ADN que produce la insulina humana se insertó en el genoma de bacterias para que produjeran la insulina funcional. Desde 1978 se cuenta con insulina humana producida por bacterias para la atención de los diabéticos. La alteración del genoma de

120 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

un organismo insertando genes de otra especie se denomina tecnología del ADN recombinante. En la industria farmacéutica se requiere la mayor eciencia en el proceso de extracción de las

sustancias químicas que producen los microorganismos y otros seres vivos. De este modo, para esta industria la ingeniería genética permite obtener grandes cantidades de un producto. Tomado de: http://institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Le http://institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Leonor.pdf  onor.pdf 

ACTIVIDAD 2

Contesta las siguientes preguntas. En plenaria y bajo la dirección del profesor expón tus respuestas, discútanlas en clase. Autoevalúate y corrige tus respuestas, en caso necesario. 1. Una molécula formada por dos cadenas de desoxirribonucleótidos se llama: a) ácido desoxirribonucleico. b) ácido ribonucleico ribonucleico.. c) ácido nucleico. d) base nitrogenada.   2. La molécula que contiene la información genética de una célula se denomina: a) ácido desoxirribonucleico. b) nucleótido. c) base nitrogenada nitrogenada.. d) adenina. 3. La replicación es semiconservativa porque el ADN: a) conserva una hebra original y una nueva. b) no conserva toda la información pero sí una parte. c) sólo se replica una parte del ADN. d) conserva una réplica formada por cadenas nuevas. 4. Las moléculas formadas por cadenas de nucleótidos se llaman: a) ribonucleótido. tido. b) ribonucleó desoxirribonucleótido. desoxirribo nucleótido. c) ácidos nucleicos. d) base nitrogenada nitrogenada.. 5. El ADN se nombra “doble hélice” porque: a) está formado por una cadena de nucleótidos que conguran una hélice.

b) hay dos cadenas de nucleótidos enrollados formando una hélice. c) el ADN se duplica constantemente durante la replicación. d) una cadena de ADN se enrolla formando una hélice doble.   6. El ADN es una “doble hélice antiparalela” porque: a) las dos cadenas de nucleótidos contienen ribosa y desoxirribosa. b) lasdirección cadenasde delas nucleótidos se disponen en dirección contraria. c) la dos cadenas es la misma.

d) una cadena de ADN es opuesta a la cadena de ARN. 121 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

7. Una molécula formada por un azúcar, un PO4 y una base nitrogenada se llama: a) ARN. b) ADN. c) nucleótido. d) ácido nucleico. e) base nitrogenada. 8. Durante la síntesis de proteínas la cadena de ADN sirve como: a) molde para que se sintetice la molécula de ARN mensajero. b) molde para que se sintetice la molécula de proteína. c) molde para que se sintetice la cadena de ARN ribosomal. d) molde para que se sinteticen los aminoácidos. 9. En los seres vivos la molécula que se encarga de trasmitir las características a la descendencia es: a) una cadena de ribonucleótidos. b) una doble cadena de desoxirribonucleótidos. c) una cadena de bases nitrogenadas. d) adenina, timina, citosina y guanina. 10. La unión de las cadenas del ADN se lleva a cabo por apareamiento de bases, que son: a) adenina con guanina y citosina con timina. b) citosina con uracilo y adenina con guanina. c) timina con adenina y guanina con citosina. d)Adenina con uracilo y citosina con guanina Tomado de: Institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Leonor Institutomanhattanschool.com/biblioteca-virtual/Biologia%20I/Biologia-I-Onarte-Leonor.pdf  .pdf 

Fundamentos de la técnica del ADN recombinante y su utilización en la ingeniería genética

ACTIVIDAD 3 En equipos realicen una investigación bibliográca sobre los pasos más importantes de la técnica

del ADN recombinante, puedes analizar los videos que se encuentra en las siguientes páginas y realizar la siguiente lectura. http://www.youtube.com/w http://www .youtube.com/watch?v=x2jUMG atch?v=x2jUMG2E-ic 2E-ic http://www.youtube.com/w http://www .youtube.com/watch?v=GB-dsRZ-S atch?v=GB-dsRZ-Sfs fs . Con base en la información obtenida elaboren un diagrama o un mapa conceptual en el cuaderno, donde ilustren los pasos de la técnica del ADN, de acuerdo a las instrucciones del profesor.

122 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

ACTIVIDAD 4

Escribe una conclusión acerca de la importancia de la utilización de las técnicas de la Ingeniería genética.  A partir de los años 70 se desarrollaron las herramientas de la biología molecular o la ingeniería genética y esto ocurrió, en comparación con lo que que fue el resto resto de la historia de la ciencia, de forma muy rápida entre los años 70 y 80. En estas primeras etapas se estaba trabajando sobre la posibilidad de manipular los genes, es decir: a. Tenerlos aislados b. Amplicarlo Amplicarlos, s, en el sentido de tener muchas copias de la misma secuencia

c. Conocer la secuencia secuencia exacta, es decir el orden de las las bases de esos genes d. Una vez aislado poderlo expresar fuera de su localizació localización n natural, lo cual tendrá una enormidad de otras aplicaciones.

La manipulación genética está basada en unas pocas propiedades del ADN que han permitido avanzar en las técnicas. Recordemos: el hecho de que el ADN sea una doble cadena, y las cadenas sean complementarias y que la complementariedad de bases sea un requisito suciente para que dos

cadenas que estaban en simple hebra se encuentren y se vuelvan a reconstituir reconstituir es la base de la mayor parte de la manipulación

Dos simples cadenas de ADN reconstituyen una doble cadena unida por puentes de hidrógeno basado simplemente en la complementariedad de bases, en el hecho de que si en una de las hebras hay una serie de nucleótidos con las bases GCAT cualquier otra hebra que tenga CGTA, es decir complementaria, va a poder unirse y reconstituir una doble cadena en determinadas condiciones de temperatura y de pH dadas. Esta es una de las características básicas. La ingeniería genética es una técnica que consiste en la introducción de genes en el genoma de un individuo que carece de ellos. Se realiza a través de las enzimas de restricción que son capaces de “cortar” el ADN en puntos concretos. Se denomina ADN recombinante al que se ha formado al intercalar un segmento de ADN extraño un ADN receptor. Por ejemplo, la integración de un ADN vírico en un ADN celular.

123 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

La ingeniería genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, biotecnológicas, entre las que destacan: •

Tecnología del ADN recombinant recombinante: e: Con la que es posible aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en otro.

•

Secuenciaci Secuenciación ón delde ADN: Técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte un gen.

•

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Con la que se consigue aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN, por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio.

Se abre un campo que ofrece además la posibilidad de utilizar plantas y animales transgénicos así como microorganismos modicados genéticamente genéticamente para producir fármacos u otros productos

de utilidad para el hombre, entre los que se pueden citar: la insulina humana, la hormona del crecimiento, interferones, la obtención de nuevas vacunas o la clonación de animales. Una puerta abierta que no nos debe hacer olvidar el impacto perjudicial perjudi cial que un uso inadecuado podría provocar en el ser humano y en el propio planeta. La ingeniería genética puede denirse como un conjunto de técnicas, nacidas de la Biología

molecular, que permiten manipular el genoma de un ser vivo.

http://www.fmed.uba.ar/depto/bioqhum/Seminario%2017%20Biologia%20M http://www .fmed.uba.ar/depto/bioqhum/Seminario%2017%20Biologia%20Molecular.pdf  olecular.pdf 

TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE Esta tecnología permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que llevarán además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias) en los que se podrá “expresar” la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos decir que “cortamos” un gen humano y se lo “pegamos” al ADN de una bacteria; si por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es “obligar” a ésta a que fabrique la insulina. Por tanto, en la tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas: •

Corte especíco del ADN en fragmentos pequeños y manejables mediante la utilización de

un tipo de enzimas conocidas como enzimas de restricción que pueden considerarse como las “tijeras moleculares”. Estas enzimas se aislaron en bacterias y se identican con distintos

nombres, siendo lo característico de ellas estos dos principios: -

Cada enzima de restricción reconoce una secuencia especíca de nucleótidos y corta en

-

ese punto cada una de las cadenas de ADN. Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción.

124 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

En los siguientes dibujos puede observase cómo actuarían estas enzimas:

En este esquema se indica el lugar en el que corta la enzima de restricción. Se aprecia la actuación en ambas hebras.

n este esquema se observa el resultado de la actuación de la enzima de restricción. Ha quedado rota la molécula de ADN, quedando unos bordes pegajosos por donde puede unirse este ADN, con otro aunque sea de una especie diferente. Los fragmentos obtenidos después de la actuación de las distintas enzimas de restricción, se pueden separar por tamaños, es decir, según el número de pares de nucleótidos que llevan, mediante la técnica de electroforesis y así estudiar los distintos trozos. Según donde se hallen las secuencias de reconocimiento, un gen determinado puede estar fragmentado en varios trozos, o bien un trozo puede contener varios genes, posibilidades que hay que conrmar.

•

En el proceso de la electroforesis se prepara una mezcla de fragmentos de ADN y se ponen en distintas soluciones. Los fragmentos se desplazan en relación inversa con su tamaño, los fragmentos más pequeños se mueven rápidamente, mientras que los grandes lo hacen muy lentamente.

Desplazamiento de los fragmentos de ADN.

http://www.arrakis.es/~ibrabida/vigcorte.html

http://uvigen.fcien.edu.uy/utem/herramgen/recomb.pdf 

125 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Tecnología del ADN recombinante y sus aplicaciones En las últimas décadas la tecnología de recombinación del ADN también conocida comolaingeniería genética, o más acertadamente recombinación genética in vitro, ha revolucionado Biología. El campo de la salud es uno de los más beneciados con el desarrollo de esta tecnología.

Las investigaciones que se realizan en este área están enfocadas al diagnóstico oportuno de enfermedades, enfermedad es, así como su posible tratamiento a través de la terapia con moléculas recombinantes e introducción de genes. Además, la manipulación de genes proporcionará en el futuro una herramienta fundamental para la eliminación de enfermedades enfermedad es mortales para el hombre. Aplicaciones •Cada Industria día en de los alimentos supermercados del mundo, las perchas se llenan de productos desarrollados a partir de organismos genéticamente alterados. La industria alimenticia ha encontrado en la ingeniería genética una forma de abaratar costos, aumentar la producción y encontrar nuevos productos elaborados mediante la investigación genética. • Agricultura La tecnología de recombinación celular ha logrado alterar el genotipo de las plantas con el objetivo de hacerlas más productivas, resistentes a plagas o más nutritivas. Estos productos son los llamados OGM (organismos genéticamente modicados) o transgénicos transgénicos..

• Diagnóstico de enfermedades hereditarias La información genética no es solo relevante para el paciente afectado, sino también para la familia y sus futuros descendientes. La prevención del cáncer y elelmantener unaprecoz buena calidadinmediata de vida de estos pacientes son los objetivos principales. Por eso diagnóstico a través del análisis de la secuencia del gen logró extender y mejorar la calidad de vida de los pacientes. También es relevante el conocimiento de que tipo de mutación presentan los pacientes ya que ayuda a predecir la severidad de la enfermedad, dado que la ubicación de la mutación puede afectar  POLIMORFISMOS DEL ADN Los polimorsmos en el genoma sirven como base para el uso de técnicas de ADN recombinante en el diagnóstico de enfermedades. Los polimorsmos son variaciones en las secuencias de ADN. En el genoma humano pueden encontrarse millones de diferentes polimorsmos. Los primeros en ser identicados involucraban mutaciones puntuales, la sustitución de una base por otra pero también pueden ser e inserciones. Algunos que ocurren dentro de la región codicante de deleciones genes y otros que se encuentran enpolimorsmos, regiones no codicantes estrecham estrechamente ente

relacionadas relacionad as a genes, están involucrados en la etiología (causa) de enfermedades heredables. 126 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

El análisis de ADN hace posible examinar variaciones en la secuencia de ADN entre individuos y entre especies. Se pueden realizar estos estudios a dos niveles: estudiar la variación en sitios reconocidos por enzimas de restricción (por RFLP, técnica que está en desuso actualmente) y en un nivel más preciso, métodos de secuenciación del ADN que permiten analizar la variación del  ADN base por base. base. •

Investigación forense (la huella genética)

La huella genética se utiliza en la medicina forense, para identicar a los sospechosos con muestras

de sangre, cabello, saliva s aliva o semen. También También ha dado lugar a varias exoneraciones exonerac iones de condenados. Igualmente se utiliza en aplicaciones como la identicación de los restos humanos, pruebas de

paternidad, la compatibilidad en la donación de órganos, el estudio de las poblaciones de animales silvestres, y el establecimiento del origen o la composición de alimentos. También se ha utilizado para generar hipótesis sobre las migraciones de los seres humanos en la prehistoria. • Reacción en cadena de la polimerasa Esta reacción es conocida como PCR por sus siglas en inglés (polymerase chain reaction), es una técnica de biología molecular desarrollada en 1983 por Kary Mullis.1Su objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una única copia de ese fragmento original, o molde. Esta técnica sirve para amplicar un fragmento de ADN; su utilidad es que tras la amplicación resulta mucho más fácil identicar con una muy alta probabilidad, virus o bacterias causantes de una enfermedad, identicar personas (cadáveres) o hacer investigación cientíca sobre el  ADN amplicado amplicado.. Estos usos derivados de la amplicació amplicación n han hecho que se convierta en una

técnica muy extendida, sobre todo en el ámbito de la investigación forense, con el consiguiente abaratamiento del equipo necesario para llevar a cabo dicha técnica. • Vacunas  Antes del advenimiento advenimiento de la tecnología de ADN recombinante, recombinante, las vacunas se producían a partir de agentes infecciosos los cuales eran previamente destruidos o atenuados (alterados de tal manera que no podían multiplicarse en un individuo inoculado). Ambos tipos de vacunas eran potencialmente peligrosas debido a que podían estar contaminadas con el agente infeccioso vivo. En efecto, en un pequeño numero de casos, la enfermedad fue causada por la vacunación. Debido a que el sistema inmunitario humano responde a proteínas antigénicas de la supercie del agente

infeccioso, se hizo muy atractiva la posibilidad de producir esos antígenos por técnicas de ADN recombinante.. Por estas técnicas, las proteínas pueden producirse completamente recombinante completamente libres del agente infeccioso y se elimina así todo riesgo de infección. La primera vacuna recombinante que fue producida de forma satisfactoria fue la vacuna contra el virus de la hepatitis B. La primera vacuna disponible contra la hepatitis B contenía virus de Hepatitis B (HBV) químicamente inactivado. El virus había sido obtenido obteni do de sangre de individuos que se sabía eran portadores portador es de HBV. HBV. Más tarde, se usaron vacunas en las que el virus permanecía vivo pero había sido alterado como para que no se multiplicara más en el individuo inoculado (atenuado). Ambas vacunas, la de virus inactivado y la de virus atenuado, son potencialmente peligrosas porque pueden estar contaminadas con HBV infectivo.

127 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Las nuevas vacunas, comercializadas desde 1987, fueron obtenidas por técnicas de recombinació recombinación n de ADN. Ya que esta vacuna consiste únicamente en la proteína de supercie del virus, antígeno

contra el cual responde respond e el sistema inmune, no hay riesgo rie sgo de infección por HBV. El virus contiene un antígeno de supercie (HBsAg, llamado también antígeno australiano) cuyo ADN ha sido aislado.

• Diagnóstico clínico La investigación médica ha recibido de la ingeniería genética los conocimientos necesarios para identicar genes que producen enfermedades catastrócas o incurables. Estos genes pueden

ser diagnosticados de manera precoz y curados o evitados, según el caso Medicina. Algunas proteínas obtenidas por técnica de ADN recombinante. Con el desarrollo de métodos que permiten la transferencia de genes especícos de una célula a otra, y la inducción de la expresión de los

mismos en el nuevo hospedador, la industria farmacéutica ha adquirido una gran potencialidad.  Algunas compañías farmacéuticas han empezado ya la producción de polipéptido polipéptidoss humanos por bacterias o levaduras. Un ejemplo de estos polipéptidos producidos son hormonas como la insulina, hormona del crecimiento, glucagon, interferón, factores de la coagulación, factor VIII, etc. Estos productos se encuentran comúnmente en venta en las farmacias y son producidos por técnicas de biotecnología. La aplicación de las técnicas de ADN recombinante a la fabricación de insulina ha disminuido sustancialmente el precio de dicha hormona. La insulina que era utilizada corrientemente en la terapia de la diabetes se extraía del páncreas de vaca o cerdo. Dicha insulina diere ligeramente

en su secuencia de aminoácidos de la insulina humana, y aunque la mayoría de dichas insulinas controlan los principales síntomas del diabético, pueden presentarse efectos secundarios, como el deterioro renal y de la retina; y generar alergias u otro tipo de reacciones inmunológicas. inmunológicas. Esta metodología se utilizó para la producción de la hormona del crecimiento humana (hGH) y de interferones. La deciencia en hormona del crecimiento hiposaria conduce a una forma de

enanismo que puede tratarse por administraci administración ón de la hormona. Dicha hormona es característica de cada especie; la fuente de la que se la obtenía anteriormente eran cadáveres humanos. Su escasa disponibilidad, aún a pesar de sus muchas aplicaciones clínicas, ha constituido un factor condicionante del desarrollo de la investigación sobre la misma. •

Medicina. TERAPIA GÉNICA

Se dene como la transferencia in vivo o ex vivo de una secuencia genética para reemplazar

material genético defectuoso o conferir una nueva actividad a la célula. Al principio se pensó que era un procedimiento apropiado sólo para el tratamiento de enfermedades de origen hereditario, pero actualmente está en experimentación en enfermedades cardiovasculares, SIDA, cáncer, autoinmunidad autoinmuni dad y otras patologías. Esta terapia ha tenido resultados buenos en animales de laboratorio, y la bioseguridad de la transferencia genética ha sido comprobada, dependiendo del tejido afectado. En humanos, se han logrado algunos éxitos en patologías asociadas al pulmón y a tumores de piel, pero la gran mayoría de tratamientos se encuentran en fase experimental en animales de laboratorio y en pacientes en los que otros tratamientos no fueron efectivos. Igualmente, esta nueva terapia abre nuevos interrogantess éticos y sociales. interrogante

128 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

• Limpieza ambiental La tecnología de recombinación de ADN está siendo utilizada para restaurar ambientes contaminados, mediante la utilización de seres vivos (microorgani (microorganismos) smos) modicados genéticamente que pueden

producir la degradación de basura, derivados de petróleo o desechos industriales tóxicos. ACTIVIDAD 5 En equipos realicen una consulta bibliográca sobre las aplicaciones de las técnicas de manipulación del ADN en diversos campos, reexionando sobre las posibles implicaciones en el

entorno. Presenten ante el grupo. Concepto de Biotecnología

Imágenes tomadas de: http://www.agrolalibertad.gob.pe/documentos/ev http://www .agrolalibertad.gob.pe/documentos/eventos_agrarios/items/b entos_agrarios/items/biotecnologia.jpg iotecnologia.jpg

La vida en el planeta cada vez se ve más acechada por amenazas que en su mayoría el mismo hombre ha ocasionado como: el cambio climático, contaminación, enfermedades, escasez de alimento, entre otras muchas las cuales en ocasiones son contrarrestadas por mecanismos propios de la naturaleza; sin embargo debido a que esto no es suciente, el mismo hombre ha tenido que

generar alternativas para solventar estas situaciones.

129 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

¿Cuáles han sido estas alternativas creadas por el hombre?¿Cómo lo ha logrado? ACTIVIDAD 6

Explica con tus palabras lo que entiendes por biotecnología y cuáles han sido las primeras aplicaciones de ésta en benecio de la humanidad.

Si la biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde la antigüedad. ¿Cómo ha evolucionado y en qué variedad de áreas el hombre la aplica?

http://www.historiacocina.com/paises/articulos/pulque.html http://vinoskupel.blogspot.com/2010_02_01_archive.html http://www.gastronomiaycia.c http://www .gastronomiaycia.com/wp-content/photos/pan_r om/wp-content/photos/pan_rustico_barra.jpg ustico_barra.jpg

http://secretosybelleza.blogspot.com/

http://carmelourso.les.wordpress.com/2010/05/vino-no.jpg

http://www.todoendietas.com/fotos/roquefort2.gif 

130 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

 Actualmente la elaboració elaboración n de bebidas alcohólicas, pan, queso y yogur yogur,, aunque se pueden elaborar a nivel casero, su producción masiva se realiza a nivel industrial; sin embargo, su elaboración tiene su origen desde hace miles de años. El término “biotecnología” es relativamente nuevo para el público amplio. Pero, la biotecnología está presente en la vida cotidiana más de lo que la gente se imagina. De hecho, la biotecnología es una actividad antigua, que comenzó hace miles de años cuando el hombre descubrió que al fermentar las uvas se obtenía un producto como el vino. También es biotecnología la fabricación de cerveza a partir de la fermentación de cereales que el hombre empezó a elaborar hace 4.000 años, y la fermentación de jugo de manzanas para la fabricación de sidra. En estos procesos intervienen microorganismos que transforman componentes del jugo de frutas o de cereales en alcohol. También es biotecnología la fabricación de pan mediante el uso de levaduras, la elaboración de quesos mediante el agregado de bacterias, y también de salames. El yogur también es un producto que se obtiene mediante procesos biotecnológicos desde la antigüedad.  Aunque en ese entonces los hombres no entendían cómo ocurrían estos procesos, ni conocían la existencia de microorganismos, podían utilizarlos para su benecio. Estas aplicaciones

constituyen lo que se conoce como biotecnología tradicional tradicional y se basa en la obtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos microorganismos. Se puede denir la biotecnología

tradicional como “la utilización de organismos organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre”. Los procesos biotecnológicos han avanzado a través del tiempo y los campos de su aplicación se han extendido en el último siglo. La biotecnología puede ser subdividida en: biotecnología tradicional que utiliza organismos para la obtención de productos y biotecnología moderna que utiliza técnicas de la Ingeniería genética (metodologí as que modican los genes de un organismo y los transeren a otro organismo para que (metodologías se efectúe la acción deseada para la cual se modicó el gene). Las dos formas de biotecnologías

contribuyen en diferentes aspectos de la vida del hombre, mejorando su calidad de vida. http://neetescuela.com/biotecnologia.

La genética mendeliana se aplica al realizar proyectos de biotecnología. Por ejemplo, antes de poner en práctica las técnicas de biología molecular para clonar un gen, se debe saber si la característica biológica biológica que se quiere buscar está codicada por un solo gen. Para ello, se parte de

progenitores con caracteres que contrasten (como la resistencia y susceptibilidad a un patógeno) y se analiza la proporción de descendientes en las dos generaciones siguientes (F1 y F2) de modo tal que si cumple la primera Ley de Mendel, se puede determinar que existe un gen para la característica de interés. El estudio de los genes a nivel molecular y los mecanismos de herencia por medio de herramientas de biología molecular se denomina genética molecular La genética molecular incluye casos como, estudiar qué genes de una bacteria están involucrado involucradoss en su capacidad de ser patógena, o cuáles son las rutas genéticas para la síntesis de una cierta sustancia en un organismo, o realizar un mapa genético para una cierta especie en el cual se indiquen distancias entre pares de bases dentro de un cromosoma, entre otras posibilidades.

131 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

La genética molecular permite conocer los genes involucrados en distintos procesos celulares. La comprensión comprensió n de estos procesos puede resultar de interés para su aplicación industrial industrial o agrícola. La investigación de genética molecular es el primer paso, que permite caracterizar genes a nivel molecular y funcional, información que se aplicará en la producción industrial. industrial. La ingeniería genética aplica las herramientas de la biología molecular para la construcción de fragmentos de ADN recombinantes con genes de interés y la inserción de los mismos en otros organismos. Tomado de: http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=1 http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=20 http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=1 http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=20

Benefcios de la biotecnología en

diferentes campos En la actualidad, en el área médica se utilizan una serie de proteínas provenientes de organismos transgénicos (técnicamente proteínas recombinantes) recombinantes) para el tratamiento de distintas enfermedades. Por ejemplo, la diabetes es tratada con insulina humana producida en bacterias (es decir insulina obtenida a partir de bacterias transgénicas) permitiendo tratar esta enfermedad a bajo costo. Existe una diversidad de proteínas recombinantes que se emplean como fármacos para el tratamiento de diversas patologías en seres humanos. También pueden producirse antígenos y anticuerpos como proteínas recombinantes, que se emplean en sistemas de diagnóstico de diversas enfermedades en Chile y el mundo. Por otro lado, algunas enzimas y aditivos utilizados en el procesamiento de los alimentos se obtienen desde hace años mediante técnicas de ADN recombinante, es decir se obtienen a partir de organismos transgénicos. El examen genético es “el análisis del ARN, los cromosomas (ADN), las proteínas, y los procesos metabólicos para detectar enfermedades hereditarias, relacionándose con el genotipo, las mutaciones, el fenotipo, o el cariotipo, con propósitos clínicos”. (Holtzman (Holtzman & Watson 1997). 1997). Puede proveer información acerca de los genes de una persona y de sus cromosomas a lo largo de su vida. Las clases de pruebas actualmente disponibles incluyen: Por su parte, la modicación genética en la fabricación del vino se ha aplicado a las levaduras

viníferas. Existen algunas algunas levaduras transgénicas transgénicas que permiten permiten la producción de ácido ácido láctico para mejorar problemas de baja acidez. Otro ejemplo son las levaduras transgénicas que llevan a cabo la fermentación maloláctica maloláctica (conversión del ácido málico en ácido láctico), la cual produce una disminución de la acidez y una mayor estabilidad microbiológica del vino. También existen levaduras transgénicas capaces de incrementar los aromas varietales por medio de la liberación de terpenos.

132 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

En el caso de la producción de cerveza se ha incorporado a las levaduras genes procedentes de Trichoderma reesei o de T. longibrachiatum que expresan una enzima β-glucanasa que resuelve

un problema importante de la fabricación de la cerveza como es el representado por la colmatación y acúmulo de β-glucanos procedentes de la cebada, que exige la limpieza de los tanques y un

importante gasto desde el punto de vista técnico. También se han obtenido cepas de levadura de cerveza que portan un gen de S. diastaticus que expresa una glucoamilasa, la cual se caracteriza por degradar las dextrinas y el almidón, responsables de la gran carga energética de la cerveza (especialmente de algunos tipos) obteniéndose obteniéndos e de esta manera un tipo de cerveza baja en calorías. ¿En qué áreas se aplican técnicas biotecnológicas? La biotecnología presenta muchos campos de aplicación El sector comercial e industrial encuentra una gran ventaja en la aplicación de las técnicas biotecnológicas podemos decir que el campo de utilidad para estos sectores es inmenso: • Aplicacion Aplicaciones es terapéuticas: terapéuticas: productos productos farmacéuticos farmacéuticos (antibióticos, (antibióticos, vacunas), vacunas), hormonas hormonas y terapias génicas. •

Diagnósticos: de enfermedad Diagnósticos: enfermedades es en humanos, agricultura y ganadería, ganadería, calidad de alimentos alimentos y calidad ambiental.

•

Alimentación: mejora de procesos Alimentación: procesos tradicionales tradicionales de obtención obtención de alimentos alimentos y bebidas, nuevos alimentos, aditivos alimentarios conservadores, colorantes, etc.

•

Producción de alimentos alimentos transgénicos: Se de denominan nominan alimentos transgénicos a los los obtenidos obtenidos por manipulación genética que contienen un aditivo derivado de un organismo sometido a ingeniería genética; se llaman así a aquellos son resultado deingeniería la utilización de un producto auxiliar paratambién el procesamiento, creado graciasque a las técnicas de la genética.

 Actualmente existe mucha polémica en torno a los alimentos transgénicos, ya que se ha presentado evidencia de su toxicidad para la salud y el ambiente, las grandes compañías biotecnológicas lo niegan, pero la tendencia de consumo de la población informada se dirige hacia la obtención de alimentos orgánicos libres de OGM (libres de organismos genéticamente modicados).

En países de América Latina y la India entre otros otros muchos, así como comunidades comunidades indígenas, indígenas, viven en una lucha constante por prohibir la entrada de cultivos transgénicos a sus territorios ya que contaminan a los cultivos originales, pero industrias líderes en el ramo de la biotecnología como Monsanto quieren quieren expandirse por todo el mundo mundo y privatizar la semilla para tener el control de la alimentación a nivel mundial. Medio ambiente: tratamiento de residuos urbanos, agrícolas e industriales, para biorremedio y

biorreparación, biorreparaci ón, producción de energía a partir de biomasa. 133 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Por otro lado, la aplicación de cultivos transgénicos producto de la biotecnología representan grandes daños ambientales: Cuando las grandes empresas producen y venden solo unas cuantas variedades de semillas y luego convencen a los agricultores de todo el mundo para que sólo utilicen estas semillas, se pueden perder muchas clases de plantas, perjudicando la seguridad alimentaria. Pero el efecto más dañino de los cultivos transgénicos al medio ambiente es la pérdida de la biodiversidad, que es esencial para la salud del medio ambiente. Información tomada de: http://es.hesperian.org/hhg/A_C http://es.hes perian.org/hhg/A_Community_G ommunity_Guide_to_Environm uide_to_Environmental_Health:Pro ental_Health:Problemas_ambie blemas_ambientales_por_los_  ntales_por_los_ 

transg%C3%A9nicos http://www.foroswebgratis.com http://www .foroswebgratis.com/tema-aplicaciones_de_la_biotec /tema-aplicaciones_de_la_biotecnolog%C3%ADa-1 nolog%C3%ADa-117119 17119-1155147 -1155147.htm .htm

http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/introbiotec.htm#012

ACTIVIDAD 7 En equipos realicen una consulta bibliográca con imágenes sobre la Biotecnologí Biotecnología a en los campos: ganadería, agricultura, agricultura, industria industria alimentaria, alimentaria, medicina, ambiental; ambiental; indicando indicando los benecios benecios y

aspectos negativos negativos de la biotecnología biotecnología en sus diferentes campos. campos. Presenten ante el grupo. Señalen dentro de su exposición la aplicación de la ingeniería genética como un método para modicar el material genético, expresando la utilidad de la misma para el desarrollo de la

biotecnología moderna en el área que les toco exponer a sus compañeros. Pueden consultar en libros recomendados recomendados por su profesor o utilizar información en Web. Información básica sobre biotecnolog biotecnología ía http://www.comunicacion.amc http://www .comunicacion.amc.edu.mx/?page_id=166 .edu.mx/?page_id=166

Biotecnología Biotecnolog ía un poco de historia http://www.scribd.com/doc/23681 http://www .scribd.com/doc/2368119/Biotecnologia-un-poco-de-historia19/Biotecnologia-un-poco-de-historia-

La biotecnología http://www.monograas.com http://www .monograas.com/trabajos14/biotecnologia/biotecnologia.shtm /trabajos14/biotecnologia/biotecnologia.shtmll

Historia de la biotecnolog biotecnología ía http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_biotecnolog%C3%ADa

Introducción al Mejoramiento tradicional y la Biotecnología moderna http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=5

Que se oculta detrás de la biotecnología http://almargen.com.ar/sitio/seccio http://almargen.c om.ar/sitio/seccion/tecnologia n/tecnologia/biotec/index.htm /biotec/index.htmll El lado oscuro de la revolución biotecnológica en América Latina http://www.cipamericas.org/es/archives/1212 http://www.organicconsumers http://www .organicconsumers.org/ACO/articulos/artic .org/ACO/articulos/article_9390.cfm le_9390.cfm

134 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

INDUSTRIA FARMACÉUTICA

¿La industria farmacéutica crea una gran variedad de medicamentos? ¿Cómo logra estro? La industria farmacéutica ha optado por el camino de la ingeniería genética o metodología del  ADN recombinante recombinante.. Mediante esta metodología es posible obtener enormes cantidades de una proteína, aislada de todos los componentes celulares del organismo de origen. Esto se consigue por introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar. Este organismo se denomina entonces “organismo genéticamente modicado” o “transgénico” y

la proteína obtenida, “proteína recombinante”. Actualmente los organismos empleados con este n son microorganismos (bacterias y levaduras) y células de mamífero cultivadas in vitro, pero

también es posible fabricar proteínas recombinantes en plantas y en la leche de animales como vacas y cabras. La primera proteína recombinante aprobada como medicamento fue la insulina, en 1982, para el tratamiento de pacientes con diabetes melitus. Hasta ese entonces los pacientes debían inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos; hoy varios laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, humana, tanto a partir de bacterias como a partir de levaduras. Los antígenos y los anticuerpos también pueden producirse como proteínas recombinantes, recombinantes, y son empleados en la confección de kits o sistemas de diagnóstico de diversas enfermedades. enfermedades. Biotecnología y Medicina Vacunas tradicionales y vacunas de nueva generación http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=29

Biotecnología y producción de antibióticos http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=51

Métodos diagnósticos en medicina http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=68

Las células madre http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=83

Desventajas de la biotecnología en la salud humana: http://progresando-con-la-tecnologi.blogspot.mx/2008/12/desventajas.html

135 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

AGRICULTURA

Imágenes tomadas de: http://www.bioero.com/wp-content/uploads http://www .bioero.com/wp-content/uploads/2010/04/890_biotecnologia-2.jpg /2010/04/890_biotecnologia-2.jpg

http://www.ambientebrasil.com.br/images/biotecnologia/biotecnologia.jpg

http://3.bp.blogspot.com/_AaXJKhmEhsY/Rr http://3.bp.blogspot.com/_AaX JKhmEhsY/Rr0XslgphAI/AAAAAAA 0XslgphAI/AAAAAAAAAyI/8gnwXaCaM AAyI/8gnwXaCaMNw/s400/232_mb_ Nw/s400/232_mb_le_a5b49.gif  le_a5b49.gif 

¿Para qué se modifcan

genéticamente las plantas? Extraclase de refuerzo. Lee el siguiente texto y subraya las ideas principale principales, s, para comentarlas en el cierre de las exposiciones. Los cultivos transgénicos Una de las principales aplicaciones de la Ingeniería genética es incorporar genes a las plantas para conferirle cierta característica deseada. El empleo de la Ingeniería genética en vegetales es lo que se denomina agrobiotecnogía o biotecnología vegetal. Otra aplicación de la biotecnología vegetal es el empleo de las plantas como biorreactores o fábricas para la producción de medicamentos,

anticuerpos, vacunas, biopolímeros y biocombustib biocombustibles. les. 136 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

La producción de una planta transgénica consta de dos etapas fundamentales denominadas transformación y regeneración. Se denomina transformación al proceso en donde se inserta el gen que se introduce en el genoma de una célula de la planta a transformar y la regeneración consiste en la obtención de una planta completa a partir de esa célula vegetal transformada. Para introducir el nuevo gen en el genoma de la célula vegetal se utilizan fundamentalmente dos métodos. El más común utiliza una bacteria del suelo, Agrobacterium tumefaciens, que en condiciones naturales naturales es capaz de transmitir genes a las células vegetales. El método alternativo consiste en la introducción directa de los genes en el núcleo de la célula vegetal. Para ello una de las técnicas más usadas es la de disparar a las células microproyec microproyectiles tiles métalicos recubiertos del  ADN que penetran en la célula e integran el nuevo ADN en su genoma. Una vez que una célula vegetal ha sido transformada, es necesario regenerar la planta entera a partir de ella.  Algunas de las las consecuencias consecuencias de alterar genéticamente genéticamente las las plantas son: Cuando las grandes empresas producen y venden sólo unas cuantas variedades de semillas y luego convencen a los agricultores de todo el mundo para que sólo utilicen estas semillas, se pueden perder muchas clases de plantas, perjudicando la seguridad alimentaria. Pero el efecto más dañino de los cultivos transgénicos al medio ambiente es la pérdida de la biodiversidad, que es esencial para la salud del medio ambiente. Pérdida del control natural de plagas. Algunos cultivos transgénicos se elaboran con plaguicidas que están dentro de ellos. Cuando los plaguicidas se usan sin un control cuidadoso, las plagas que deben exterminar pueden volverse resistentes a ellos. Daño a la vida silvestre y al suelo. Los plaguicidas de los cultivos transgénicos matan a los insectos y bacterias que son útiles y que viven en la tierra. También pueden ser dañinos para las aves, murciélagos y otros animales que ayudan en la polinización de plantas y control de plagas. Efectos en las plantas cercanas. El polen de los cultivos transgénicos vuela con el viento y se dispersa a otras plantas similares. Como las plantas transgénicas son nuevas, nadie sabe los posibles efectos que esta situación tendrá en el largo plazo. Se recomienda ver los siguientes documentales: documentales: Los Transgénicos Transgénicos y la Ingeniería Genética en la Agricultura Agricultura http://www.youtube.com/watch?v=SBBL--mRsjw

No al maíz transgénico (Greenpeace):

http://www.youtube.com/watch?v=8a4vB0vdfEE

Qué es una planta transgénica:

http://www.emergenciamaiz.org/es/que-son-los-organismos-transgenicos-y-como-se-producen/

Introducción a la biotecnolog biotecnología ía agrícola

http://www.porquebiotecnologia.com.ar/educ http://www .porquebiotecnologia.com.ar/educacion/cuaderno/ec_06.asp?c acion/cuaderno/ec_06.asp?cuaderno=6 uaderno=6

Biotecnología vegetal

http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/igvegetal-1.html

Más de 40 países protestan contra los alimentos transgénicos: http://impacto.mx/global/n9m/m%C3%A1s-de-40-pa%C3%ADses-protestan-contra-alimentos-transg%C3%A9nicos-demonsanto

Los transgénicos son una amenaza para el planeta:

http://www.observatori.org/documents/Lostransgenicossonunaamenaza06-10.pdf 

137 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

GANADERÍA

¿Solo en el área de ganadería se producen animales transgénicos?

Se recomienda ver el siguiente documental: INGENIERÍA GENÉTICA - La Granja del Dr. Frankenstein. Documental Completo en Español. http://www.youtube.com/watch?v=3ITNtgy6jeI

138 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

 Animales transgénicos: http://jocabb.blogspot.com/2008/11/otros-animales-transgnicos.html http://jocabb.blogspot.com/2008/11/otros-animales-transgnicos.html

ALIMENTACIÓN

http://www.vitadelia.com/images/2009/01/alimentos-transg.jpg http://bioaulamc.blogspot.com/2009/11/investigacion-cultivos-transgenicos.html http://www.amoralavida.com.ar/images/transgenicos-para-todos.jpg http://www.ecologismo.com http://www .ecologismo.com/wp-content/uploads/2008/06/alimentos /wp-content/uploads/2008/06/alimentos_transgenicos.jpg _transgenicos.jpg

Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno y coméntalas en clase: La fuente alimenticia de los seres vivos son otros seres vivos, así se forman las cadenas alimenticias, alimenticias, sin embargo ahora se habla de organismos transgénicos como fuente de alimento. ¿Qué son los organismos transgénicos? transgénicos? ¿Sabes si en los comercios de tu localidad se venden?

¿Sabes si tú los has consumido? 139 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

AMBIENTE

¿De qué manera podemos reducir o minimizar el daño ocacionado debido a la contaminación del agua, aire, suelo y amenaza a las diferentes especies que conforman la biodivecidad de nuestro planeta?

Biorremediación: organismos que limpian el ambiente http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=36

Biotecnología y la limpieza del ambiente http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=46

Plásticos Biodegradables o Bioplásticos http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=48

Los biocombusti biocombustibles bles http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=58

La Revolución Verde y la biotecnología http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=59

Técnicas de biotecnología para la conservación de la biodiversidad http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=89

Biodiesel en el laboratorio escolar  http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1¬e=90

Impactos ecológicos de la biotecnolog biotecnología ía agrícola:

http://www.actionbioscience.org/esp/biotecnologia/altieri.html

140 Genética molecular y biotecnología

 

BIOLOGÍA I

CIERRE  Al nalizar las exposiciones exposiciones,, en plenaria integren en la siguiente tabla la información sobre el empleo, benecios e implicaciones de la biotecnolog biotecnología ía en

las diferentes áreas, elabora la tabla en tu cuaderno.

Áreas de empleo de la biotecnología

Benefcios

Implicaciones

Argumentos a favor y en contra de la manipulación genética ARGUMENTOS ARGUMEN TOS A FAVOR FAVOR La tecnología genética ha hecho posible que los alimentos sean más nutritivos, introduciendo ciertas características de plantas y animales, por lo cual se espera que disminuya la mala nutrición de muchos seres humanos e incluso algunos entusiastas creen que gracias a los alimentos transgénicos, se erradicará el hambre mundo, pues los frutos serán más nutritivos y grandes. Las plantas serán más resistentes tanto a plagas como a insecticidas, lo que permitirá que los cultivos se aprovechen al máximo. De igual manera los animales, aumentarían su resistencia al frío y a las enfermedades, esto ayudaría a los campesinos a tener mejores ganancias. Pueden crearse plantas capaces de vivir en zonas desérticas o con suelo gastado, esto ayudaría a que incluso en zonas alejadas o empobrecidas del mundo, donde cultivar es difícil o imposible, se logre una mejor calidad en los alimentos, pues las variedades de plantas que se pueden cultivar serían mayores. Estas técnicas ayudarán a conservar especies en peligro de extinción, pues habrá suciente alimento para todos y no

habrá necesidad de consumir más de lo que el mismo hombre produce, las tierras que pertenezcan a las reservas ecológicas no serán invadidas (no habrá necesidad de talar la selva pues se podrá sembrar en tierras gastadas).

141 BLOQUE IV

 

Formación Básica - Tercer Semestre

ARGUMENTOS EN CONTRA  Aunque los experimentos experimentos demuestran demuestran que la la calidad nutritiva nutritiva de los alimentos alimentos transgénicos transgénicos es considerablemente más alta, no se ha podido demostrar que estas alteraciones sean inofensivas para el ser humano. Algunas consecuencias inesperadas pueden ser alergias, resistencia a antibióticos, etc. La mayor parte de los insecticidas son fabricados por las mismas empresas que ahora promueven la investigación investigación genética, genética, éstas cobran por las patentes patentes de sus semillas, por las mejoras que realizaron en el ganado, etcétera. Cuando las plantas y los animales desarrollan resistencia a enfermedades o plagas, éstas se vuelven más fuertes y se convierten en un peligro no sólo para los seres humanos sino también para la fauna silvestre. El equilibrio ecológico puede verse afectado: se ha demostrado que al introducir nuevas especies en ambientes que les son desconocidos, trae como consecuencia problemas en el ecosistema. En caso de que éstas fueran adaptables, podrían propagarse y convertirse en una plaga que destruiría plantas nativas, pues lucharían por espacio, agua, luz, etc. Los animales que llegaran a alimentarse de estas plantas se verían en dicultades; y si comen

plantas nuevas pueden multiplicar su número de forma alarmante. El problema más inmediato de estos productos, y que comienza a amenazar a México, es que la patente es de empresas privadas. Como se mencionó antes, las empresas que las producen, las venden y cobran por cada una de las semillas, esto puede agravar la situación del campo, sobre todo en los países más pobres del mundo, pues los pequeños productores y campesinos tendrán que pagar no sólo por las semillas que compren a estas empresas, sino por aquellas que nazcan en sus campos. Además, la conservación de estas especies tendría un costo muy alto, la pregunta es ¿quién pagará para protegerlas?

Imagen tomada de: http://www.canalkids.com.br http://www .canalkids.com.br/cultura/ciencias/biologia/voc /cultura/ciencias/biologia/vocesabia/imagens/biologia_r2_c1.gif esabia/imagens/biologia_r2_c1.gif

http://construyetuconocimientovoca5.blogspot.com/2010/04/ingenieria-genetica.html

142 Genética molecular y biotecnología

 

Bloque v REPRODUCCIÓN CELULAR

Competencias genéricas 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. CG 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. CG 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.

Competencias disciplinares básicas CDB 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones éticas. CDB 6. Valoras las preconcepciones personales o comunes, sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias cientícas.

 

Formación Básica - Tercer Semestre

BLOQUE v BLOQUE V REPRODUCCIÓN CELULAR

reproducción celular Propósito del bloque: Explica la división en el nivel de organización celular, con procesos degenerativos, de crecimiento y reparación de los tejidos, valorando la importancia de las técnicas biológicas al servicio de la salud humana. Interdisciplinariedad Física I Matemáticas III

◊ ◊ ◊ ◊

Transversalidad Eje transversal social Eje transversal de la Salud Eje transversal ambiental Eje transversal de habilidades lectoras

Aprendizajes esperados Comprueba el proceso de mitosis de forma creativa, identicándola en diversos seres vivos. Ejemplica el ciclo celular favoreciendo su pensamiento crítico, señalando su importancia y relación con sus posibles alteraciones. Examina la meiosis de la mitosis señalando su importancia a través de la expresión de ideas y conceptos, mostrando su papel en la reproducción sexual. Explica la diferenciación celular, favoreciendo su pensamiento crítico sobre el uso ético de las células madre en la medicina.

Conocimcelular: ientos abilidadesde la mitosis   Reproducción Describe la H importancia • Mitosis como proceso proceso de como proceso de regeneración, regeneración, crecimiento y crecimiento y reemplazo. remplazo.  Analiza el proceso del ciclo ciclo celular y sus implicaciones. 3  Ciclo celular: • Cáncer y enfermedades Distingue la fase que da lugar a las crónico-degenerativas, alteraciones en el ciclo celular y sus causas, efectos y técnicas consecuencias en el organismo, así para su tratamiento. como su tratamiento. • Meiosis, división celular relacionada con la Reconoce las células que se reproducen por meiosis como parte importante del reproducción sexual. • Diferenciación celular proceso de reproducción sexual de algunos organismos. Células madre o troncales. Identica a las células madre como una 3

itudes MuestraActexibilidad y apertura a diferentes puntos de vista. Expresa ideas y conceptos favoreciendo su creatividad. Favorece su pensamiento crítico.

alternativa en la medicina atual.

144 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

CICLO MOLECULAR ¿En qué consiste un ciclo celular? Todos los seres vivos se reproducen, para generar descendientes y perpetuar las especies. ¿Pero qué sucede con las células del cuerpo, también se reproducen? Lee con atención el siguiente texto y contesta lo que se te pide. En la naturaleza los procesos son cíclicos: los organismos nacen, crecen se reproducen y mueren y este ciclo se repite una y otra vez. Cada uno de estos procesos tiene una serie de particularidades, por ejemplo para nacer se requiere que existan progenitores, dos progenitores si el organismo es resultado de una reproducción sexual, o un progenitor si es resultado de una reproduccióndespués asexual, particularidad es quecrecer los progenitores no pueden reproducirse inmediatamente deotra nacer, requieren primero y madurar para poder reproducirse. Planteamiento del problema: Los problema: Los seres humanos se reproducen sexualmente. ¿Cómo se reproducen las células de nuestro cuerpo? ¿Cómo se preparan estas células para su reproducción? Redacta tu hipótesis la cual conrmarás o reestructurarás al terminar de estudiar el ciclo celular:  _______________  ________ ______________ ______________ ______________ _______________ _______________ ______________ ______________ _______________ _____________  _____   _______________  ________ ______________ ______________ ______________ _______________ _______________ ______________ ______________ _______________ _____________  _____   _______________  ________ ______________ ______________ ______________ _______________ _______________ ______________ ______________ _______________ _____________  _____   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ____________ ____________ ____________ ___________  _____  La reproducción es una función básica de los seres vivos, es un proceso que les permite a las especies la continuidad de la vida tanto en el tiempo porque las perpetua, como en el espacio porque sustituye a los organismos que mueren y se mantiene el número de individuos. La reproducción tiene una íntima relación con la transmisión de caracteres hereditarios y la evolución de las especies. En los organismos pluricelulares el proceso pr oceso de división celular por el cual una célula da origen or igen a dos mitosis.. En el caso de las células células idénticas con igual dotación de cromosomas, se denomina mitosis somáticas humanas cada célula que se divide da lugar a dos células hijas con 46 cromosomas. Cuando no se maniestan los fenómenos de la división, se dice que la célula está en el período Interfase,, en el cual el ADN no está compactado y forma una na red dentro del núcleo. de Interfase La mayoría de las células del organismo se divide periódicamente(mitosis periódicamente(mitosis o meiosis), meiosis), siendo notables excepciones las neuronas las células musculares. lograr esta división, ocurren transformaciones y fenómenos que seysuceden de manera cíclica,Para constituyendo lo que se denomina

el ciclo celular . 145 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

CICLO CELULAR Las células de los distintos organismos pasan durante su vida por distintos períodos, cada uno de ellos característico y claramente diferenciado. Cada tipo celular cumple con sus funciones especícas durante la mayor parte de su vida, creciendo gracias a la asimilación de materiales provenientes de su ambiente y con ellos sintetiza nuevas moléculas por medio de complejos procesos regulados por su material genético. Cuando una célula aumenta hasta llegar a un determinado tamaño, su eciencia metabólica se torna crítica, entonces se divide. Las nuevas células originadas en esta división poseen una estructura y función similares a las células progenitoras, o bien derivadas de ellas. En parte son similares porque cada célula nueva, recibe aproximadamente la mitad de orgánulos y citoplasma de la célula madre, pero en términos de capacidades estructurales y funcionales lo importante es que cada célula hija, reciba una réplica exacta del material genético de la célula madre.  A esta secuencia secuencia de fases se la denomi denomina na ciclo celular y en genera generall consta de un periodo donde ocurre un importante crecimiento y aumento de la cantidad de organelos (interfase) y un periodo de división celular (mitosis o meiosis).

146 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

LA INTERFASE Durante ella, se producen también fenómenos a nivel nuclear imprescindibles para la división posterior. Cronológicamente podemos dividir la interfase en tres etapas G1, S y G2. El estado G1 quiere decir “GAP 1”(Intervalo 1). El estado S representa “Síntesis”. Este es el estado cuando ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa “GAP 2”(Intervalo 2). El estado M representa “mitosis”o “meiosis”.Es necesario señalar que existen excepciones a este ciclo, ya que no en todas las células los periodos tienen la misma duración. Incluso si consideramos una población celular homogénea (células del mismo tipo), existen variaciones particulares. Siempre que se habla de tiempos determinados, se hace considerando los promedios de cada tipo celular. En cierto momento del ciclo celular, la célula “decide” si va a dividirse o no. Cuando las células normales cesan su crecimiento por diversos factores, se detienen en un punto tardío de la fase G1,  –el punto R (“restric (“restricción”), ción”), primer punto de control del ciclo celular –. En algunos casos, antes de alcanzar el punto R, las células pasan de la fase G1 a un estado especial de reposo, llamado G0, en el cual pueden permanecer durante días, semanas o años. La fase S, comienza la síntesis de DNA y de histonas. Existe otro mecanismo de control durante el proceso mismo de duplicación del material genético, en la fase S, que asegura que la duplicación ocurra sólo una vez por ciclo. En G2, existe otro punto de control en el cual la célula “evalúa” si está preparada para entrar en M(mitosis o meiosis). Este control actúa como un mecanismo de seguridad que garantiza que solamente entren en mitosis aquellas células que hayan completado la duplicación de su material genético. El pasaje de la célula a través del punto R depende de la integración del conjunto de señales externas e internas que recibe. REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR ¿Cómo se controla la división celular (y de esta manera el crecimiento celular)?, es muy complejo. Los siguientes términos corresponden a algunos rasgos que son importantes en la regulación y lugares donde los errores pueden conducir al cáncer. El cáncer es una enfermedad dónde la regulación del ciclo celular sale mal y el crecimiento normal y comportamiento de la célula se pierden. KdC:  (kinase dependiente de ciclinas, agrega fosfato a una proteína), junto con ciclinas son las KdC:  mayores llaves de control para el ciclo celular, causando que la célula se mueva de G1 a S o G2 a M. FPM (Factor Promotor de la Maduración): incluye incluy e la KdC y ciclinas que desencadenan la progresión del ciclo celular. p53: Es una proteína que funciona bloqueando el ciclo celular si el ADN está dañado. Si el daño p53: Es es severo esta proteína puede causar apoptosis (muerte celular). Los niveles de p53 están incrementados en células dañadas. Esto otorga tiempo para reparar el ADN por bloqueo del ciclo

celular. Una mutación de la p53 es la mutación más frecuente que conduce al cáncer. Un caso

147 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

extremo de esto es el síndrome de Li Fraumeni donde un defecto genético en la p53 conduce a una alta frecuencia de cáncer en los individuos afectados. p27: Es una proteína que se une a ciclinas y KdC bloqueando la entrada en fase S. Investigaciones p27: Es recientes (Nat. Med.3, 152 (97)) la prognosis prognosi s del cáncer en el seno está determinado por los niveles de p27. Reducidos niveles de p27 predicen un mal resultado para los pacientes de cáncer en el seno.   http://www http://www.genomasur .genomasur.com/lecturas/Guia .com/lecturas/Guia12a.htmhttp://ww 12a.htmhttp://www. w.biologia.arizona.edu biologia.arizona.edu/cell/tutor/mitosis/ /cell/tutor/mitosis/cells2.html cells2.html http://www.sicanet.com.ar/bio http://www .sicanet.com.ar/biologia/informacion_g logia/informacion_genetica/ap1/ciclo_celu enetica/ap1/ciclo_celular03.jpg lar03.jpg

Lectura complementaria Ciclo celular Érase una vez una madre de dos niños de 10 y 12 años. Un día, mamá tuvo que explicarles a sus hijos que tenía cáncer, y no supo muy bien cómo hacerlo, así que se puso a escribir. escri bir. Escribió un cuento de princesas en medio de una gran batalla, con un general vestido con bata blanca dispuesto a ayudarle a ganar la guerra, y un ejército de células malignas campando a sus anchas por su cuerpo. Irene Aparici es esa madre que empezó su particular batalla contra el cáncer de mama hace un año. Su experiencia, como madre y paciente, es la historia que guía ‘Mamá se va a la guerra’ (editado por Cuento de luz), luz ), un relato ilustrado por que puede ser de gran utilidad para muchas otras ‘reinas’ que están en guerra. mí, diarios íntimos, relatos... pero nunca había publicado nada”, “Yo siempre había escrito para mí, conesa con un punto de pudor esta economista y abogada. Sin embargo, hace un año, cuando le diagnosticaron un cáncer de mama, la escritura volvió a salir en su ayuda. “Cuando me dieron el diagnóstico, me di cuenta de que yo misma tenía muchas lagunas. Había oído hablar de la ‘quimio’ como un veneno, pero no sabía cómo funcionaba, qué son las defensas...”. def ensas...”. Así que allí mismo, en la consulta, le pidió a su médico (que se da un aire al general de bata bat a blanca que aparece en el cuento) que le explicase el cáncer como si ella misma fuese una niña. ‘Mamá tiene cáncer’  Ahora ya sí, armada armada con toda toda aquella aquella información información,, Irene y su su ex marido marido se sentaron sentaron frente frente a frente frente con sus hijos para explicarles qué le pasaba a mamá. “Hablamos claramente con ellos, les dijimos que tenía cáncer y necesitábamos que se portasen bien porque yo iba a estar cansada algunos días... Pero aún así, me quedé con la sensación de que se lo podía haber contado mejor”.

De esas dudas nació ‘Mamá nació ‘Mamá se va a la guerra’, guerra’, un cuento que ha visto la luz gracias a una cadena

148 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

de casualidades y al ejército de amigos con los que Irene mantiene una uida correspondencia por correo electrónico. “Cada vez que iba al médico tenía que contarles las novedades por teléfono a mi madre, a mis hermanos, a mis amigos... y eso era agotador. Me di cuenta de que no era bueno para mí”, conesa a ELMUNDO.es. Así que se le ocurrió mandar un mail a sus más cercanos contándoles cercanos contándoles cada pequeña batalla ganada al cáncer, cada fracaso en la quimioterapia, cada inquietud surgida de esta guerra... “Empecé a poner a gente en la lista de distribución, a mis amigos más cercanos, y sin darme cuenta se lo había mandado a 150 personas”. Un día, ese ejército aliado recibió de Irene no sólo el último parte médico, sino también el cuento que les había escrito a sus hijos. “Se lo había enseñado un día a mi oncólogo para que me dijeses si había escrito alguna barbaridad sobre la enfermedad, y pasadas algunas semanas me contó que su esposa, oncóloga infantil, lo estaba es taba usando con sus niños para hablarles del cáncer. Eso me hizo pensar que quizás la historia pudiese ser útil a más gente y me decidí a enviárselo a mis amigos”. Video Ciclo celular: http://www.youtube.com/watch?v=AcKYqRJ8VF8 http://www.youtube.com/w http://www .youtube.com/watch?v=mMncJS4nJ74 atch?v=mMncJS4nJ74&feature=relate &feature=related d http://www.youtube.com/watch?v=_LRxFc21oXk

Ejercicios http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiolo http://recursostic.educacion.es/secund aria/edad/4esobiologia/4quincena5/4qu gia/4quincena5/4quincena5_ejercicios_1f incena5_ejercicios_1f.htm .htm http://ejemplosyejerciciosde.blogspot.m http://ejemplosyeje rciciosde.blogspot.mx/2014/07/pregunt x/2014/07/preguntas-sobre-el-cicloas-sobre-el-ciclo-celular celular.html .html http://www.iespando.com/web/departamentos/biogeo/web/departamento/2BCH/B4_INFORMACION/EVALUACION_2/ Evaluacion_2.htm

a)  Escribe tu conclusión respecto a la importancia del ciclo celular: a) 

149 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

d.

ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL DESORDEN DEL CICLO CELULAR ¿La reproducción celular siempre benefcia a nuestro organismo?

La leucemia es la principal causa de muerte por cáncer en niños entre 1 y 14 años de edad. La presencia de cáncer en un niño o en un adulto, conlleva una serie de efectos en la familia, en el círculo social en el que se desenvuelve, y aún en el sector salud que se encarga de buscar las soluciones médicas para tratar los problemas del paciente. Quieres saber más, consulta la siguiente página: http://www.amanc.org/ http://www.youtube.com/wat http://www .youtube.com/watch?v=0X31_qnoqQ4 ch?v=0X31_qnoqQ4&feature=relate &feature=related d

Pero, ¿qué es el cáncer? Cáncer: es una enfermedad en la que el organismo produce un exceso de células malignas y éstas producen rasgos de un crecimiento incontrolado (crecimiento y división más allá de los límites, invasión y a veces metástasis) cuando se esparce por todo el cuerpo vía linfática o sanguínea. Estas tres propiedades diferencian a los tumores malignos de los benignos, los cuales son limitados, no invaden o producen metástasis. La mayoría de cánceres forman

tumores, pero algunos como la leucemia no lo hacen.

150 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

http://www.diariodeciencias.c http://www .diariodeciencias.com.ar/imagenes/cel om.ar/imagenes/celulaCancerosa.jpg ulaCancerosa.jpg

La palabra CÁNCER es de origen latín y signica CANGREJO. Se dice que las formas corrientes de cáncer que se extirpaban desde los tiempos primitivos adoptaban una forma con ramicaciones, que se adhiere a todo lo que invade, con la obstinación y en forma similar a la de un cangrejo. Se observó que los tumores tenían un patrón de invasión y adhesión rme a los tejidos y se les asoció a las patas de los cangrejos que pueden agarrar rmemente a sus presas. a) Realiza en forma individual la siguiente lectura acerca del origen celular del cáncer. cáncer. Forma equipos para responder las siguientes preguntas en tu cuaderno y coméntalas en clase, escuchando con respeto y atención los comentarios de tus compañeros y profesor: ¿Qué relación tiene el cáncer con la mitosis? ¿Cómo se genera el cáncer a nivel celular? ¿Qué factores desencadenan el crecimiento de células cancerosas?

CÁNCER Uno de los componentes más importantes del desarrollo, es el crecimiento crecimient o celular, el hombre puede llegar a tener 1015 células aproximadamente a partir de las sucesivas divisiones que tienen ti enen lugar en un simple huevo fertilizado. Mientras es joven, la multiplicación celular predomina sobre la muerte celular, lo cual se traduce en un aumento de tamaño. En el adulto, el proceso de división celular y el de muerte celular se encuentran en equilibrio dando lugar a un estado estacionario, donde el número de células permanece relativamente constante. El cáncer  es  es un grupo de más de 100 enfermedades diferentes. El cáncer ocurre cuando las células c élulas llegar a ser anormales y permanecen dividiéndose y creando más células sin control u orden. Todos los órganos del cuerpo están hechos de células. Normalmente, las células se dividen para producir más células, solamente cuando el cuerpo los necesita. Este proceso ordenado ayuda a mantener un cuerpo sano. Si las células siguen dividiéndose cuando las nuevas células no son necesarias, una masa de tejido se forma. Esta masa de tejido extra, llamada un crecimiento o tumor, puede ser benigna o maligna. •

•

Los tumores benignos no son cáncer. cáncer. Ellos comúnmente se pueden eliminar y, en la mayoría de los casos, ellos no vuelven. Y más importante, las células de los tumores benignos no se esparcen a otras partes del cuerpo. Los tumores benignos son rara vez una amenaza para la vida. Los tumores malignos son el cáncer. cáncer. Las células de cáncer pueden invadir y dañar órganos y tejidos cercanos. También, las células de cáncer ir lejos de un tumor maligno y entrar en la corriente sanguínea o el sistema linfático. Así es como el cáncer se esparce desde el tumor original (primario) para formar nuevos tumores en otras partes del cuerpo. La diseminacióndelcáncer se llama metástasis.

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Formación Básica - Tercer Semestre

Cáncer a nivel celular  Un cáncer es una proliferación descontrolada de células. En algunos casos es rápida, en otros, lenta, pero en todos los cánceres las células no dejan de dividirse. Esto distingue a los cánceres -tumores malignos- de crecimientos benignos como los lunares, donde las células eventualmente paran de dividirse. • • •

Los cánceres son clones. No importa cuántos miles de trillones de células estén presentes en el cáncer, todas ellas descienden de la célula ancestral. Los cánceres empiezan como un tumor primario. En ciertos puntos sin embargo, las células se separan del tumor primario y, viajando por la sangre y el linfa, establecen la metástasis en otros lugares del cuerpo. La metástasis es lo que usualmente mata al paciente. Las células cancerosas son normalmente menos diferenciadas que las células de los tejidos de donde se originan. Mucha gente siente que esto reeja un proceso de desdiferenciación (vuelta de las células a una condición general o primitiva), pero es dudoso. Más bien, los cánceres se originan en las células precursoras del tejido; son las células que normalmente están en período de rápida mitosis y por lo tanto no están enteramente diferenciadas.

Las células cancerosas contienen varios genes mutados. Las mutaciones se encuentran en genes que están involucrados en la mitosis; esto es, en genes que controlan el ciclo celular. Estos genes son proto-oncogenes o genes supresores de tumores. Lo que probablemente sucede es: • • • • • • •

Una sola célula en un tejido sufre una mutación (línea roja) en un gene del ciclo celular. Esto da como resultado una leve ventaja para crecer sobre las demás células del tejido. Dicha célula se desarrolla en un clon, algunos de sus descendientes sufren una segunda mutación (línea roja) a un proto-oncogene o gene supresor de tumores. Esto favorece la pérdida de regularidad del ciclo celular de esa célula y sus descendientes. Como la proporción de mitosis en ese clon aumenta, las oportunidades de fomentar daño en el ADN se eleva. Eventualmente, muchas (quizá seis u ocho) mutaciones ocurrieron, haciendo que el crecimiento del clon sea completamente no regulado. El resultado: explosión de cáncer.

La mayoría de los cánceres son nombrados por el tipo de célula o el órgano en el cual empiezan. Cuando el cáncer se disemina, el nuevo tumor tiene la misma clase de células anormales y el mismo nombre que el tumor primario. Por ejemplo, si el cáncer de pulmón se disemina al hígado, las células del hígado son células cancerosas del pulmón. Esta enfermedad es llamada cáncer metastático del pulmón (no es cáncer del hígado). El cáncer puede presentarse en personas de todas las edades, pero es más común en personas mayores de 60 años de edad. Una de cada tres personas padecerá cáncer en algún momento de su vida. Dado que las personas viven más años, el riesgo de contraer esta enfermedad se encuentra en aumento.

152 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

La aparición del cáncer es un proceso prolongado que generalmente comienza con cambios genéticos en las células y continúa en el crecimiento de estas células con el transcurso del tiempo. El tiempo desde el cambio genético hasta la presentación del cáncer se llama el período de latencia. Dicho periodo puede prolongarse durante 30 años o más. Esto signica que algunos cánceres diagnosticados en la actualidad pueden ser el resultado de cambios genéticos que ocurrieron en las células hace mucho tiempo. En teoría, el cuerpo presenta células cancerosas todo el tiempo, pero el sistema inmune las reconoce como células extrañas y las destruye. La capacidad del cuerpo para protegerse del cáncer puede verse perjudicada por algunos medicamentos e infecciones virales. Tomado de: http://topnews.in/health/les/cancer-discovered.jpg http://topnews.in/health/les/cance r-discovered.jpg http://www.maph49.galeon.com/cancer/Cancer.html

Imagen tomada de:http://www http://www.cancer .cancer.gov/espanol/cance .gov/espanol/cancer/entendiendo/geno r/entendiendo/genomica/Slide50 mica/Slide50 b)   En equipos realicen una investigación documental acerca b) de los efectos psicosociales en un individuo que provoca la presencia de cáncer. c)   Cada equipo elabore un tríptico con la información obtenida, c) pueden apoyarse con las siguientes lecturas y videos. Lecturas recomendadas Generalidades del cáncer: http://www.taringa.net/posts/salud-bi http://www.taringa.net/p osts/salud-bienestar/3074194/ enestar/3074194/_Equot%3BCanc _Equot%3BCancer_Equot%3B--to er_Equot%3B--todo-lo-que-debesdo-lo-que-debessaber-deel.html http://fundacionannavazquez.wordpress.com/el-c http://fundacionannavaz quez.wordpress.com/el-cancer-preguntas-y-respuestas ancer-preguntas-y-respuestas//

Efectos psicosociales del cáncer: http://www.mayoressincancer.org/doc.php?op=aspectos http://www.mayoressincancer .org/doc.php?op=aspectos http://www.seom.org/seomcms/images/stories/recursos/infopublico/publicaciones/revista_contigo/n_11/ psicooncologia_11.pdf  http://www.seom.org/seomcms/images/stories/recursos/i http://www .seom.org/seomcms/images/stories/recursos/infopublico/publicaciones/revista_conti nfopublico/publicaciones/revista_contigo/n_6/ go/n_6/ psicooncologia.pdf 

Videos sobre cáncer: http://www.youtube.com/watch?v=QKdpr5Edpes http://www.youtube.com/watch?v=Q Kdpr5Edpes http://www.dailymotion.com/vid http://www .dailymotion.com/video/xcdkx4_school?start eo/xcdkx4_school?start=176 =176

Todos los seres vivos se reproducen, para generar descendientes y perpetuar las especies. ¿Pero

qué sucede con las células del cuerpo, también se reproducen?

153 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Lee con atención el siguiente texto y contesta lo que se te pide. En la naturaleza los procesos son cíclicos: los organismos nacen, crecen se reproducen reproduc en y mueren y este ciclo se repite una y otra vez. Cada uno de estos procesos tiene una serie de particularidades, por ejemplo para nacer se requiere que existan progenitores, dos progenitores si el organismo es resultado de una reproducción sexual, o un progenitor si es resultado de una reproducción asexual, otra particularidad es que los progenitores no pueden reproducirse inmediatamente después de nacer, requieren primero crecer y madurar para poder reproducirse. Planteamiento del problema: Los seres humanos se reproducen sexualmente.

¿Cómo se reproducen de nuestro cuerpo? ¿Cómo se preparan preparan estas reproducen las células de células para su reproducción?

Redacta tu hipótesis la hipótesis la cual conrmarás o reestructurarás al terminar de estudiar el ciclo celular:  __________________  _________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ _______________  ______   __________________  _________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ _______________  ______   __________________  _________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ _______________  ______   __________________  _________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ __________________ _______________  ______   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________  ______  La reproducción es una función básica de los seres vivos, es un proceso que les permite a las especies alalos continuidad de que la vida t anto yenseelmantiene tanto tiempo porque las perpetua, perpet ua, comoLa enreproducción el espacio porque sustituye organismos mueren el número de individuos. tiene una íntima relación con la transmisión de caracteres hereditarios y la evolución de las especies. En los organismos pluricelulares el proceso de división celular cel ular por el cual una célula da origen a dos mitosis.. En el caso de las células células idénticas con igual dotación de cromosomas, se denomina mitosis somáticas humanas cada célula que se divide da lugar a dos células hijas con 46 cromosomas. Cuando no se maniestan los fenómenos de la división, se dice que la célula está en el período interfase,, en el cual el ADN no está compactado y forma una na red dentro del núcleo. La de interfase mayoría de las células del organismo se divide periódicamente (mitosis ( mitosis o meiosis), meiosis), siendo notables excepciones las neuronas y las células musculares. Para lograr esta división, ocurren transformaciones y fenómenos que se suceden suc eden de manera cíclica, constituyendo lo que se denomina el ciclo celular.

154 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

MITOSIS Lee lo siguiente y comenta tus dudas al respecto: Proceso de mitosis Durante la interfase, el núcleo eucariótico aparece encerrado dentro de la membrana nuclear, con el nucléolo perfectamente diferenciado y con una bra de cromatina, fácilmente observable por su facilidad para teñirse. La bra de cromatina contiene el ADN y las proteínas asociadas al mismo, su aspecto es similar al de una madeja de hilo o lana, totalmente indiferenciado. Es una bra muy larga y na, aunque al microscopio óptico es imposible diferenciarlo, realmente esta bra está organizada en unas estructuras individuales que son los cromosomas, lo que ocurre es que al estar desespiralizados y descondensados dentro del núcleo, parece como si todo fuera una estructura única. Cromatina y cromosoma son genéticamente lo mismo, material hereditario, ADN unido a proteínas, sin embargo: los cromosomas sólo se organizan si la célula realiza la mitosis.  Aunque la mitosis es un proceso continu continuo o se acostumb acostumbra ra a dividirl dividirlo, o, para su estudio y recono reconocimiento cimiento,, en cuatro fases distintas llamadas: profase, metafase, anafase y telofase. SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS - A nivel genético representa genético representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de la información genética.  Ambas células células hijas hijas tendrán tendrán la misma misma informació información n genética. genética. - A nivel celular  la  la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y la formación de colonias de células (clones celulares). - A nivel orgánico.orgánico.- Mediante el proceso de la mitosis se lleva a cabo la reparación y regeneración tejidos, como son los casos de cicatrización y regeneración de la piel. La mitosis permite que todas las células de un organismo pluricelular, a excepción de las células sexuales, dispongan de idéntica información genética. La mitosis permite el crecimiento de los organismos pluricelulares por aumento del número de células que conforman su masa corporal constituida por los tejidos y los órganos que forman a los aparatos y sistemas. Tomado: http://www.iespando.com/w .iespando.com/web/departamento eb/departamentos/biogeo/web/depa s/biogeo/web/departamento/2BCH rtamento/2BCH/PDFs/18Mito /PDFs/18Mitosis.pdf  sis.pdf  http://www http://www.ucm.es/info/gen http://www .ucm.es/info/genetica/grupod/mitosis etica/grupod/mitosis/mitosis.htm /mitosis.htm

a)  En forma individual, realiza una investigación documental sobre las etapas de la mitosis, a)  detallando los sucesos que se llevan a cabo en cada una de ellas. Utiliza los esquemas de apoyo. Consulta en textos de la biblioteca, o las páginas y videos que se recomiendan. Escribe los sucesos celulares de cada una de las etapas en los cuadros correspondientes y

posteriormente discute la información recabada, escuchando con atención a tus compañeros y profesor. 155 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Páginas Web sobre Mitosis: http://www http://www.ucm.es/info/genetic .ucm.es/info/genetica/grupod/mitosis/m a/grupod/mitosis/mitosis.htm itosis.htm http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=38bd3b06-b982-47d8-8aa4c573a5c6a444&ID=136100&PT=1 http://www.efn.uncor http://www .efn.uncor.edu/dep/biologia/i .edu/dep/biologia/intrbiol/mitosis.htm ntrbiol/mitosis.htm

Videos de Mitosis: http://fundacionannavazquez.wordpress.com/2008/04/ http://fundacionannavazquez.word press.com/2008/04/29/las-etapas-de29/las-etapas-de-la-mitosis/ la-mitosis/ http://www.youtube.com/watch?v=VlN7K1-9QB0 http://www.youtube.com/wat http://www .youtube.com/watch?v=m73i1Zk8EA0 ch?v=m73i1Zk8EA0&feature=player &feature=player_embedded _embedded (mitosis en tiempo real) http://www.youtube.com/watch?v=5uPC-HMFNMo&feature=related http://www.youtube.com/wat http://www .youtube.com/watch?v=3KmzhpxIvZ8 ch?v=3KmzhpxIvZ8 http://www.youtube.com/watch?v=w4hey-7-sTg http://www.youtube.com/watch?v=6oAyXeQa1EU&feature=related

b)   Sintetiza la información y escríbela en los siguientes cuadros para cada etapa. b) PROFASE

METAFASE

156 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

ANAFASE

TELOFASE

Esquemas de apoyo No. 3. Mitosis. http://normaverobiologia.webs.com http://normaver obiologia.webs.com/apps/blog/?view_ /apps/blog/?view_type=0 type=0

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Formación Básica - Tercer Semestre

c) De manera individual encuentra en la siguiente sopa de letras los conceptos característicos del proceso de mitosis. Elabora un glosario glosario,, agregando la denición de todos los conceptos claves en el proceso de la denición te ayude a comprender mejor el proceso.

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BIOLOGÍA I

Glosario 1. Cromatina

2. Citocinesis

3. Nucléolo

4. Telofase 5. Interfase

6. Ásteres 7. Anafase 8. Huso 9. Núcleo

10. Microtúbulos

11. Profase Prof ase 12. Metafase

13. Membrana

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Formación Básica - Tercer Semestre

Puedes vericar tus conocimientos, realizando los ejercicios interactivos sobre mitosis de las siguientes páginas Web: http://www http://www.educarchile.cl/U .educarchile.cl/UserFiles/P0001/Me serFiles/P0001/Media/JuegosBID/A dia/JuegosBID/Ahorcado120/index. horcado120/index.html html http://www.educa.madrid.or http://www .educa.madrid.org/web/cc.nsdelasab g/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ej iduria.madrid/Ejercicios/T ercicios/Tema4_1b/mitosis3. ema4_1b/mitosis3.htm htm http://www.iesjovellanos.com/de http://www .iesjovellanos.com/departamentos/cienci partamentos/cienciasnaturales/1bach/a asnaturales/1bach/activbioygeo1.htm# ctivbioygeo1.htm#

En los organismos pluricelulares ¿Qué importancia tiene el ciclo celular?

Procesos de crecimiento, reparación y renovación celular  ¿Cómo benefcia a mi organismo y al de otros seres vivos, el que se lleve a cabo el

ciclo celular? Seguramente alguna vez te has encontrado o has visto alguno de los casos que aparecen en las fotografías.

160 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

¿Tee has preguntado, cómo sanan las heridas? ¿T

ACTIVIDAD 6

Lee el siguiente texto y explica explic a alguna situación en la que después de haberte herido heri do hayas sanado gracias al proceso de mitosis. Desde un punto de vista evolutivo un organismo unicelular es simplemente una estructura dentro de la cual se realizan las funciones vitales básicas de nutrición y reproducción. En los organismos pluricelulares los tejidos, órganos y sistemas se especializan en una función determinada y cada célula diferenciada se especializa para realizar una actividad concreta. Para un organismo pluricelular, la división celular es un mecanismo cíclico cícli co que ocasiona el aumento del número de células y con ello el crecimiento del individuo, además, las nuevas células lograrán una especialización y una funcionalidad concreta. Heridas y cicatrización El proceso de cicatrización se realiza regenerando la herida ya sea formando tejido igual al que fue dañado o tejido cicatricial. En el proceso de cicatrización primero se forma un coágulo, más adelante las células adyacentes inician la mitosis para generar nuevas células. La herida se contrae y, paulatinamente se va reduciendo la presencia vascular y de agua en el tejido granular, que gana en consistencia y se transforma nalmente en el tejido cicatricial. La epitelización cierra el proceso de curación de la herida. Este proceso incluye la reconstitución de las células epidérmicas a través de la mitosis y la migración celular, principalmente desde los bordes de la herida.Tomado de: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/

Escribe tu anécdota y el proceso que se llevó a cabo para que sanaras.

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Formación Básica - Tercer Semestre

¿Qué tipo de reproducción celular se llevó a cabo para que sanara tu herida? Comenta con el grupo tu anécdota y conclusiones, participando propositivamente y escuchando con respeto y atención. ACTIVIDAD 7

Realiza una práctica experimental. LABORATORIO DE BIOLOGÍA I MITOSIS Propósito: Diferenciar las etapas de la mitosis, mediante una actividad experimental. • • • • • • • • •

Material: Puntas de raíces de cebolla Microscopio Pinzas de disección Vidrio de reloj Portaobjetos. Cubreobjetos. Navajas o bisturí Mechero Papel absorbente

Sustancias: • • • •

Agua Alcohol ácido (3ml de HCl y 97 ml de etanol 95%) Solución de aceto-orceína Aceite de inmersión

Nota:  Si el laboratorio del plantel cuenta con preparaciones permanentes de meristemo de Nota:  raíces de cebolla, no será necesario la actividad extraclase de esta práctica, ni la preparación de preparaciones temporales. En la preparación permanente se identicarán las fases de la mitosis. Planteamiento del problema: Todos los organismos pluricelulares: plantas y animales tienen la capacidad de crecer. crecer. ¿Mediante qué proceso lo llevan a cabo? ¿Cuál es tu hipótesis al respecto, donde anticipes los resultados esperados en el desarrollo experimental?__________________________________________________________________  ______________________________________________________________________________ Procedimiento: Actividad extraclase:

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BIOLOGÍA I

-

Diez días antes de la práctica requieres preparar el material biológico (cebolla) que utilizarás en la práctica: Puedes trabajar con cebolla de bulbo pequeño o grande. Si la cebolla tiene raíces, quítalas. Colocar tres palillos de dientes a manera de tripié y colocar la cebolla dentro de un recipiente con Cuidaren queelelagua, aguaya toque de laDejar c ebolla, cebolla, pero el resto de la cebolla debe estaragua. sumergido que lasebase pudriría. la cebolla en agua para que no crezcan las raíces que se utilizarán en la práctica.

http:// www www.ucol.mx/acerca/coo .ucol.mx/acerca/coordinaciones/cgd/... rdinaciones/cgd/.../mbiologia1.doc /mbiologia1.doc http://labbio.bligoo.com/tag/celula http://comps.fotosearch.com/comp/U http://comps.fotos earch.com/comp/UNN/UNN5 NN/UNN583/microscopio-indu 83/microscopio-industria-silla_~u13544 stria-silla_~u13544540.jpg 540.jpg

En el laboratorio: -

Con una navaja corta tres o cuatro raíces de la cebolla. Con las pinzas toma dos raíces (siempre por el extremo cortado y no por la punta). Colócalas en un vidrio de reloj que contenga alcohol ácido (aproximadamente 0.5 ml) y déjalas de 10 a 20 minutos, evita que la preparación se evapore.

-

Seca las raíces con un trozo papel ltro y colócalas en un portaobjetos.

-

Con una navaja corta las puntas de la raíces de la cebolla en unos 2 mm y desecha los sobrantes. Agrega una gota de aceto-orceína.

-

Coloca una de las puntas de la raíz sobre un portaobjetos, la otra punta de la raíz déjala para hacer otra preparación por si en la primera no salen los resultados esperados.

-

Coloca sobre el portaobjetos otro portaobjetos y con el pulgar presiona sobre el portaobjeto con la raíz. Con el papel absorbente, retira el exceso de colorante. Levanta cuidadosamente el portaobjetos superior y agrega otra gota de colorante. Coloca encima un cubreobjetos.

-

Pon la preparación cerca del calor de la lámpara y déjalo reposar por 5 minutos.

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Formación Básica - Tercer Semestre

-

Observa al microscopio con el objetivo de 10X y busca células en mitosis. Con el objetivo de 40X identica algunas fases de la mitosis. Agrega una gota de aceite de inmersión y posteriormente con el objetivo 100X identica al menos dos fases de la mitosis, utiliza las microfotografías que se presentan en esta práctica.

-

Elaboraenun una. http://labbio.bligoo. http://labbio.bligoo.com/tag/celula Dibuja tu esquema cuadernode lascada observaciones realizadas encom/tag/celula los objetivos de 10X, 40X y 100X.

http://www.vcbio.sci.kun.nl/eng/virtuallessons/mitostage/ ¿La interfase es una de las etapas de la mitosis?  ________________  ________ ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ _____________  _____   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ___________  _____   ¿Por qué?________________  ________  ________________ ________________ ________________ ________________ ________________ _________________ _________________ _____________  _____   ____________  ______ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ ____________ _____________ _____________ ___________  _____  Determina las características que te permitieron identicar cada fase y descríbelas en tu cuaderno. Principales características: Profase Metafase  Anafase

Telofase

164 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno: 1.- ¿Qué tipo de reproducción realizan las células del pelo, de las uñas y de la piel? 2.- ¿En qué etapa del ciclo celular ocurre fase (s)? 3- ¿En qué etapa del ciclo celular ocurre la mitosis? Más información sobre mitosis: http://www.ucm.es/info/genet http://www .ucm.es/info/genetica/grupod/mitosis/m ica/grupod/mitosis/mitosis.htm itosis.htm

Práctica alternativa de mitosis:  mitosis: http://www.youtube.com/watch?v=Qx3WfD6UrTM Elabora un reporte si el profesor te lo solicita solicit a donde expliques el desarrollo de la práctica, incluyendo tus conclusiones al respecto Lista de cotejo para actividades experimentales  Actividad  Activida d Experimental Experimental No. No. Bloque: I Integrantes Integrant es del equipo: equipo: Nombre de la actividad: Mitosis Fecha: Grupo: Equipo No. Aspectos a evaluar Sí No Observaciones 1. Se integró con facilidad en el equipo de trabajo del laboratorio y colaboró en la realización de la práctica. 2. Aplican las reglas de seguridad del laboratorio, utilizando con cuidado el material del laboratorio 3. Redactan una hipótesis que pueden comprobar, utilizando un criterio cientíco con respecto al proceso de mitosis. 4. Identica y describe las etapas de la mitosis al observar al microscopio células vegetales o animales en división. 5. Los resultados, observaciones y conclusiones son claros y explican lo ocurrido y comprobado en el laboratorio. Contestan correctamente el cuestionario. TOTAL

OBJETO DE APRENDIZAJE Meiosis

¿Qué células llevan a cabo la meiosis?

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Formación Básica - Tercer Semestre

REPRODUCCIÓN SEXUAL Es el proceso mediante el cual se desarrollan nuevos individuos, para ello los organismos tienen unos órganos especiales llamados gónadas gónadas en  en donde se forman los gametos gametos o  o células reproductoras. Para que seylleve a cabo la reproducción sexual se necesita de la intervención de dos individuos: los machos las hembras. La condición primordial para que se lleve a cabo esta reproducción es que se unan (Fusión) los gametos. La unión de los gametos da lugar a la formación de una nueva célula, cuyo desarrollo conduce a la formación de un nuevo individuo de la especie. Reino Animal Machos

Hembras

Gónadas

Testículos

Ovarios

Gametos

Espermatozoide

Ovulo

El espermatozoide se encuentra formado por una cabeza, la cual contiene la información genética; una parte intermedia llamada cuello, donde se encuentran las mitocondrias encargadas de producir la energía necesaria para que éste llegue al óvulo y la cola o agelo, cuya función es moverse para provocar su desplazamiento.

Estas células no son móviles y se encuentran conformadas por: una membrana protoplasmática o vitelina, la cual protege y rodea al citoplasma; un protoplasma o vitelo, donde se encuentran sustancias nutritivas necesarias una vez que el óvulo es fecundado y un núcleo que contiene la información genética.

Texto tomado de: Hernández Biología II, ycuaderno de ejercicios, Cerna Hernández Torres, Primera edición 2014, página 3 y 4

166 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno: ¿Cuáles son las características de la reproducción sexual?  A nivel nivel de cromoso cromosomas, mas, ¿qué diferen diferencia cia existe existe entre una una célula célula somática somática y una célula sexual? sexual?

¿Por qué es necesaria la meiosis?

Actividad.  Dene los siguientes conceptos en tu cuaderno, consultando la lectura que aparece Actividad.  a continuación, al terminar comenta con tus compañeros las deniciones y conrma o corrige tus respuestas al escuchar la retroalimentación del profesor: Número cromosómico,diploide,haplo cromosómico,diploide,haploide,cromátida,homólogos,en ide,cromátida,homólogos,entrecruzamiento trecruzamiento Meiosis La Meiosis es el proceso que tiene como objetivo la reducción del número de cromosomas de una especie. Es decir, las células diploides se convierten en haploides. Otro de sus objetivos es establecer reestructuraciones en los cromosomas homólogos mediante intercambios de material genético. Por lo tanto, la meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente relacionada con la sexualidad y tiene un profundo sentido para la supervivencia y evolución de las especies. A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de variabilidad genética. Por lo tanto, la meiosis es un mecanismo indispensable para asegurar la constancia del número especíco de cromosomas en los organismos sexuados. La meiosis a diferencia de la mitosis requiere de dos divisiones celulares para que se realice la reducción cromosómica, a estas se les conocen como 1ª. división meiótica o meiosis I y 2ª. división meiótica o meiosis II. Cada división meiótica, consta de las etapas de la mitosis, pero en la 1ª división meiótica, existen diferencias. Primera división meiótica (Meiosis I) Profase I Los cromosomas homólogos se aparean (formando tétradas, ya que cada cromosoma tiene dos cromátidas), a este proceso se le llama sinapsis. Los cromosomas apareados forman quías más que son los puntos para intercambiar genes entre las cromátidas de cromosomas homólogos, proceso que se conoce como entrecruzamiento o crossing-over; el entrecruzamiento da por resultado la recombinación de genes. La envoltura nuclear se desintegra y se forman las brillas del huso acromático.

167 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

Imagen tomada de: http://biologia-t http://biologia-test.blogspot.mx/201 est.blogspot.mx/2014/06/p-65-cuando4/06/p-65-cuando-tiene-lugar-el.h tiene-lugar-el.html tml

Metafase I Los cromosomas homólogos apareados (tétradas) se alinean en el ecuador de la célula y cada pareja de homólogos se ja por su centriolo a una bra del huso acromático. Los cromosomas del par de homólogos se acomodan “mirando” hacia polos opuestos de la célula. http://www.efn.uncor .efn.uncor.edu/dep/biologia .edu/dep/biologia/intrbiol/meiosis.htm /intrbiol/meiosis.htm http://www

Anafase I Los cromosomas homólogos se separan y un miembro de cada par se dirige hacia cada uno de los polos de la célula. Las cromátidas hermanas no se separan.

168 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

Telofase I Desaparecen las bras del huso acromático. Se forman dos conjuntos de cromosomas en los polos de la célula, cada conjunto tien un miembro de cada par de homólogos. Los núcleos resultantes son haploides ya que contienen la mitad del número cromosómico, pero citocinesis   ocurre en cada cromosoma tiene dos cromatidas. La citocinesis esta etapa. Puede no existir interfase interfas e entre la meiosis I y la meiosis II, o bien, ser muy corta, pero en este periodo no se realiza duplicación del ADN.

Segunda división meiótica (Meiosis II) 1) Profase II Si los cromosomas se desintegraron después de la telofase I, se condensan de nuevo. Las bras del huso acromático se forman nuevamente y se desintegra la membrana nuclear. 2) Metafase II Los cromosomas (con dos cromátidas) se alinean en el centro de la célula, se ja un cromosoma en cada bra del huso acromático. 3) Anafase II Las cromátidas de cada cromosoma se separan emigrando a polos opuestos. 4) Telofase II

Se forman nuevamente membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas. Cada cromosoma estará formado por una sola cromátida. Existe citosinesis. Al nal de la meiosis se obtienen 4 células haploides (células sexuales o gametos). 169 BLOQUE V

 

Formación Básica - Tercer Semestre

 Audersirk,  Audersi rk, T., T., et al. Biología, Biología, La La vida en en la tierra. tierra. Pearson PearsonEducaci Educación ón de México, México, 2008 2008 p. 210-21 210-211 1 Ya se ha visto que las dos divisiones meióticas reducen la cantidad de cromosomas del número diploide (2n)  (2n)  (dos juegos de cromosomas) al haploide (n)  (n)  (un juego de cromosomas), lo que posibilita la unión de dos tipos diferentes de gametos para originar un cigoto diploide (con los dos  juegos de cromoso cromosomas). mas). Si la producc producción ión de gametos se hiciera por mitosis mitosis,, la fusión de ellos duplicaría el número cromosómico del cigoto. Así, en la especie humana con 46 cromosomas por célula, la unión del óvulo y el espermatozoide daría lugar a un huevo con 92 cromosomas. Además de garantizar la permanencia del número especíco de cromosomas, la meiosis es muy importante porque provee la continuidad del material hereditario de una generación a la siguiente y, a la vez, contribuye a crear variabilidad en la descendencia.

El “entrecruzamiento” de los cromosomas paternos y maternos durante la profase I y la “combinación al azar” de esos mismos cromosomas en la metafase I, determinan la producción de una gran variedad de gametos por cada progenitor. Como los gametos masculino y femenino también se unen al azar para formar un cigoto, se puede armar que este proceso de fusión y la meiosis que le precede, son importantes fuentes de variabilidad variabili dad dentro de las especies que presentan reproducción sexual. La variación en la descendencia constituye la base de los cambios evolutivos que ocurren con el tiempo. Los individuos que, por sus características hereditarias, pueden adaptarse mejor a las condiciones ambientales tienen mayores oportunidades de sobrevivir sobrev ivir y dejar más descendientes

que los individuos con rasgos hereditarios menos favorables. Tomado de: http://www http://www.profesorenlinea.c .profesorenlinea.cl/Ciencias/CelulaD l/Ciencias/CelulaDivision.htm ivision.htm

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BIOLOGÍA I Nombre del alumno:

ACTIVIDAD 8

Completa el siguiente cuadro sobre las características que tienes de tus papás. Nombre del alumno: Características que tienes de papá

Características que tienes de mamá

Explica la relación que existe entre el ejercicio anterior y la meiosis.

Meiosis y variabilidad genética La reproducción sexual introduce una importante proporción de variaciones genéticas. La variabilidad genética es una medida de la tendencia de los genotipos (conjunto de genes de un organismo) de una población a diferenciarse. Cuanto mayor sea la diversidad de gametos formadas en cada progenitor, mayor será la probabilidad de originar combinaciones diferentes por fecundación, y mayor será la diversidad de los descendientes. Una célula diploide, con 2 pares de cromosomas homólogos, originará por meiosis 4 gametos haploides (uno de la madre y otro ot ro del padre). En la Metafase I se va a determinar en qué sentido migrarán en la Anafase I. Existen dos opciones: a. Puede ocurrir que los 2 cromosomas paternos migren juntos a un polo y los dos maternos al opuesto. b. Puede ocurrir que migren al mismo polo el cromosoma materno del par homólogo y el paterno del par homólogo. Los otros cromosomas, migran al polo opuesto. meiosis   que experimenta una célula madre se produce en sus Todo sucede porque en la meiosis cromosomas unos grupos denominados tetradas denominados tetradas lo  lo que trae como consecuencia entrecruzamientos quiasmas.. Cuando los quiasmas se rompen o intercambios entre las cromátidas que se denominan quiasmas (o separan) cada cromatida tiene una riqueza genética cualitativa distinta a la de la célula madre. La meiosis meiosis es  es importante para la variabilidad genética, ya que gracias a ella existen diferencias de

rasgos con de respecto al padre y a la madre, permite una mezcla. Además, la variabilidad permite la evolución de evolución los organismos.

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Por tanto, las células generadas por meiosis imprescindiblemente deben combinarse con otra, lo cual siempre crea una mezcla de material genético nueva y única, que no existía en ninguna de las células originarias, incrementando la variabilidad genética Consecuencias genéticas de la Meiosis: 1. Reducción del número de cromosomas a la mitad: de mitad:  de una célula diploide (ej: 46 cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas). Esta reducción a la mitad es la que permite que el fenómeno siguiente de la fecundación mantenga el número de cromosomas de la especie. 2. Recombinación de información genética heredada del padre y la madre: el apareamiento de los homólogos y el consecuente entrecruzamiento permite que se intercambie la información. La consecuencia de este fenómeno es que ningún hijo heredará un cromosoma íntegro de uno de sus abuelos. 3. Segregación al azar de cromosomas maternos y paternos: la paternos: la separación de los cromosomas paternos y maternos la anafase I y II, se realiza completamente al azar, por lo que contribuyen al recombinados, aumento de ladurante diversidad genética. Tomando como ejemplo la especie humana podemos ver las consecuencias c onsecuencias genéticas de la l a meiosis: Cada persona tiene dos juegos completos de 23 cromosomas, un juego que recibió de su madre y otro que recibió de su padre. Como los cromosomas de los dos juegos son distintos, y en la meiosis se reparten al azar, una persona puede dar lugar a 223 gametos gamet os diferentes (más de ocho millones).  Además,, su pareja también puede formar el mismo número de gameto  Además gametoss diferen diferentes. tes. Por tanto, la posibilidad de que de una pareja nazcan dos hijos iguales es prácticamente nula (1/246). Además, durante la profase I, los cromosomas de cada pareja de homólogos intercambian fragmentos entre sí, de modo que el número de posibles combinaciones de cromosomas es innito. En conclusión: En este caso la variabilidad genética se produce cuando los cromosomas paternos y maternos se cruzan por el llamado entrecruzamiento o crossingover crossingov er de genes. Este proceso permite que no haya dos personas idénticas (salvo que sean gemelas). Por este proceso todos los espermatozoides y todos los óvulos llevan diferente información. La variabilidad genética permite la evolución de las especies, ya y a que en cada generación solamente una fracción de la población sobrevive y se reproduce transmitiendo características particulares a su progenie. Más información en: http://www http://www.biodiversidad.gob.m .biodiversidad.gob.mx/genes/vargenetic x/genes/vargenetica.html a.html

Ejemplos de variedad genética frutos y hortalizas:

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BIOLOGÍA I

Videos recomendados: Meiosishttp://www.youtube.com/w .youtube.com/watch?v=uIS6OxfLFS atch?v=uIS6OxfLFSg&feature=rel g&feature=related ated Fases de la meiosis  meiosis https://www.youtube.com/watch?v=8uF-iJXwVBQ Fases de la meiosis http://www http://www.youtube.com/wat .youtube.com/watch?v=uIS6OxfLFSg ch?v=uIS6OxfLFSg&feature=relate &feature=related d Recombinación genética http://www http://www.youtube.com/wa .youtube.com/watch?v=wpMMP24c tch?v=wpMMP24cJlA&feature=re JlA&feature=related lated Mitosis y meiosis http://www http://www.youtube.com/wat .youtube.com/watch?v=mMncJS4nJ74& ch?v=mMncJS4nJ74&feature=related feature=related ACTIVIDAD 9

a) Completa el siguiente cuadro en tu cuaderno sobre las diferencias entre mitosis y meiosis.  Aspecto 1. Tipos de células de un organismo en las que ocurren estos procesos 2. Diferencias entre las células hijas y las células madre en uno y otro caso

Mitosis

Meiosis

3. de mitosis y meiosis en Signicado la gametogénesis

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ontesta las siguientes El siguiente esquema representa una célula que iniciará la división, ccontesta preguntas al respecto anotándolas en tu cuaderno. ¿Cuál es su número diploide? ¿Cuántos pares de homólogos tiene? ¿Cuántas ¿Atravesó cromátidas la fase S detiene? la interfase? Explica por qué: ¿Por qué en la ovogénesis solamente se obtiene obt iene una célula sexual a diferencia de la espermatogénesis espermatogénesi s en la que se obtienen 4 gametos? Diferencias entre mitosis y meiosis Tabla comparativa: Mitosis – meiosis M I TO S I S 1 2

ME IO SI S

La MI MITO TOSI SIS S o ca cari rioc ocin ines esis is se pr prod oduc uce e en La MEIOSIS se produce en células sexuales, células somáticas o formadoras del cuerpo. germinales o gametos (espermatozoide y óvulo). En la MI MIT TOS OSIS IS,, por por ca cada da cé célu lula la ma madr dre e La MEIOSIS por cada célula madre diploide diploide (2n) se originan 2 células hijas se originan 4 células hijas haploides (n) con diploides (2n) con la misma cantidad o juego la mitad del juego cromosómico que la célula cromosómico que la célula madre, así las progenitora. Es decir, las células hijas son células hijas tienen la misma información genéticamente distintas a la célula madre y genética y el mismo número de cromosomas además tienen la mitad de los cromosomas que la célula madre. que ella.

3

Las célu células las hija hijass son idé idéntic nticas as entr entre e sí.

Las célu células las hij hijas as son gen genétic éticamen amente te dist distinta intass entre sí, con genes maternos y paternos mezclados al azar.

4

La MI MIT TOS OSIS IS es un pr proc oces eso o de de div divis isió ión n celular corto (dura horas). Es un proceso continuo. En la MI MITO TOSI SIS S cad cada a cic ciclo lo de du dupl plic icac ació ión n del ADN es seguido por uno de división, las células hijas tienen un número diploide de cromosomas y la misma cantidad de ADN que la célula madre.

La MEIOSIS es un proceso largo, puede llevar días, meses o años.

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La MEIOSIS cada ciclo de duplicación del  ADN es seguido por 2 division divisiones es (meiosis I o reduccional y meiosis II o ecuacional), y las 4 células hijas haploides resultantes contienen la mitad de la cantidad de ADN.

En la MI MIT TOS OSIS IS la sí sínt ntes esis is de dell AD ADN N se se En la MEIOSIS hay una síntesis premiótica produce en el período S (síntesis) que es de ADN que es mucho más larga que en la seguido por G2 (gaps) antes de la división. mitosis, la fase G2 es corta o falta.

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En la MI MIT TOS OSIS IS ca cada da cr crom omos osom oma a se En la MEIOSIS los cromosomas homólogos comporta en forma independiente. se entrecruzan en la profase I.

174 Reproducción celular 

 

BIOLOGÍA I

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En la MI MITO TOSI SIS S el ma mate teri rial al cr crom omos osóm ómic ico o permanece constante salvo que existen mutaciones o aberraciones cromosómicas. (No crea variabilidad genética).

En la MEIOSIS ocurre variabilidad genética por la mezcla de genes y la distribución al azar de las cromátidas de los cromosomas homólogos. Debido a ello cada gameto porta información con variabilidad respecto a los otros gametos.

9

En la MI MIT TOS OSIS IS,, los los cr crom omos osom omas as de la lass Los cromosomas de las células obtenidos células obtenidas tienen información de un por MEIOSIS tienen información de ambos solo progenitor. progenitores.

10 En la MI MITO TOSI SIS S no ha hayy en entr trec ecru ruza zami mien ento to..

11

En la ME MEIO IOSI SIS S ha hayy en entr trec ecru ruza zami mien ento to entre entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos.

La MIT MITOS OSIS IS pue puede de ocu ocurri rrirr en en cél célul ulas as MEIOSIS ocurre solamente en células con haploides o diploides un número diploide de cromosomas (para producir células haploides).

Video recomendado: Comparación entre meiosis y mitosis. https://www.youtube.com/wa https://www .youtube.com/watch?v=XJT2olinfvU tch?v=XJT2olinfvU

Gametogénesis. Gametogénesis: Es el proceso de formación de células gaméticas, gametos o células sexuales, Gametogénesis: Es el cual se realiza en las gónadas. Consiste en dos divisiones meióticas y al nal se obtienen cuatro células haploides, que contienen la mitad del número de cromosomas de la especie. En la gametogénesis se forman los gametos (por denición haploides, n) a partir de la células haploides de la línea germinal. Dependiendo del tipo de gametos que se formen, puede ser ovogénesis o espermatogénesis. espermatogénesis es La espermatogénesis  es el proceso de formación de espermatozoides por meiosis en las gónadas (órganos especializados conocidos que en los machos se denominan testículos). Al término de la meiosis, las células se diferencian transformándose en espermatozoides. ovogénesis es La ovogénesis  es el proceso de formación de un óvulo por meiosis en las gónadas femeninas u ovarios. Diferencias entre espermatogénesis y ovogénesis. espermatogénesis,, las cuatro células derivadas de la meiosis se Debe destacarse que si bien en la espermatogénesis diferencian en espermatozoides, durante la ovogénesis ovogénesis el  el citoplasma y orgánulos van a una a una

célula más grande: el óvulo y las otras tres (llamadas glóbulos polares) no desarrollan. En humanos, en el caso de las gónadas masculinas se producen cerca de 200,000,000 espermatozoides espermatoz oides por día, mientras que las femeninas producen generalmente un óvulo mensual durante el ciclo menstrual. 175 BLOQUE V

 

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¿Qué benefcios tiene los avances en el campo de reproducción celular en la

vida cotidiana? ¿Cómo impactan a nuestra sociedad?

ACTIVIDAD 10

De manera individual realiza una consulta documental sobre los avances e implicaciones del conocimiento sobre reproducción celular y sus aplicaciones. Elabora un organizador gráco de información en tu cuaderno u hojas blancas, en el que se integren los puntos relevantes que sustentan los tipos de reproducción celular y de los organismos, así como los avances y las implicaciones de la ciencia y la tecnología en tu comunidad, estado o país, incluyendo el impacto social. Comenta con tus compañeros tu reexión al respecto, escuchando con respeto y atención los comentarios de los demás y la retroalimentación del profesor. Puedes realizar la consulta en libros o artículos recomendados por tu profesor o en páginas Web como las siguientes: Células madre: Entre la esperanza y la controversia: http://www http://www.sindioses.org/socie .sindioses.org/sociedad/stemcell.html dad/stemcell.html

Consiguen simular la división celular con el superordenador del Virginia Tech: http://www.tendencias21.net/ http://www .tendencias21.net/Consiguen-simular Consiguen-simular-la-division-celular -la-division-celular-con-el-superor -con-el-superordenador-del-V denador-del-Virginia-T irginia-Tech_a1378.html ech_a1378.html

Material genético y reproducción celular: http://biologiasegungolgix.blogspot.com http://biologiasegu ngolgix.blogspot.com/2008/01/material/2008/01/material-genetico-y-repro genetico-y-reproduccin-celular duccin-celular.html .html

Grupo de Investigación Control de la División Celular: http://www.guiadeprensa.com http://www .guiadeprensa.com/directorio/zindexs3 /directorio/zindexs3empresa.php?id=3 empresa.php?id=3100 100