20101 - BIOLOGÍA CARMEN EUGENIA PIÑA LÓPEZ Directora

Transcripción

20101 - BIOLOGÍA
CARMEN EUGENIA PIÑA LÓPEZ
Directora Nacional
FEDRA LORENA ORTIZ
Acreditadora
BOGOTA
Julio de 2011
__________________
1
MSc. Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición
Animal Sostenible; Especialista en Informática y Multimedia.
Aspectos de Propiedad Intelectual y Versionamiento
El presente módulo fue diseñado en el año 2005 por Carmen Eugenia Piña López,
MSc. Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición
Animal Sostenible; Especialista en Informática y Multimedia. Docente de la UNAD
desde 1986
El presente módulo ha tenido tres actualizaciones durante los cuales se han
realizado mejoramientos académico-pedagógicos en los siguientes aspectos:
1. Mejoramiento en áreas temáticas
Incorporación de contenidos de biotecnología, profundización en área de ecología
y ampliación de vínculos hipertextuales para actualización disciplinar según el
estado del arte y experiencias didácticas con objetos virtuales.
2. Mejoramiento didáctico
Adecuación de unidades para manejo mediante el sistema de créditos con el
tiempo regulado para 3 créditos académicos.
Realización de curso hipermedia tanto para el contenido teórico como para el
desarrollo de laboratorios con estrategias de aprendizaje por fases de
reconocimiento, profundización y transferencia.
El material explicita la estrategia pedagógica mediante un protocolo académico y
una guía de actividades en concordancia con los parámetros institucionales y el
Proyecto Académico Pedagógico.
Incorporación de Objetos Vitrtuales de Aprendizaje OVAs, realizados por la autora
y por los tutores de la red de Biología
3. Mejoramiento académico-pedagógico
La organización sistemática de actividades de aprendizaje, por fases de
reconocimiento, profundización y transferencia, está orientada a propiciar la
investigación formativa y la resolución de problemas del entorno del estudiante,
aspecto que propicia la articulación con proyectos interdisciplinarios, para generar
campos de desarrollo académico en las regiones, como estrategia para fortalecer
la comunidad académica.
4. Avance cognitivo-pedagógico mediante el aprovechamiento de las TIC
Los estudiantes encuentran en el manejo hipertextual del curso virtual de biología,
oportunidades para establecer una relación personalizada con el conocimiento, de
acuerdo con su propio tipo cognitivo, su ritmo de autoaprendizaje, el desarrollo de
competencias de autocontrol y autorregulación del estudio, el aprovechamiento de
objetos virtuales de aprendizaje que aportan una riqueza explicativa difícil de
conseguir en tutorías presenciales, opciones selectas de navegación por fuentes
de consulta que renuevan permanentemente el estado del arte en las temáticas
del curso, y la orientación para un futuro desempeño profesional sobre los vínculos
posibles y más pertinentes con la comunidad académica nacional e internacional
en la disciplina.
CONTENIDO
Introducción
Justificación
Contexto
Esquema Organización Epistemológica
Avances Internacionales
Unidad 1. Los Seres vivos
Introducción
Capítulo 1. Origen y características de los seres vivos
Lección 1. El comienzo de la vida
Lección 2. Experimento de Miller
Lección 3. Evolución celular
Lección 4. Estructura y función de los seres vivos
Lección 5. Descripción características
Capítulo 2. Niveles de organización de la vida
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33
Lección 6. La célula – Historia, Teoría celular, Microscopía
38
Lección 7. Estructura y función de células procariotas
Lección 8.Estructura y función de células eucariotas
Lección 9. Procesos Celulares
Lección 10.División celular-Mitosis y Meiosis
Capítulo 3. Organismos Pluricelulares y Unicelulares
Lección 11. Tejidos animales
Lección 12. Tejidos vegetales
42
57
74
79
Lección 13. Estructura y Funciones Animales
98
Lección 14. Estructura y Funciones Vegetales
Lección 15. Los Microorganismos
133
148
Unidad 2. Diversidad de la vida
Capítulo 4. Sistemática
Lección 16. Introducción
Lección 17. Taxonomía y sistemas de clasificación
Lección 18. Categorías supraespecíficas y claves
Lección 19. Concepto de especie
Lección 20. Nomenclatura
181
182
183
186
188
Capítulo 5. La información genética
Lección 21. Información Genética Cromosomas , genotipo,
fenotipo
90
95
205
Lección 22. Genes y alelos
Lección 23. Leyes de Mendel
Lección 24. Aplicación de las leyes de Mendel
Lección 25.Síntesis de proteínas
Capítulo 6. Biotecnología
Lección 26.Conocimientos básicos
Lección 27.Los pasos de la Ingeniería Genética
Lección 28. Herramientas básicas de la ingeniería genética
Lección 29. Transferencia de genes
Lección 30.Desafíos tecnológicos
Unidad 3. Interacciones de la vida
Capítulo 7. Ecología
Lección 31. Conceptos Básicos
Lección 32. Los ecosistemas como unidad de estudio
206
210
212
217
225
227
229
234
237
239
241
Lección 33. Tipos de ecosistemas
246
Lección 34. Relaciones alimentarias, redes Tróficas
247
Lección 35. Ciclos de la materia y flujo de energía
247
Capítulo 8. Productividad Ecológica
Lección 36. Productividad de los ecosostemas. Interacciones entre los factores
bióticos y abióticos
249
Lección 37.Relaciones entre individuos
252
Lección 38. Aplicaciones para la conservación de la biodiversidad
257
Lección 39. Pensamiento sistémico y desarrollo sustentable
Lección 40. Pensamiento agroecológico
Capítulo 9. Evolució
41. Conceptos Básico
42. Teoría Lamarkiana de la evolución
43. Teoría Darwinista de la Evolución
44. Teoría Neodarwinista de la evolución
45. Evolución del hombre
259
262
288
288
288
290
291
INDICE DE FIGURA S
Figura 1 Esquema epistemológico para curso virtual de biología
Figura 2 Claves de la Unidad 1 Los Seres Vivos
Figura 3 Origen de la vida
Figura 4 Experimento de Miller
Figura 5 Evolución Celular
Figura 6 Etapas evolutivas de la célula procariota primitiva
Figura 7 Proceso evolutivo planteado por la teoría endosimbiótica
Figura 8 Reproducción
Figura 9 Adaptaciones
Figura 10 El Microscopio y sus partes
Figura 11 Objetivos
Figura 12 Ocular
Figura 13 Platina
Figura 14 Condensador y Diafragma
Figura 15 Tornillos Macrométrico y Micrométrico
Figura 16 Poder de Aumento
Figura 17 Poder de Penetración
Figura 18 Poder de Resolución
Figura 19 Objetivo donde se visualiza el aumento y la apertura numérica
Figura 20 Distancia Focal
Figura 22 Formación de la imagen invertida
Figura 23 Refracción de la Luz
Figura 24 Corrección de la refracción de la Luz
Figura 25 Campo de visión
Figura 26 montaje de papel milimetrado
Figura 27 Papel milimetrado con aumento de 4X
Figura 28 Comparición Célula Procarita y Célula Eucariota
Figura 29 Esquema de una célula Procariota
Figura 30 Célula Eucariota Animal
Figura 31 Célula Eucariota Vegetal
Figura 32 Membrana Plasmática
Figura 33 Eritocitos
Figura 34 El Núcleo
Figura 35 El Cromosoma
Figura 36 El Retículo Endoplasmático
Figura 37 El Ribososma
Figura 38 La Mitocondria
Figura 39 Aparato de Golgi
Figura 40 Centriolos
Figura 41 Cloroplasto
Figura 42 Ilustraciones comparativas de interfase
Figura 43 Ilustraciones comparativas de profase
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81
Figura 44 Ilustraciones comparativas de metafase
Figura 45 Ilustraciones comparativas de anafase
Figura 46 Ilustraciones comparativas de telofase
Figura 47 Célula animal en Interfase en meiosis I
Figura 48 Profase I a
Figura 49 Profase I b
Figura 50 Esquema con representación de cromosomas con alelos para
un carácter
Figura 51 Esquema con representación de entrecruzamiento de
cromosomas no hermanos
Figura 52 Esquema con representación de cromosomas no hermanos
en sinapsis
Figura 53 Profase I c Formación de tétradas en la profase l
Figura 54 Metafase I
Figura 55 Anafase I
Figura 56 Telofase I
Figura 57 Citoscinesis
Figura 58 Profase II
Figura 59 Metafase II
Figura 60 Anafase II
Figura 61 Telofase II
Figura 62 Citocinesis II
Figura 63 Tejido Epitelial de Revestimiento
Figura 64 Tejido Epitelial Glandular
Figura 65 Tejido Conjuntivo
Figura 66 Tejido cartilaginoso
Figura 67 Tejido Nervioso
Figura 68 Tejido Muscular Liso
Figura 69 Tejido Muscular Estriado
Figura 70 Tejido muscular Cardiaco
Figura 71 Tejido meristemático en mitosis de cebolla
Figura 72 Tejido epidermal de bulbo de cebolla
Figura 73 Tejido epidermal con estomas
Figura 74 Tejido epidermal y parenquimático en hoja de Elodea
Figura 75 Tejido parenquimático en corte de papa
Figura 76 Xilema
Figura 77 Colénquima
Figura 78 Representación de la boca
Figura 79 Representación del sistema digestivo
82
83
83
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85
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Figura
Figura
Figura
Figura
100
102
104
105
80 Representación de los esfínteres cardias y piloro
81 Representación del sistema circulatorio
82 Representación del corazón
83 Representación de los principales vasos del corazón
86
87
87
87
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98
98
100
100
Figura 84 Representación del funcionamiento del corazón
Figura 85 Aparato Respiratorio
Figura 86 Representación del alvéolo pulmonar rodeado de capilares
Figura 87 Representación del intercambio de gases en el alvéolo
pulmonar
Figura 88 Representación del sistema renal
Figura 89 La Nefrona
Figura 90 Aparato Reproductor masculino
Figura 91 Aparato reproductor femenino
Figura 92 Sistema Nervioso Central
Figura 93 Encéfalo
Figura 94 La Neurona
Figura 95 Generalidades del sitema sensoriales
Figura 96 Organo de la visión
Figura 97 Órganos anexos de la visión
Figura 98 Organo de la audición
Figura 99 Glándulas endocrinas
Figura 100 Partes de la raíz
Figura 101 Maduración de la raíz
Figura 102 Raices adventicias
Figura 103 Raiz napiforme
Figura 104 Estructura del tallo
Figura 105 Estructura de la hoja
Figura 106 Hojas según su forma
Figura 107 La flor
Figura 108 Microfotografía de Adenovirus
Figura 109 Representación esquemática de un virus bacteriófago
Figura 110 Representación esquemática de bacteriófago infectando una
bacteria
Figura 111 Esquema explicativo poder infectivo de los Priones
Figura 112 Representación esquemática de una bacteria
Figura 113 Representación reproducción de una bacteria
Figura 114 Caracteristica del paramecio
Figura 115 Entamoeba histolítica
Figura 116 Paramecium
Figura 117 Tripanosomas en sangre
Figura 118 Plasmodio falciparum
Figura 119 Alga Closterium
Figura 120 Alga Spirogyra
Figura 121 hongo del tomate
Figura 122 Sistemas de clasificación por Robert Whittaker
Figura 123 Sisitema de clasificación de los seres vivos De Carl Woese
Figura 124 Categorías supraespecíficas
Figura 125 Determinación de grupo monofilético por ancestro común
Figura 126 Cladograma mostrando relaciones evolutivas
108
112
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114
114
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182
184
189
192
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
127 Divergencia de antecesor común
128 Estructura del ADN
129 replicación del ADN
130 Estrutura del gen
131 Primera ley de Mendel
Figura 132 Segunda ley de Mendel
Figura 133 Retrocruzamiento
Figura 134 Tercera Ley Mendel
Figura 135 Segunda generación filial
Figura 136 Segunda generación filial
Figura 137 Síntesis de proteína
Figura 138 Síntesis de proteína Etapa 2 y 3
Figura 139 Síntesis de proteína Etapa Terminación
Figura 140 Esquema de los ribosomas en la sístesis de proteína
Figura 141 Flujograma Ecologia
Figura 142 Flujograma Ecosistema
Figura 143 Ejemplo de cadena trófica
Figura 144 Red alimenticia
Figura 145 Pirámide de energía de una cadena trófica acuática
Figura 146 Ciclo energético del ecosistema
Figura 147 Niveles de organización en la naturaleza
193
202
203
205
211212
212
213
213
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246
255
INTRODUCCIÓN
Biología busca unir la calidad académica de los contenidos disciplinares con
posibilidades de interacción del estudiante con las fuentes hipertextuales e
hipermediales organizadas para un uso amigable y de óptimo refuerzo didáctico,
que motive una navegación entusiasta en el proceso de construcción autónoma de
los conceptos disciplinares y un proceso de interacción con las herramientas de
comunicación del curso, tales como foro, chat, correo electrónico y otros.
El curso está orientado a la autogestión estudiantil de los conocimientos teóricos
necesarios para la comprensión de la estructura y funcionamiento de los
organismos vivos en su biodiversidad como resultado evolutivo. Este conocimiento
se aborda como un insumo de transferible a futuras situaciones de desempeño
profesional y de comportamiento bioético, como un bagaje de trabajo inter y
transdisciplinar (orientado con procesos de investigación formativa) totalmente
necesario para seres que deben actuar con inteligencia en su medio ambiente, o
sea en su base material y cultural de supervivencia como especie.
En otros aspectos, se puede decir que la apropiación teórica del conocimiento en
biología, se guiará por el cuerpo disciplinar que maneja la comunidad académica
internacional (ver estado del arte), identificando, seleccionando y organizando de
manera pedagógica unos contenidos básicos fundamentales, totalmente
necesarios para aprehender los conocimientos estructurales de la disciplina, de los
cuales se deriva el resto de conocimientos del área biológica y sus aplicaciones.
El componente práctico se desarrollará mediante laboratorios previamente
apoyados en vídeos didácticos introductorios y se complementará con
observaciones de campo.
Para efectos de precisión de conceptos el estudioso puede apoyarse en el
glosario, espacio que además de definiciones importantes, agrupa respuestas a
preguntas enviadas por los estudiosos en busca de una mayor aclaración. El
objetivo es trabajar en red colaborativa de tutores y estudiosos para enriquecer
este banco de definiciones y de respuestas a preguntas frecuentes.
¡Bienvenidos!
Carmen Eugenia Piña López (Autora)
Justificación
Todo profesional del campo de las ciencias naturales y con disciplinas que
requieren la competencia de pensamiento sistémico o complejo, como es el caso
de profesionales relacionados con los programas que oferta la UNAD en:
Ingeniería de Alimentos, Ciencias Agrarias, Psicología o Regencia en Farmacia,
no podrá desarrollar innovaciones y mejoramientos en su campo profesional si no
comprende los principios básicos del funcionamiento de la vida al interior de los
organismos, y en el desarrollo de sus relaciones con el medio ambiente y con
otros seres vivos macro o microscópicos.
Igualmente, sería imposible desarrollar procesos de investigación en las anteriores
áreas, sin comprender las leyes biológicas, para plantear hipótesis lógicas y
científicamente probables. Muchos de los problemas a los que da solución la
Biología tienen una innegable repercusión en el mejoramiento de las condiciones
de vida: producción de alimentos, salud, producción animal, agricultura entre otros.
El curso es de tipo metodológico ya que la apropiación dinámica del conocimiento
en biología, se guiará por el cuerpo disciplinar que maneja la comunidad
académica internacional, identificando, seleccionando y organizando de manera
pedagógica unos contenidos básicos fundamentales, totalmente necesarios para
aprehender los conocimientos estructurales de la disciplina, de los cuales se
deriva el resto de conocimientos del área biológica y sus aplicaciones. El
componente práctico se desarrollará mediante laboratorios previamente apoyados
en vídeos didácticos introductorios y se complementará con observaciones de
campo
En el estudio de la biología hay ciertos procesos como la meiosis, la síntesis y
transferencia de componentes a nivel genético, el proceso de replicación del ADN,
el funcionamiento de sistemas orgánicos, etc., que normalmente presentan cierta
dificultad para su comprensión por parte del estudiante. El presente curso aporta
soluciones didácticas mediante presentaciones hipermedia, que facilitan la
comprensión y la resignificación de esta clase de procesos para una integración
cognitiva de mayor calidad.
La estrategia pedagógica del curso hará énfasis en el desarrollo de competencias
básicas, complejas, y transversales, en operaciones metacognitivas, en las
actualizaciones, transformaciones, modificaciones o desplazamiento de los
conocimientos previos a través del desarrollo de actividades situaciones y
actuaciones de aprendizaje que involucran las fases de reconocimiento,
(conocimientos y experiencias previas), profundización (manejo de conceptos y
teorías) y transferencia (aplicación del conocimiento a la solución de problemas
reales) planificadas en la guía de actividades, además del desarrollo de ciertas
habilidades de desempeño profesional importantes para la práctica profesional,
incluyendo capacidades investigativas.
El desarrollo de las actividades serán evaluadas en forma cualitativa
(autoevaluación y coevaluación) y en forma cuantitativa (heteroevaluación
sumativa). Este desarrollo permitirá en el estudiante un desarrollo secuencial y
coherente en la construcción de esquemas conceptuales como aplicación de la
epistemología de la biología y que además aporte una base suficiente de
conocimiento para la comprensión eficiente y efectiva de las disciplinas
correlacionadas en el programa académico
Contexto Teórico
La biología es una disciplina de las ciencias naturales que permite la comprensión
de la manifestación de la vida y su evolución a través de las diferentes especies,
hasta generar relaciones interespecíficas de sinergia o de depredación, que en el
caso de la sociedad humana derivan contemporáneamente en sistemas de
explotación o de aprovechamiento racional de los recursos de biodiversidad según
se tenga un criterio simplemente utilitarista o un criterio bioético respectivamente.
Los nexos entre la ciencia natural de la biología y el campo disciplinar general de
las ciencias biológicas, surgen a partir de la construcción de los conceptos y
taxonomías básicas de los seres vivos, las cuales se retoman de manera
especializada en campos disciplinares de profundización. Por ejemplo, la genética,
la cual a su vez se profundiza después mediante líneas especializadas de
genética microbiana, genética humana, genética animal, genética vegetal, etc.
El cuerpo de conocimiento disciplinar en el curso de biología tiene una
organización epistemológica específica que se sintetiza en la grafica “Esquema
epistemológico para curso virtual de biología” la cual permite visualizar una lógica
pedagógica para la secuenciación de construcciones conceptuales en el proceso
de aprendizaje autónomo, interrelacionando los aspectos de estructura y función,
a nivel organísmico, celular, de sistemas y de ecosistemas.
Organización Epistemológica
Figura 1. Esquema epistemológico para curso virtual de biología
Fuente Carmen Eugenia Piña L
El cuerpo de conocimiento disciplinar en el curso de biología tiene una
organización epistemológica específica que se sintetiza en la Figura 2
Avances Internacionales en los contenidos disciplinares de Biología
Los avances internacionales se dan en dos aspectos:
a) Disciplinares:
Avances en el conocimiento del genoma y de las tecnologías de transmisión de
información genética (biotecnologías), los cuales permiten mejorar la calidad de
los contenidos de los hipertextos que se entregan al estudiante.
Avances en el aporte de técnicas biológicas de diagnóstico ambiental, por
ejemplo, mediante el análisis de la composición atmosférica primigenia de la tierra,
gracias al apoyo de instrumentos más sofisticados (incluyendo sensores remotos y
extracción de muestras de capas submarinas profundas o de capas profundas de
los polos), con lo cual se puede precisar la explicación teórica sobre el origen o el
comienzo de la vida en la tierra, en el currículo de biología que se maneja en el
curso virtual.
Avances en la comprensión del comportamiento animal, desde el aporte de varias
disciplinas (neurobiología, psicología animal, morfofisiología animal, etc), con lo
cual se clarifican aspectos del estudio evolutivo y de las interrelaciones
ecosistémicas.
Avances en la investigación sobre células madre:
http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/2004/06/investigacincon-clulas-madre-para.htm Investigación de células madre aplicadas al transplante
de órganos
http://www.bionetonline.org/castellano/Content/sc_cont1.htm Conceptos básicos
sobre células madre
http://www.healthfinder.gov/espanol/ Ultimas noticias en temas de salud
http://stemcells.nih.gov/info/basics/ Introducción a diversos aspectos de las células
madre y su aplicación a la investigación
b) Didáctica infovirtual de la biología:
Actualmente hay disponibles en internet objetos virtuales de aprendizaje
interactivo e hipermedia con animaciones, todos los cuales permiten mejorar la
calidad pedagógica de los materiales accesibles desde el aula virtual de biología
en el curso a mi cargo.
2.- Incorporación curricular del estado de arte
El estado del arte se rastrea por ejemplo en los journals especializados de las
diversas temáticas disciplinares de la biología, pero en general, el avance
fundamental nace de la biología molecular en el estudio genético y de las
proteínas. Esta información actualizada se vierte con la dosificación pedagógica
apropiada en el curso virtual de biología.
3.- Criterios de calidad del curso
El curso de biología se desarrolla con aplicación de un protocolo académico y de
una guía académica que garantizan el cumplimiento de los requisitos de calidad
planteados en el decreto 2566 sobre condiciones para acreditación de los
programas, incluyendo por ejemplo el caso específico de los créditos académicos
como parámetro para la, gestión de tiempos de aprendizaje independiente y con
acompañamiento docente, más la optimización disciplinar mediante la
actualización de los contenidos y la interacción con redes de comunidades
académicas especializadas en la disciplina.
4.- Aplicación de las TIC en el curso
El empleo de las TIC se evidencia en el uso de herramientas de aula virtual, para
comunicación o interacción dialógica, estudio, cognición y evaluación. El curso de
biología está incorporando estos avances de manera adaptada al modelo
pedagógico institucional. El campus virtual incluirá además la construcción y
fortalecimiento de la red académica de docentes de biología a nivel de todos los
CEAD y la interacción con académicos internacionales y nacionales del campo de
las ciencias biológicas.
5. Comunidades de aprendizaje autónomo:
El aprendizaje virtual incluye y facilita el trabajo colaborativo de grupos de
estudiantes a quienes se les pueden asignar en procesos participativos de
decisión, tareas contextualizadas para el abordaje de problemas teórico-prácticos
de la biología, conectados con realidades ambientales del entorno del estudiante.
6. Referencias internacionales:
Direcciones de cursos de biología por parte de universidades internacionalmente
acreditadas por la excelencia de sus comunidades académicas en biología, lo cual
se transparenta en la calidad de sus materiales hipertextuales y en la organización
de sus líneas de investigación.
Links a Journals
http://www.wmaker.net/tendencias/index.php Revista electrónica de actualización
permanente, indexada, de la Universidad Complutense de Madrid, en esta
dirección se puede suscribir gratuitamente a la revista.
Ecosistemas Revista científica y técnica de ecología y medio ambiente
Encuentros en la Biología: Revista científica Edición para Internet de la revista
Encuentros en la Biología, editada en la Facultad de Ciencias de la Universidad de
Málaga ISSN 1134-8496
Sociedad Española de Etología: Difunde los conocimientos etológicos a través de
publicaciones, congresos, charlas, y docencia de la Etología en los diversos
planes de estudio.
Introducción
UNIDAD 1. LOS SERES VIVOS
La unidad introduce al estudiante en el desarrollo histórico
de la disciplina y en la definición de la vida como aspecto
diferencial respecto a los seres inertes, basado en un patrón
de autopoiesis como expresión del fenómeno sistémico de la
vida.
Analiza la estructura, función y sistemática de los seres
vivientes en sus diferentes niveles de organización:
molecular, celular, tisular, organístico, sistémico y de
especie.
Justificación
Competencias
Presenta los modelos funcionales de microorganismos,
organismos vegetales y animales y la forma de identificarlos
con aplicación de una taxonomía científica
La comprensión biológica de los fenómenos de la vida exige
comprender la estructura y función de los seres vivos, sus
niveles de organización para interpretar las características
de las especies biológicas y la forma racional de
relacionarnos con ellas.
1. El estudiante explica los fundamentos que plantean el
origen de la vida
2. El estudiante interpreta la teoría celular y los procesos
celulares y de división celular
3. El estudiante analiza y argumenta las relaciones entre
estructura y función de cada órgano.
4. El estudiante identifica las relaciones y las diferencias
entre macroorganismos y microorganismos
Propósito
Contribuir a la comprensión del estudiante sobre la
organización de la vida en la biosfera mediante el estudio
sistemático de las características de los organismos vivos,
su estructura, función y diversidad
Objetivos
1. Que el estudiante identifique y describa las características
de la vida
2. Que el estudiante identifique los niveles de organización
de los seres vivos, sus estructuras y funciones.
3. Que el estudiante identifique las relaciones y las
diferencias entre macroorganismos y microorganismos.
Metas
El estudiante presentará y sustentará en su portafolio de
desempeño personal a partir de las actividades de
autoaprendizaje individual y colaborativo señaladas en la
guía de actividades de la unidad. Para el caso de las
Sistema de
interactividades
Sistema de
evaluación
actividades de la fase de transferencia, los trabajos deben
reflejar la visión crítica del estudiante
El curso cuenta con una programación académica de
conocimiento previo para el estudiante, con el fin de que
planifique y coordine el aprovechamiento de opciones de
interacción sincrónica y asincrónica con el tutor, para
alcanzar con excelencia los logros o metas de
autoaprendizaje planteados.
La relación estudiante-estudiante, es un proceso
colaborativo de socialización de logros cognitivos reforzados
por actividades grupales.
La evaluación se concibe como un proceso continuo
orientado a verificar las competencias logradas en
concordancia con los objetivos del curso académico de
Biología.
Autoevaluación: La realiza el estudiante al inicio y al final
de cada fase de aprendizaje con el fin de identificar las
debilidades o vacíos cognitivos, como sus logros o dominios
en el abordaje de la biología.
Coevaluación: Es un proceso de trabajo colaborativo de los
estudiantes en el cual socializan el resultado de sus
construcciones personales de conocimiento y reciben la
realimentación de sus compañeros, sustentan sus puntos de
vista, asimilan nuevos enfoques y ajustan sus
planteamientos con el enriquecimiento conceptual logrado
en el dialogo de saberes.
Heteroevaluación: Es una evaluación sumativa coordinada
a nivel nacional en cuanto a fechas y contenidos, además de
la revisión y realimentación por parte del tutor sobre las
construcciones cognitivas registradas sistemáticamente en el
portafolio de desempeño personal (PDP).
Recursos
Tecnológicos
Capítulo 1. Origen y
caracteristicas de los
seres vivos
Lección 1. El comienzo
de la vida
Lección 2.
Experimento de Miller
Lección 3. La
evolución celular
Lección 4. Descripción
y características de los
seres vivos
Lección 5. Estructura y
función de los seres
vivos
Capítulo 2: Niveles
de organización de la
vida
Lección 6. Historia
Teoría Celular y
Microscopía
Las actividades están centradas en el estudiante como
autogestor de los procesos de aprendizaje, por lo cual se
establece una sinergia de medios y mediaciones el
estudiante aprovechará:
 El computador como herramienta informática para
estudio con CD ROM, con informaciones visuales, auditivas
y de texto escrito.
 El computador como canal electrónico hacia links
hipertextuales en ambientes virtuales de autoaprendizaje,
útiles para gestión de conocimiento actualizado.
 Sistemas y plataforma tecnológica institucional para
videoconferencias y audioconferencias.
 Protocolo académico, guía de actividades de aprendizaje,
módulo, fuentes hipertextuales de consulta, para estudio
temático y orientación pedagógica.
 Programación de eventos de socialización y trabajo
colaborativo y sesiones de asesoría.
 Eventos de prácticas de laboratorio de carácter
obligatorio en el curso.
 Interacciones programadas en aula virtual.
 Simulación de microscopía óptica
La explicación se basa en el análisis de eventos en la línea
del tiempo evolutivo desde el origen de las primeras
arqueobacterias hasta la biodiversidad actual, con los
elementos que caracterizan a los seres vivos
Se analizan las diversas teorías sobre el origen de la vida,
para que el estudiante reflexione y asuma una posición
científica al respecto.
Miller demuestra la teoría de Oparin al reproducir en el
laboratorio la atmosfera primitiva para explicar el origen de la
vida
La comprensión de la evolución celular es la primera base
para entender la biodiversidad actual.
Diferenciar los seres vivos de los seres inertes, permite
comprender mejor en qué consiste el fenómeno de la vida y
cuáles aspectos se deben asegurar para mantenerla
La comprensión de un organismo vivo, parte del análisis de
sus componentes dinámicamente articulados en sus
aspectos anatomo-fisiológicos.
Hay que conocer la célula como unidad estructural de los
seres vivos y la forma especializada en que se agrupan las
células conformando tejidos para funciones específicas, con
el fin de analizar mejor la organización biológica.
La teoría celular aporta los conocimientos claves para
entender la unidad vital de los organismos. Los procesos
celulares de construcción y de eliminación permiten aclarar
los aspectos básicos del funcionamiento en los organismos
vivos. El microscopo óptico permite identificar la estructura
de la célula para comprender mejor la teoría celular.
Lección 7. Estructura y El conocimiento de la estructura y función en los diferentes
función en procariotas tipos de célula permite comprender mejor el por qué de las
diferencias entre los dominios y reinos de la vida.
Lección 8. Estructura y Cada organelo celular cumple funciones muy importantes y
función en eucariotas el análisis de sus roles en el funcionamiento integral de la
célula permite comprender mejor los fenómenos de la vida
Lección 9. Procesos
Los procesos de metabolismo, anabolismo y catabolismo,
Celulares
explican la mayor parte de la dinámica observable en los
seres vivos.
Lección 10. División
Esta lección aclara la comprensión del crecimiento mediante
celular-Mitosis
el estudio de la división celular y la organización de las
nuevas células en tejidos. La comprensión del mecanismo
de reproducción sexual en las células, mediante las fases de
la meiosis, aporta la fundamentación esencial la
reproducción biológica en general
Capítulo 3
Este capítulo Identifica las estructuras, funciones y
Organismos
relaciones y las diferencias entre macroorganismos y
Pluricelulares y
microorganismos
Unicelulares
Lección 11. Tejidos
El estudio de la estructura y funciones de los tejidos
animales
animales permite comprender a fondo la organización animal
Lección 12. Tejidos
El estudio de la estructura y funciones de los tejidos
Vegetales
vegetales permite comprender a fondo la organización de las
plantas
Lección 13. Estructura Presenta la estructura y función de los diferentes órganos y
y Funciones Animales sistemas animales
Lección 14. Estructura Presenta la estructura y función de los diferentes órganos y
y Funciones Vegetales sistemas vegetales
Lección 15. Los
Presenta los modelos funcionales de microorganismos,
Microorganismos
organismos vegetales y animales y la forma de identificarlos
con aplicación de una taxonomía científica. Es necesario
entender los microorganismos para solucionar problemas de
salud, problemas industriales y problemas de contaminación
UNIDAD 1 SERES VIVOS
Capítulo 1 Origen y características
Actividad de reconocimiento
En la siguiente dirección encontrará un crucigrama para que usted se autoevalúe
sobre los conceptos básicos y previos que debe poseer para comenzar el proceso de
estudio y el desarrollo de las actividades posteriores de la unidad 1 de una manera
óptima.
http://www.freewebs.com/martavinasco/biologia/BIO_CRUCIGRAMA_GLOSARIO.
htm
Lección 1 El comienzo de la vida
Según los cálculos más modernos, la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años y un millón de años
después aparecería la vida. En 1924, el bioquímico Alexander Oparin formuló su
hipótesis sobre el origen de la vida a partir moléculas inorgánicas que se
encontraban en una atmósfera gaseosa, carente de oxígeno y sin capa de ozono
que filtrara los rayos ultravioletas.
Figura 3 Origen de la vida.
Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.
La energía de descargas eléctricas producidas durante grandes tormentas o la
radiación ultravioleta facilitó la unión de las moléculas inorgánicas de la atmósfera
primitiva como: dióxido de carbono CO2, metano CH4, hidrógeno H2, nitrógeno N2,
ácido clorhídrico HCl, sulfuro de hidrógeno, H2S, amoníaco NH3 y vapor de agua
para formar aminoácidos, azúcares, ácidos grasos y nucleótidos . Estas moléculas
orgánicas simples a su vez sintetizaron proteínas y ácidos nucleicos. Las lluvias
llevaron las moléculas orgánicas a los mares y lagos, donde se concentraron y
formaron lo que se denominó una sopa primitiva.
Dentro de esta sopa primitiva pequeñas gotas de material lipídico fueron rodeadas
por agrupaciones de moléculas orgánicas. Eventualmente las gotas de lípidos
pudieron incorporar a su estructura nuevos materiales de las moléculas orgánicas
que las rodeaban, con un proceso simultáneo de liberación de la energía
almacenada en las moléculas orgánicas. La repetición de este proceso permitió un
crecimiento de las agrupaciones moleculares que al separarse de la solución
acuosa formaron coacervados que alcanzaban cierta estabilidad para generar
procesos metabólicos simples, crecer y reproducirse formando coacervados hijos
que a veces conservaban las propiedades químicas de su progenitor, lo cual
prefiguró un rudimento de herencia, que permite hablar de un modelo para el inicio
de la vida.
Oparin estudió la acción de selección natural sobre gotas de coacervados que
consiguieron captar del medio los catalizadores adecuados para llevar a cabo
procesos metabólicos que aseguraran estabilidad, crecimiento, reproducción y
predominio sobre las demás. Estos procesos serían la base para la formación de
células ancestrales y posteriormente de organismos más complejos. La
comunidad científica de entonces ignoró sus ideas.
Actividad de Profundización
La lección anterior sobre el comienzo de la vida permite concluir que: la
capacidad de la materia del cosmos primigenio para generar reacciones
conducentes a la formación de moléculas orgánicas, aprovechó condiciones
aptas en la tierra para dar origen a la vida, lo cual es planteado
A. En las dos teorías la de Oparín y la del meteorito Murchison
B. Solo por la teoría del meteorito Murchison
C. Solo por el experimento de Miller.
D. Solo por la teoría de Oparín
Actividad de Transferencia
Existen varias teorías para explicar el origen de la vida. Estas teorías han sido explicadas
en diferentes épocas de acuerdo con el conocimiento existente en cada una de ellas.
Elabore un esquema en orden cronológico con cada una de las teorías sobre el origen de la
vida y la explicación y las aportaciones a la actual teoría. Según su criterio la actual teoría
sobre el origen de la vida ya está terminada o va a cambiar explique por qué?
Lección 2 Experimento de Miller
Actividad de Reconocimiento
Observe la siguiente animación Animación , redacte un párrafo donde explique con
sus palabras en qué consistió el experimento de Miller. Luego compruebe sus aciertos
leyendo el texto y observando el video correspondientes a la lección 2
En 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, probó la
hipótesis de Oparin. Stanley Miller demostró en el laboratorio, utilizando un
aparato diseñado por él, los mecanismos por los cuales los rayos producidos por
descargas eléctricas pudieron afectar la atmósfera terrestre primitiva y a partir de
la combinación de elementos inorgánicos la posibilidad de formar los precursores
de sustancias orgánicas. Para ello en un recipiente de cristal diseñado para
simular las condiciones de los océanos y mares primitivos sometió a descargas
eléctricas una mezcla de gases con composición parecida a la de la atmósfera
terrestre primitiva (CH4, NH3, H2, N2 y vapor de agua). Luego la mezcla fue
enfriada y condensada. El resultado fue la formación de una serie de moléculas
orgánicas como aminoácidos y otros componentes orgánicos. La siguiente etapa
de formación de vida fue la síntesis abiótica de polímeros orgánicos con la
formación de proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos
En la actualidad, es de alta resonancia internacional una teoría aparentemente
"contendiente" desarrollada por un grupo de científicos del departamento de
biología de la Universidad Estatal de California, Fresno, quienes están realizando
investigaciones con el meteorito Murchison (que se cree formó parte de un
cometa) el cual contiene algunos aminoácidos similares a los obtenidos por Miller.
Se plantean entonces dos posibles orígenes de las primeras moléculas orgánicas
que dieron inicio a la evolución de la vida en la tierra: un origen endógeno
terrestre, al estilo del experimento de Miller, y un origen extraterrestre, aportado
por los meteoritos tipo Murchison. Otra opción sería que estos dos mecanismos
coexistieron y se complementaron. En todo caso, cualquiera de las dos teorías
permite concluir positivamente sobre la capacidad de la materia del cosmos
primigenio para generar reacciones conducentes a la formación de moléculas
orgánicas, las cuales encontraron en la tierra condiciones aptas para dar origen a
la vida.
Para saber más
Ver video en esta dirección:
http://www.youtube.com/watch?v=w9kiP7knmdg&feature=player_embedded
Figura 4. Experimento de Miller.
1. Agua 2. Calor 3. Vapor de agua 4. Entrada de gases. 5. Matraz con mezcla de gases simulando
atmósfera 6. Descargas eléctricas (electrodos de tungsteno) 7. Condensador de agua
(enfriamiento) 8. Erlemeyer con moléculas orgánicas.
1. El primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida fue
propuesto por el bioquímico ruso A.I. Oparin y por el inglés J. B. Haldane, quienes
trabajaban en forma independiente. Según estos científicos, la aparición de la vida
fue precedida por un largo período de tiempo en donde ocurrió lo que a veces se
denomina evolución química. Esta teoría fue demostrada 30 años después por:
A.
Stanley Miller, simuló las condiciones que se suponía existían en la Tierra
primitiva en el laboratorio.
B. Charles Darwin en la publicación contenida en el célebre tratado de El
origen de las especies.
C. Louis Pasteur a través de la demostración de la teoría de los gérmenes.
D. Svante August Arrhenius la teoría de la disociación electrolítica la cual
explica que los compuestos químicos disueltos, se disocian en iones.
Indague sobre la atmósfera en Marte y en Venus , compárelas con la atmósfera
de la tierra y argumente si puede existir vida en estos otros planetas
Lección 3
Evolución Celular
En el siguiente mapa conceptual se resume el proceso de la evolución celular.
Utilice el mapa conceptual para responder a la siguiente pregunta:
Las células Anaerobias - Heterótrofas son aquellas que:
A. utilizan moléculas diferentes al O2 para sus procesos respiratorios y se nutren
de moléculas orgánicas
B. se nutren de materia orgánica y utilizan O2 en sus procesos respiratorios
C. no utilizan el O2 en los procesos respiratorios y no pueden sintetizar su propio
alimento
D. se nutren de materia inorgánica y utilizan O2 en sus procesos respiratorios
Luego puede comprobar su respuesta realizando la lectura evolución celular
Evolución celular -Las células primitivas
El proceso de evolución celular es un resultado paralelo de la evolución en las
condiciones de la atmósfera primitiva hacia la atmósfera actual.
Con base en el enfoque evolutivo del biólogo molecular Carl Woese, las células
primitivas para ser consideradas unidades vivientes, de alguna manera debían
contar con un mecanismo que permitiera realizar procesos de transcripción
genética. A esta célula primitiva precursora de los diversos tipos de células
vivientes, la denominó protobionte, y por ser el antepasado común de todos los
organismos genéticamente codificados, también la denominó progenota.
Con base en el proceso esquematizado en el mapa conceptual se pueden ilustrar
las etapas evolutivas de la célula procariota primitiva en el siguiente diagrama:
Figura 6: Etapas evolutivas de la célula procariota primitiva
Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L.
La teoría endosimbiótica
La teoría endosimbiótica propuesta por la científica Lynn Margulis explica el origen
de las células eucariotas a partir de la evolución de células procariotas primitivas
así: Alguna célula procariota primitiva perdió su pared celular rígida quedando
rodeada por la membrana plasmática que al presentar una estructura más flexible
fue replegándose aumentando de esta manera su superficie membranosa con el
consecuente aumento del tamaño de la célula.
Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L
A esta célula procariota de mayor tamaño y carente de pared celular se le llamó
urcariota.
De acuerdo con esta teoría, la célula urcariota por el mecanismo de fagocitosis
ingirió pero no digirió otras células procariotas de menor tamaño tipo bacteria con
las cuales estableció una relación de mutua colaboración llamada endosimbiosis vivir juntas dentro-
Una de estas asociaciones fue la que se estableció entre la célula urcariota y
algunas bacterias aerobias en donde la célula urcariota anaerobia heterótrofa
suministraba a la bacteria aerobia algunos componentes orgánicos para su
nutrición y la bacteria aerobia a su vez permitió a la urcariota utilizar el oxígeno y
realizar la respiración aerobia o metabolismo oxidativo. La estabilización evolutiva
de la ventajosa y competitiva interacción urcariota-bacteria aerobia, generó a partir
de la bacteria aerobia la estructura actual (organelo) presente como mitocondria
en las células animales y vegetales.
Otra combinación ventajosa la constituyó la incorporación de bacterias
fotosintéticas -cianobacterias- a la célula urcariota.
Igualmente la estabilización evolutiva de la ventajosa y competitiva fusión
urcariota-bacteria fotosintética, generó a partir de la bacteria fotosintética la
estructura actual (organelo) presente como cloroplasto presente en las células
vegetales.
El origen de los organelos denominados peroxisomas presentes en las células
eucariotas se cree partió de bacterias huéspedes en la célula urcariota capaces de
eliminar residuos tóxicos como el agua oxigenada. El núcleo rodeado de
membrana nuclear presente en las actuales células animales y vegetales se
generó de alguna célula del tipo arqueobacteria o Archaeabacteria, al incorporarse
en la célula hospedadora. De igual manera se piensa que la fusión de urcariotas
con bacterias como las espiroquetas dio origen a los cilios y flagelos de las células
eucariotas. Por otra parte como consecuencia de las invaginaciones de la
membrana plasmática se formaron compartimentos de doble membrana que
fueron rodeando cada tipo de bacteria origen de los organelos.
1. La teoría endosimbiótica propuesta por Lynn Margulis explica el origen de las células eucariotas
a partir de células procariotas primitivas así:
A. Una célula primitiva perdió su pared celular rígida y aumento su tamaño, a esta célula se
le llamó eucariota.
B. Por la formación invaginaciones de la membrana plasmática de la célula primitiva
C. Al aumentar el tamaño de la célula urcariota como consecuencia de la pérdida de la pared
celular
D. Se produjo una interacción evolutiva entre las urcariotas y bacterias aerobias
2. Alguna célula procariota primitiva perdió su pared celular rígida quedando rodeada por la
membrana plasmática que al presentar una estructura más flexible fue replegándose aumentando
de esta manera su superficie membranosa con el consecuente aumento del tamaño de la célula. A
esta célula se le conoce como:
A.
B.
C.
D.
Procariota
Célula animal
Urcariota
Eucariota
Ahora que ya ha leído la lección y observado las Figura s redacte un audio que explique la
siguiente animación. De clic en ANIMACION
Lección 4
Estructura y función de los seres vivos
¿En que se parecen un hombre, una vaca, una planta y una bacteria?
¿En qué se diferencian de una gota de agua o un cristal de sal?
En todos los procesos que involucren seres vivos, recursos de biodiversidad o
simulaciones como en el caso de transferencia por redes neuronales y procesos
inteligentes en general, se requiere conocer la estructura y función a nivel macro y
micro de los seres vivos, como una forma fundamental para la comprensión de la
realidad y para la gestión sostenible del entorno.
La estructura se analiza por niveles de organización que normalmente se
discriminan en genético a nivel de gen; celular células, tisular: los tejidos
resultantes del conjunto de células especializadas; el organístico donde los tejidos
conforman un órgano que desempeña una o varias funciones y sistémico como el
sistema digestivo donde un conjunto de órganos cumplen un mismo propósito o
función por ejemplo la digestión.
Un nivel superior es el de los organismos, pero la biología además de estudiarlos
individualmente los analiza también como componentes de ecosistemas y como
resultado de la evolución de las especies.
Por el lado de la función, el estudio de la biología analiza las condiciones en que
se mantienen procesos de equilibrio biológico interno y en relación con el
ambiente o sea la homeostasia y analiza sobre el particular, la dinámica de
poblaciones o sea la sinergia de los organismos para buscar su preponderancia y
sostenibilidad dentro de nichos específicos de los ecosistemas en el proceso de
evolución de las especies.
¿Qué son los seres vivos?
El pensamiento de Maturana tiene su punto central en el concepto de
"autopoiesis": (...) los seres vivos son verdaderos remolinos de producción de
componentes, por los que las sustancias que se toman del medio, o se vierten en
él, pasan participando transitoriamente en el interrumpido recambio de
componentes que determina su continuo revolver productivo. Es esta condición de
continua producción de sí mismos, a través de la continua producción de recambio
de sus componentes, lo que caracteriza a los seres vivos, y lo que se pierde en el
fenómeno de la muerte. Es a esta condición a la que me refiero al decir que los
seres vivos son sistemas autopoiéticos, y que están vivos sólo mientras están en
autopoiesis. (Biología del fenómeno social, p. 5)
Los seres vivos tienen dos "dominios operacionales": el que llamaríamos interior,
el de su "dinámica estructural", su fisiología, y el del "entorno", que se manifiesta
en unas "conductas" determinadas. Desde esta perspectiva, "la historia individual
u ontogenia de todo ser vivo transcurre, o se da, constitutivamente como una
historia de cambios estructurales que siguen un curso que se establece momento
a momento determinado por la secuencia de sus interacciones en el medio que lo
contiene" (Origen de las especies por medio de la deriva natural, p. 110).
Los sistemas vivos, todos los organismos, de los más simples a los más
complejos, "son sistemas estructuralmente determinados, y nada externo a ellos
puede especificar o determinar qué cambios estructurales experimentan en una
interacción; un agente externo, por lo tanto, puede sólo provocar en un sistema
vivo cambios estructurales determinados en su estructura" (Biología de la
experiencia estética, p. 43). Esto significa básicamente que son los organismos los
que modifican su propia estructura.
Los elementos exteriores no pueden producir modificaciones de las estructuras;
las estructuras se van modificando, pero por medio de cambios desde el interior.
No es el entorno el elemento que modifica la estructura, ya que los cambios son
cambios que provienen del interior
BIOLOGÍA DEL FENÓMENO SOCIAL [i] Humberto Maturna R.
Entrevista ecovisiones nº 6
¿Qué caracteriza son los seres inertes o componentes abióticos?
Los seres inertes se caracterizan por:
º Presentar una estructura simple de enlaces quimicos y ordenamiento
atómico, no poseen ni células,ni órganos, ni sistemas
º Carecer de metabolismo sobre materiales externos que entren en contacto.
º Mantener su estructura con base en unicamente en su resistencia física y
química.
º Tener un crecimiento por adherencia geometricamente organizada en
condiciones fisico-quimicas. Por ejemplo, la formacion de rocas.
º No presentar respuesta autónoma a estimulos del medio.
º No se reproducen
Elabore un mapa conceptual socialícelo en pequeño grupo colaborativo a través
del aula Virtual y luego incorpore ajustes basados en la realimentación resultante
de la socialización.
En su ejercicio deben aparecer como mínimo los siguientes conceptos que se
encuentran sin orden jerárquico y que usted debe reordenar y organizar
jerárquicamente agregando las palabras enlace y los conectores
Autopoiesis, estructuras, componentes, interior, producción, cambios, seres vivos,
modificaciones , entorno, interior , organismos, condición, fisiología, conducta,
exterior
Indague cuál es la importancia de los seres inertes en la naturaleza. Socialice su respuesta
con la de sus compañero y tutor.
Lección 5
Descripción de las características de los seres vivos
Observe los siguientes videos : El umbral de la vida parte 1:
http://www.youtube.com/watch?v=ReUjkwAESg0&feature=related
El umbral de la vida parte 2
http://www.youtube.com/watch?v=2YeJoyFQnW8&feature=related
Según lo observado en los dos videos se puede señalar que hay unas pocas
características fundamentales que permiten diferenciar a los seres vivos de las
cosas no vivas. Las conclusiones obtenidas de la explicación de los videos
permiten responder la siguiente pregunta.
Un ser se considera vivo cuando cumple las dos condiciones siguientes:
1. Se origina a partir de una célula
2. Tiene capacidad de movimiento
3. Se reproduce mediante ADN y ARN
4. Presenta estados de crecimiento
Reproducción
Figura 8 Reproducción
Tomado de Microsoft Encarta
Uno de los principios fundamentales de la biología es que "toda vida proviene
exclusivamente de los seres vivos". Cada organismo sólo puede provenir de
organismos preexistentes. La autoperpetuación es una característica fundamental
de los seres vivos.
Movimiento
Todos los seres vivos son capaces de moverse. Este movimiento no debe
confundirse con el desplazamiento: un objeto se desplaza cuando cambia su
posición dentro de un marco referencial, en cambio un ser vivo se puede mover
sin cambiar de ubicación.
El movimiento de locomoción de los animales es muy obvio: se agitan, reptan,
nadan, corren o vuelan.
Las plantas tienen movimientos más lentos, por ejemplo: los tropismos, las nastias
y los seguimientos solares. Los tropismos son respuestas de crecimiento de las
plantas a estímulos como la luz en este caso hablamos de fototropismo que puede
ser negativo si se aleja del estímulo como en el caso de las raíces, o positivo
como ocurre con las hojas o tallos que se orientan hacia la luz. Otro tipo de
tropismo es el geotropismo que es una respuesta a la gravedad, puede ser
positivo como el que presentan las raíces que son atraídas hacia el centro de la
tierra o negativo como en el caso de los tallos que crecen erguidos en contra de la
gravedad. Las nastias ocurren independientemente del estímulo por ejemplo:
cuando las flores se cierran en la noche. Los seguimientos solares cuando las
plantas orientan sus hojas o flores en dirección a la luz solar, como ocurre con la
flor del girasol o del algodón. Otra clase de movimiento es el flujo del material vivo
en el interior de las células de las hojas de las plantas conocido como ciclosis.
Para saber más
Animación de Tropismo Negativo
Adaptación
Esta característica se refiere a la capacidad de todos los seres vivos para
adaptarse a su ambiente y así poder sobrevivir en un mundo en constante cambio.
Las modificaciones que el organismo realiza frente a estímulos del medio interno y
externo para adaptarse pueden ser estructurales, conductuales o fisiológicas o
una combinación de ellas. Es decir, la adaptación es una consecuencia de la
irritabilidad.
La adaptación trae consigo cambios en la especie, más que en el individuo. Si
todo organismo de una especie fuera exactamente idéntico a los demás, cualquier
cambio en el ambiente sería desastroso para todos ellos, de modo que la especie
se extinguiría.
La mayor parte de las adaptaciones se producen durante periodos muy
prolongados de tiempo, y en ellas intervienen varias generaciones. Las
adaptaciones son resultado de los procesos evolutivos.
Figura 9 Adaptaciones Tomado de Microsoft Encarta
El cactus tiene pliegues en forma de acordeón con los que pueden dilatarse para
almacenar la mayor cantidad de agua posible y sus espinas no solamente lo
protegen del sol y de los animales sedientos.
Los pingüinos tienen unas adaptaciones únicas externas que les ayudan a
conservar este calor
Irritabilidad
Los seres vivos reaccionan a los estímulos, que son cambios físicos o químicos en
su ambiente interno o externo. Los estímulos que evocan una reacción en la
mayoría de los organismos son: cambios de color, intensidad o dirección de la luz;
cambios en temperatura, presión o sonido, y cambios en la composición química
del suelo, aire o agua circundantes.
En los animales complejos, como el ser humano, ciertas células del cuerpo están
altamente especializadas para reaccionar a ciertos tipos de estímulos; por ejemplo
las células de la retina del ojo reaccionan a la luz. En los organismos más simples
esas células pueden estar ausentes, pero el organismo entero reacciona al
estímulo. Ciertos organismos celulares reaccionan a la luz intensa huyendo de
ella.
La irritabilidad de las plantas no es tan obvia como la de los animales, pero
también los vegetales reaccionan a la luz, a la gravedad, al agua y a otros
estímulos, principalmente por crecimiento de su cuerpo. El movimiento de flujo del
citoplasma de las células vegetales se acelera o detiene a causa de las
variaciones en la intensidad de la luz.
Complejidad estructural
Los seres vivos poseen una complejidad estructural única para poder desarrollar
todas sus actividades. Esta complejidad es mantenida gracias al flujo constante de
materia y energía que pasa por los organismos.
Metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que
le proporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para
desarrollar sus actividades vitales. En todos los seres vivos ocurren reacciones
químicas esenciales para la nutrición, el crecimiento y la reparación de las células,
así como para la conversión de la energía en formas utilizables. Para mantener el
metabolismo, los organismos recurren a otras características secundarias como la
nutrición, excreción y respiración. Las reacciones metabólicas ocurren de manera
continua en todo ser vivo; en el momento en que se suspenden se considera que
el organismo ha muerto.
Homeostasis
Es la capacidad de todos los seres vivos de mantener constante las condiciones
físicas y químicas de su medio interno. La tendencia de los organismos a
mantener un medio interno constante se denomina homeostasis, y los
mecanismos que realizan esa tarea se llaman mecanismos homeostáticos.
La regulación de la temperatura corporal en el ser humano es un ejemplo de la
operación de tales mecanismos. Cuando la temperatura del cuerpo se eleva por
arriba de su nivel normal de 37°C., la temperatura de la sangre es detectada por
células especializadas del cerebro que funcionan como un termostato. Dichas
células envían impulsos nerviosos hacia las glándulas sudoríparas e incrementan
la secreción de sudor. La evaporación del sudor que humedece la superficie del
cuerpo reduce la temperatura corporal. Otros impulsos nerviosos provocan la
dilatación de los capilares sanguíneos de la piel, haciendo que esta se sonroje. El
aumento de flujo sanguíneo en la piel lleva más calor hacia la superficie corporal
para que desde ahí se disipe en radiación. Otro ejemplo lo constituyen las plantas,
cuando les falta agua cierran los estomas de sus hojas evitando la pérdida de
agua por evaporación.
Crecimiento
Todos los seres vivos crecen a lo largo de su vida. En el crecimiento interviene la
síntesis de nuevas sustancias a partir de alimento tomado del medio. El
crecimiento se produce por la expansión celular y por división celular. El
crecimiento implica un aumento del tamaño. Los individuos pluricelulares crecen
por aumento en la cantidad de células que los componen (si bien en los
organismos unicelulares se registra un crecimiento por aumento del tamaño de su
célula, esto es hasta un límite definido, en el cual la célula detiene su crecimiento y
se divide para formar dos organismos).
El desarrollo está relacionado con las transformaciones que sufre un individuo a lo
largo de su vida. Así, las células de un individuo pluricelular adquieren diferentes
formas de acuerdo a su función.
1. Una respuesta de una planta a estímulos del medio ambiente implica un movimiento de parte
de la planta, el cual se conoce como tropismo. Si la respuesta es hacia el estímulo se dice que es
un tropismo positivo, si es en sentido contrario, negativo.
El movimiento de las plantas en respuesta a la gravedad está considerado como:
A.
B.
C.
D.
Geotropismo
Nastia.
Ciclosis
Fototropismo
2. Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que le
proporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para desarrollar sus actividades
vitales.
A.
Transporte activo
B.
C.
D.
Metabolismo
Reproducción
Homeostasis
Indague cuál es la composición atómica de los seres vivos. ¿Todos los seres vivos tienen la
misma composición?
Capítulo 2 Niveles de organización de la vida
Lección 6 La célula – Historia
En está dirección encuentra una actividad para explorar sus conocimientos
previos sobre Antecedentes históricos de la Teoría Celular de clic
http://www.lourdes-luengo.org/actividades/5-3antecedentes.htm
Gracias a la invención del microscopio se hizo posible investigar cómo son las
células y los descubrimientos sobre la estructura celular que tuvieron lugar a lo
largo del siglo XVII marcan una verdadera revolución científica y dan origen a la
Biología moderna.
El inglés Robert Hooke (1637-1703) fue el primero que utilizó el término "célula" en
1665 para referirse a los compartimentos vacíos semejantes a celdas que observó
a través del microscopio en una lámina de corcho. Hooke observó células secas,
después de muchos años los investigadores determinaron que las células no
estaban vacías sino llenas de sustancia acuosa.
En 1673, Anton Van Leeuwenhoeck realizó observaciones de células vivas como
eritrocitos y espermatozoides, igualmente al examinar agua de los charcos vio por
primera vez organismos microscópicos.
Después del perfeccionamiento del microscopio en 1838 el botánico alemán
Mathias Schleiden al observar al microscopio tejidos vegetales concluyó que
estaban formados por células y que el embrión de una planta tuvo su origen a
partir de una sola célula.
Un año más tarde el zoólogo alemán Theodor Schwann en sus estudios
microscópicos de tejidos animales y vegetales determina que los tejidos animales
están constituidos por células, y que las células de plantas y animales presentan
estructuras semejantes.
Estos alemanes planteraon los dos primeros postulados de la teoría celular,
afirmando que todos los organismos vivos están constituidos por células y que la
célula es la unidad estructural.
En 1859 el biólogo alemán Rudolf Virchow propuso que todas las células vienen
de células preexistentes: omnis cellula e cellula.
La teoría celular
La teoría celular moderna se resume en tres postulados:
La célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos, todos los
organismos están formados por células.
La célula es la unidad funcional de todos los organismos. Todo el
funcionamiento del organismo depende de las funciones que ocurren al interior de
la célula, respiración, reproducción, digestión, crecimiento entre otras.
Todas las células se originan por la división de células preexistentes (en
otras palabras, a través de la reproducción). Cada célula contiene material
genético que se transmite durante este proceso.
MICROSCOPÍA
El Microscopio óptico simple
Constituido por una lente biconvexa única o lupa que hace converger los rayos
luminosos que la atraviesan en un punto denominado foco y a una distancia focal
muy corta.
El Microscopio óptico Compuesto
El microscopio se define como un instrumento óptico formado por un sistema de
lentes: objetivos y oculares que amplían los objetos extremadamente pequeños
para posibilitar su observación. La lente del objetivo proporciona una imagen
intermedia ampliada del objeto, es decir, funciona como una lente simple, y la
lente del ocular que recoge la imagen dada por el objetivo y la aumenta.
El Microscopio electrónico
Este microscopio electrónico en lugar de una fuente de luz, utiliza un haz de
electrones que se desplazan en el vacío y en línea recta. Con el microscopio
electrónico es posible observar objetos muy pequeños como los virus que no
pueden ser resueltos con el microscopio óptico. En el microscopio electrónico en
lugar de lentes se emplean campos magnéticos que enfocan los haces de
electrones.
El Microscopio óptico Compuesto: componentes
A continuación se describen las partes que lo conforman:
Figura 10. El Microscopio y sus partes
Fuente: Carmen Eugenia Piña
Los objetivos: están localizados en la parte inferior del tubo insertados en una
pieza metálica, denominada revólver o porta objetivos, que permite cambiarlos
fácilmente. Estos generan una imagen real, invertida y aumentada, esta imagen
intermedia es captada y sufre una nueva ampliación por el ocular. Los objetivos
más frecuentes son los de 4X, 10X, 40X y 100X aumentos. Este último de 100x se
llama de inmersión ya que para su utilización se necesita aplicar aceite de cedro
sobre la preparación. Y se utiliza para observar láminas coloreadas
completamente secas.
El poder de aumento de cada objetivo se indica en el número grabado en la
manga del lente. Generalmente el objetivo de 4X se encuentra marcado por un
anillo rojo, el de 10X por un anillo de color amarillo, el de 40=x con un anillo de
color azul y el de 100X con un anillo de color blanco.
Figura 11 Objetivos
La abertura numérica se encuentra (A.N.) se encuentra grabada en la manga del
objetivo, junto a la indicación del aumento.
0,30
0,65
1,30
En el objetivo de 10X
A medida que aumenta la A.N. disminuyen las dimensiones de la lente frontal,
montada en la base del objetivo. La lente del objetivo de 100x tiene el tamaño de
una cabeza de alfiler es mayor el poder de resolución. Además a medida que
aumenta A.N. es mayor el poder de resolución. Cuanto mayor sea el poder de
resolución del objetivo, será más clara la imagen y aumentará la capacidad de
poner de manifiesto detalles adyacentes muy cercanos, separándolos y
aclarándolos. El poder de resolución máximo de un buen microscopio es
aproximadamente 0,25 nanómetros, el poder de resolución del ojo humano es de
0,25 milímetros
Los
oculares se denominan así porque están muy
cercanos al ojo. Su función es la de captar y ampliar la
imagen formada en los objetivos. El poder de aumento del
ocular se encuentra marcado en el ocular. Un ocular por 4
aumenta 4 veces la imagen que produce el objetivo. Un
ocular por 6 la aumenta 6 veces. Un ocular por 10 la
aumenta 10 veces Nunca se deben tocar las lentes con las
manos. Si se ensucian, se deben limpiar muy suavemente
con un papel de óptica
Figura 12 Ocular
El tubo óptico: es una cámara oscura unida mediante una cremallera. Tiene el
revólver con los objetivos en su parte inferior y los oculares en el extremo superior.
El Brazo: es una columna perpendicular al pie. Puede ser arqueado o vertical y
une al pie con el tubo.
La Platina
Figura 13. Platina.
Fuente Carmen Eugenia Piña
Es una plataforma horizontal con un
orificio central, sobre el que se coloca
la preparación, que permite el paso de
los rayos procedentes de la fuente de
iluminación situada por debajo.
Dos pinzas sirven para retener el
portaobjetos sobre la platina y un carro
con un sistema de cremallera guiado
por dos tornillos de desplazamiento
que permite mover la preparación de
delante hacia atrás o de izquierda a
derecha y viceversa. Está dotado de
una escala graduada para medir de
forma precisa las observaciones.
El condensador: es un sistema de lentes convergentes situadas bajo la platina,
su función es la de concentrar la luz generada por la fuente de iluminación hacia
la preparación.
Figura 14 Condensador y Diafragma. Fuente Carmen Eugenia Piña
Diafragma-iris: Es una cortinilla que regula la cantidad de luz que entra en el
condensador, eliminando los rayos demasiado desviados. Se acciona mediante
una perilla. Esta situado debajo de la platina, inmediatamente debajo del
condensador. La disminución del diafragma permite visualizar partes de protozoos
u hongos se utiliza en las preparaciones frescas
Figura 15 Tornillos Macrométrico y Micrométrico
Tornillo Macrométrico: Se encuentra en la parte inferior del microscopio. Sirve para
alejar o acercar el tubo y la platina moviéndola de arriba hacia abajo y viceversa.
Permite un enfoque aproximado o grueso de la muestra.
Tornillo micrométrico: Generalmente se encuentra incorporado al tornillo
macrométrico. Sirve para dar claridad a la imagen al lograr un ajuste fino y preciso,
mediante movimiento de la platina hacia arriba y hacia abajo de forma lenta. Ambos
tornillos llevan incorporado un mando de bloqueo que fija la platina a una
determinada altura.
La fuente de iluminación: se trata de una lámpara halógena de intensidad
graduable. Está situada en el pie del microscopio. Se enciende y se apaga con un
interruptor y en su superficie externa puede tener una especie de anillo para
colocar filtros que facilitan la visualización.
Por último definimos el pie o base: sirve como base del microscopio y tiene un
peso suficiente para dar estabilidad al aparato. En él se integra la fuente luminosa.
Poderes o capacidades
del microscopio
Poder de aumento: Permite magnificar la
imagen. Corresponde al aumento (A) dado por
la relación: Tamaño de la imagen / tamaño del
objeto. La ampliación es igual al producto del
aumento del lente ocular por el del objetivo.
Cada objetivo y cada ocular tienen grabado el
número de veces que aumentan la imagen. Si
la imagen del objeto, se hace aumentar 40
veces mediante el objetivo y enseguida 10
mediante el ocular, su aumento total será
10X40= 400
¿Cómo se calcula el aumento de una muestra?
Figura 16 Poder de aumento
Se multiplica el aumento que señala el ocular
por el aumento del objetivo dando como
resultado el aumento total de la muestra o
número de veces en que el objeto se
encuentra ampliado con respecto a su tamaño
original.
Aumento total = aumento del ocular X aumento
del objetivo
Figura 17 Poder de penetración o profundidad
Poder de penetración o profundidad
Permite visualizar los diferentes planos de una preparación y está dado por el
ajuste de precisión que se logra con el tornillo micrométrico
Poder de resolución
Es la capacidad de presentar dos puntos que se encuentran muy cercanos entre
sí como separados, lo cual permite observar detalles de los objetos que con el ojo
humano no se podrían ver. El ojo humano no puede ver separados dos puntos
cuando su distancia es menor a una décima de milímetro. Con el Microscopio
óptico, el poder separador máximo es de 0,2 décimas de micra. Mejora la visión
unas 500 veces con relación a la del ojo humano
Figura 18 Poder de resolución
En la imagen de la izquierda se observan espacios blancos entre la tinta negra
que a simple vista no serían vistos
En la imagen de la derecha se observan varias fibras de hilo que a simple
vista no serían vistas.
Figura 19 Objetivo donde se visualiza el aumento y la apertura numérica
El poder de resolución depende de la longitud de onda ( λ ) y de la apertura
numérica del objetivo (A.N.)
El Poder de resolución esta dado por la formula:
Poder de resolución= λ
2x A.N.
A.N: relaciona el ángulo de apertura de los rayos de luz, que provienen de la
muestra, con el índice de refracción.
Principios generales de microscopía
Principios ópticos
Una lente sencilla (biconvexa) posee dos focos, uno a cada lado de la lente (F y
F´). Cuando los rayos luminosos pasan a través de la lente se concentran en el
foco. La distancia focal es la distancia entre el centro de la lente y el punto en
donde convergen los rayos.
La distancia focal de una lente depende del índice de refracción del material del
cual está hecha, y del medio que envuelve la lente. Por eso, es diferente la
distancia focal de una lente en el agua, que esta misma en el aire. Como también
es diferente la distancia focal de una lente de vidrio en comparación con una
construida en plástico.
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lenses/simplethinlens/index.html
Cuanto más pequeña es la distancia focal de una lente tanto mayor es su
aumento. Si el objeto se coloca a distancia mayor del foco, se obtiene una imagen
real invertida, mientras que si el objeto se localiza a una distancia menor del foco
la imagen será virtual. A medida que se aleja el objeto del foco, la imagen se
percibe más pequeña.
Figura 21 Distancia Focal http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lenses/simplethinlens/index.html
La distancia de trabajo focal de un objetivo, es el espacio que existe entre la
superficie de la lente del objetivo y la laminilla, una vez se encuentre enfocada la
preparación. A mayor aumento del objetivo la distancia de trabajo disminuye.
Como determinar la posición de los objetos observados
Los objetos que se observan en el campo microscópico se pueden localizar en
relación con las manecillas del reloj. Los objetos que aparecen en la parte inferior
del fondo del campo microscópico se encuentran realmente en la parte superior.
Los objetos en el lado izquierdo del campo microscópico se encuentran realmente
al lado derecho.
Desplazamiento del objeto
Si se mueve el portaobjetos hacia la derecha, el objeto examinado se desplazará
hacia la izquierda. Si se mueve el portaobjetos hacia usted, el objeto examinado
se alejará.
Formación de la imagen real invertida
Figura 22 Formación de la imagen invertida
Las imágenes se observan invertidas por las lentes.
Refracción de la luz
La distancia focal de una lente depende del índice de refracción del material del
cual está hecha y del medio que envuelve la lente.
Cuando los rayos de luz se mueven en un medio homogéneo como el aire, se
propagan en línea recta, pero cuando caen sobre la superficie de un medio de
diferente densidad, a la del medio en el cual se venía propagando, cambian de
dirección y de velocidad a estos cambios se les conoce como refracción de la luz.
Los rayos de luz procedentes de los objetos sumergidos en el agua se desvían al
atravesar dos medios de diferente densidad (agua-aire), originando este efecto de
refracción. Por ejemplo si introducimos un lápiz en un vaso con agua, el lápiz se
verá cortado al pasar del agua al aire.
En la práctica de microscopía encontramos diferentes medios: aire, agua aceite de
inmersión y vidrio, cuyos índices de refracción son 1.0, 1.33, 1.51, .1.54
respectivamente. Al observar una muestra a través del microscopio, los rayos de
luz tienen que atravesar estos medios y son refractados cambiando su dirección.
Figura 24 Corrección de la refracción de la Luz
Al aplicar el aceite inmersión se entre el preparado y la lente, aceite de inmersión,
que tiene un índice de refracción igual al de la lente y evita la refracción de los
rayos luminosos.
Campo de Visión
Figura 25 Campo de visión
El campo de visión de un microscopio es la zona circular que se observa al mirar
la preparación bajo un determinado aumento. Para medir el campo de visión de un
microscopio, se debe usar una unidad llamada micra. Una micra equivale a 0,0001
mm; en otras palabras, hay 1000 micras en un milímetro. El diámetro de este
campo es su medida.
El campo de visión de un microscopio es la zona circular que se observa al mirar
la preparación bajo un determinado aumento. Para medir el campo de visión de un
microscopio, se debe usar una unidad llamada micra. Una micra equivale a 0,0001
mm; en otras palabras, hay 1000 micras en un milímetro. El diámetro de este
campo es su medida.
Cálculo del diámetro del campo de visión
Para calcular el diámetro del campo de visión para un determinado aumento hay
que seguir los siguientes pasos:
Figura 26 Montaje de papel milimetrado
a) Recortar un cuadrado de 1 cm de lado de papel milimetrado.
b) Ponerlo sobre la abertura central del portaobjetos
c) Observando por el ocular y con el objetivo de 4X, mover la muestra hasta lograr
que la línea 0 mm quede en el borde izquierdo del campo visual
Figura 27 Papel milimetrado con aumento de 4X
d) Enfocar con el objetivo de menor aumento 4X hasta que se vea con claridad.
Enfocar la preparación quiere decir situarla a la distancia del objetivo que permite
su observación nítida. Esta distancia s e conoce como distancia de trabajo y es
tanto menor cuanto mayor es el poder de aumento del objetivo
e) Medir el campo visual haciendo coincidir una de las líneas del papel milimetrado
con el borde del campo de visión.
Figura 27 a Papel milimetrado con aumento de 4X
f) Contar el número de milímetros que se ven (recuerde que la distancia entre dos
líneas es un milímetro) y estimar aproximadamente la fracción sobrante, si la hay.
El resultado será el diámetro del campo visual para ese aumento (objetivo x
ocular).
g) Si queremos calcular el diámetro del campo de visión para aumentos mayores,
hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea el aumento, el campo será menor,
es decir, se verá menos de la muestra que estemos observando. De forma que, si
el aumento es el doble, el campo será la mitad, si el aumento es el triple, el
diámetro será la tercera parte, etc. (inversamente proporcionales). Por tanto,
bastará con realizar un sencillo cálculo matemático para saber el nuevo diámetro.
Tabla 1 Equivalencia mm en micras
Medida en mm
(escala del
portaobjetos)
Equivalencia en
µm
Tamaño de las
marcas
(divisiones)
1mm
1000 µm
grandes
0.1 mm
100 µm
medianas
0.01mm
10 µm
más pequeñas
Preparaciones o montajes
Las preparaciones pueden ser de varios tipos:
a.
Frescas: Son montajes generalmente húmedos. La muestra se observa sin
modificar,
diluida o concentrada. Permite observar la movilidad de los
microorganismos vivos. Se utiliza también para observar procesos como la
mitosis, meiosis, la formación d esporas.
Para realizar un montaje húmedo se debe verter una gota de agua o del líquido
que contiene los microorganismos en el centro de una lámina portaobjetos y
cubrirlo con una laminilla cubreobjetos. Para evitar la evaporación se puede sellar
el espacio que hay entre el portaobjetos y el cubreobjetos con vaselina o alguna
sustancia similar.
Frescas ligeramente modificadas: Las muestras se pueden diluir con agua o con
agua con sal, esta última evita que la presión osmótica del medio no sea
demasiado baja. Se puede aplicar un colorante o reactivo para observar mejor las
estructuras.
b.
Fijadas y teñidas: Se coloca una suspensión homogénea de
microorganismos en una gota de agua sobre el portaobjetos y se fija (mediante
calor o agentes químicos) y después se tiñen mediante diferentes técnicas. Estas
preparaciones se observan sin cubreobjetos y, habitualmente, con objetivos de
inmersión
PREGUNTAS DE ANÁLISIS DE POSTULADOS
La pregunta que encontrará a continuación constan de una afirmación
VERDADERA (tesis) y dos postulados también VERDADEROS, identificados con
POSTULADO I y POSTULADO II. Usted debe analizar si los postulados se
deducen lógicamente de la afirmación y selecciona la respuesta en su hoja de
cotejo, conforme a la siguiente instrucción:
Marque A si de la tesis se deducen los postulados I y II.
Marque B si de la tesis se deduce el postulado I.
Marque C si de la tesis sólo se deduce el postulado II.
Marque D si ninguno de los postulados se deduce de la tesis.
TESIS: La célula es la unidad fundamental de la vida. Es la estructura más
pequeña y altamente organizada del cuerpo capaz de realizar todos los procesos
que definen la vida.
POSTULADO I: Las células son autónomas y responsables del funcionamiento de
todos los organismos vivos.
POSTULADO II: Tiene capacidad de autorregulación, de responder ante
diferentes estímulos, de respiración, de movimiento, de digestión, de reproducción,
de comunicación.
De clic en la siguiente dirección y realice la actividad.
http://personales.ya.com/geopal/biologia_2b/unidades/ejercicios/act1tctema2.htm
Lección 7 Estructura y función en Procariotas y Eucariotas
Compare los dos esquemas y describa las principales diferencias que observa
entre ellas. Compare luego sus aciertos al estudiar la lección
Figura 28 Comparación celúla procariota y eucariota
La célula es la unidad fundamental de la vida. Es la estructura más pequeña del
cuerpo, capaz de realizar todos los procesos que definen la vida. Las células
poseen una estructura altamente organizada, tienen capacidad de autorregulación,
de responder ante diferentes estímulos, de respiración, de movimiento, de
digestión, de reproducción, de comunicación, aunque no todas las células pueden
realizar todas estas funciones.
En los organismos unicelulares como los protozoos y las bacterias la célula es
autónoma, realiza todas las funciones, mientras que organismos como las plantas
y los animales están formados por muchos millares de células organizadas en
tejidos y órganos con funciones específicas.
La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano. Hasta el óvulo
femenino, que es la célula más grande del cuerpo, no es más grande que el punto
situado al final de esta frase. El tamaño y la forma varían con las funciones
celulares. Todas las células constan de tres partes principales: la membrana
citoplasmática, el citoplasma y una región nuclear que alberga el material
genético.
Diferenciación entre células procariotas y eucariotas
Existen dos tipos básicos de células según la evolución del mundo biológico y el
grado de complejidad en su organización: procariotas y eucariotas
Las células procariotas
Figura 29 Esquema de una célula procariota
Características
Carecen de membrana que rodee el material genético el cual se halla más
o menos disperso en el citoplasma.
Tienen tamaños comprendidos entre 1 y 10 micrómetros (1 micrómetro
equivale a 1/1000mm).
Son células características de seres como las bacterias.
Se dividen por bipartición.
Su citoplasma no posee estructuras membranosas.
Los ribosomas son de menor tamaño.
No poseen citoesqueleto.
Poseen un solo cromosoma.
Las células eucarióticas
Figura 30
Características
Presentan una membrana nuclear que delimita el espacio donde se
encuentra el material genético.
Tienen tamaños muy variables que van desde los 10 hasta los 100
micrómetros.
Son células características de los animales, los vegetales, los protistos y los
hongos.
Las eucariotas se dividen por división mitótica, por eso tienen centríolos.
Poseen estructuras membranosas como el retículo endoplasmático, y el
aparato de Golgi que están ausentes en las procariotas.
Otros orgánelos de importancia capital para las eucariotas son las
mitocondrias y los cloroplastos, que faltan en los procariotas.
Los ribosomas son de mayor tamaño.
Presentan citoesqueleto
Las células que poseen las siguientes características pertenecen a las células
eucarióticas animal; excepto una:
A.
B.
C.
D.
desarrollan un proceso de nutrición autótrofo
tienen mayor numero de lisosomas
dependen de la molécula orgánica que toman del exterior
presentan centríolos
De clic en la siguiente actividad
http://www.unad.edu.co/curso_biologia/interactiv_celula.htm
y realice la interactividad.
Lección 8 Estructuras y organelos de la célula eucariótica
En la siguiente tabla se muestra en la columna de la derecha algunas de las estructuras
celulares y en la columna de la izquierda las funciones que desempeñan Seleccione la
respuesta que contenga la función correcta para la estructura
Estructura
A. Mitocondria.
B. Membrana Celular
C. Citoesqueleto
D. Núcleo
A.
B.
C.
D.
Función
1. Crecimiento y reproducción celular
2. Dar forma y sostén a la célula
3. Proteger las células y mantener las condiciones necesarias
para el desarrollo de las funciones vitales
4. Extraer la energía de las moléculas alimenticias y
almacenarla en forma de ATP
A=1, B=3, C=4, D=2
A=4, B=3, C=2, D=1
A= 3, B=2, C=1, D=4
A=2, B=4, C=1 , D=3
Figura 31 Célula eucariótica vegetal
La Membrana Plasmática o Celular En la superficie de la célula hay una capa
citoplasmática muy delgada que forma una envoltura continua: la membrana
plasmática que separa la célula de su medio externo. Por una de sus caras, esta
membrana se encuentra en contacto con el medio extracelular, por la otra, con el
citosol.
La membrana citoplasmática está compuesta de lípidos, proteínas e hidratos de
carbono en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.
Según el modelo de membrana "Modelo de mosaico fluido" propuesto en 1972 por
J. Singer y G. Nicolson, la membrana está formada por una doble capa lipídica a la
que se adosan moléculas proteicas. Si se adosan en ambas caras de la superficie
reciben el nombre de proteínas extrínsecas y si, por el contrario, atraviesan la
capa de lípidos, reciben el nombre de proteínas intrínsecas o integrales. Los
lípidos que forman la membrana son principalmente fosfolípidos, también
encontramos cefalinas, lecitinas y colesterol. Los fosfolípidos en contacto con el
agua forman una capa doble de moléculas de manera que el extremo hidrofílico o
polar (amigo del agua) se dispone hacia el exterior de la célula, es decir, hacia el
citoplasma o hacia el líquido extracelular y el extremo hidrofóbico no polar o lipófilo
(amigo de los lípidos, repelente al agua) se dispone dentro de la bicapa.
El otro componente de la membrana plasmática son los hidratos de carbono:
glicoproteínas y glicolípidos según se unan a proteínas o lípidos. Los glicolípidos
tienen función estructural. Las glicoproteínas forman el glicocáliz que es una capa
densa de carbohidratos que cubre la cara externa de la membrana plasmática y
participan en los procesos de endocitosis, en las reacciones antígeno-anticuerpo y
en la transducción de señales.
Figura 32 Membrana Plasmática
http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookCELL2.html#The%20Cell%20Membrane
La estructura de la membrana no es estática y tanto los lípidos como las proteínas
tienen gran libertad de movimientos (se comporta como un fluido). La movilidad de
los lípidos en el plano de la bicapa que forman, es tanto mayor cuánto más alta es
la temperatura ambiente y las cadenas de ácidos grasos estén menos saturadas y
sean más cortas.
La estabilidad y estructura básica de la membrana se mantiene gracias al
colesterol que se une a los fosfolípidos mediante enlaces débiles, manteniendo la
estructura de la bicapa
Los compuestos proteínicos de la membrana desarrollan las siguientes funciones:
El transporte selectivo de sustancias (iones, moléculas polares) de un lado
a otro de la membrana.
EL control de las reacciones bioquímicas que ocurren en la célula (por
enzimas que aceleran o retardan las reacciones químicas)
Actuar como marcadores que identifican a las células para su
reconocimiento por otras sustancias u hormonas.
Funciones de la membrana celular
La membrana mantiene la integridad estructural de la célula, pero además controla
la actividad celular, sus funciones básicas son:
Proteger las células y mantener las condiciones necesarias para el
desarrollo de las funciones vitales.
Regular los intercambios de sustancias entre el medio exterior e interior.
Comunicar a la célula con otras células
Mantener la identidad celular
Recibir y transmitir información
Tipos de transporte a través de la membrana
El transporte a través de la membrana ocurre por dos mecanismos transporte
activo y transporte pasivo.
Transporte pasivo Es un proceso de difusión de sustancias a través de la
membrana. No requiere gasto de energía celular, se realiza a favor del gradiente
(es decir, de donde hay más hacia donde hay menos) de concentración, de
presión o de carga eléctrica.
Hay varios mecanismos de transporte pasivo:
Difusión simple: si dos sustancias de diferente concentración se encuentran
separadas por una membrana semipermeable, las moléculas de la sustancia
(soluto) con mayor concentración atraviesan la membrana hacia la solución menos
concentrada para igualar las concentraciones de soluto.
Ejemplo: El agua, el dióxido de carbono, el oxígeno, moléculas solubles en lípidos
como las vitaminas A, E, algunas hormonas esteroideas, atraviesan la membrana
de esta forma.
Difusión facilitada: es la difusión de moléculas y los iones solubles en agua a
través de la membrana, con la participación de las proteínas de la membrana. Las
proteínas pueden formar poros o canales con diámetros específicos y cargas
eléctricas que permiten el paso selectivo de iones. Los iones de Na+, K+, Ca2+,
Cl- atraviesan la membrana de esta manera. Hay canales que permanecen
abiertos y otros que solo se abren cuando llega una molécula portadora que se
une a las moléculas e induce a una variación de la configura ción que abre el
canal, o bien cuando ocurren cambios en la polaridad de la membrana.
Es así como la difusión puede ser facilitada por proteínas portadoras que se unen
a las moléculas facilitando la apertura del canal y su paso a través de la
membrana. Los neurotrasmisores atraviesan la membrana de esta forma.
Ósmosis: cuando 2 disoluciones se encuentran separadas por una membrana
semipermeable el solvente (agua) pasa a través de la membrana desde la región
de mayor concentración de solvente hacia la de menor concentración hasta igualar
las concentraciones.
La concentración de agua dentro y fuera de las células animales es igual
(isotónica), por lo tanto no existe tendencia del agua a entrar o salir de éstas.
La ósmosis es clave para la supervivencia de los seres vivos. La absorción de
agua y minerales a través de las raíces de las plantas ocurre a través del
mecanismo de ósmosis, igualmente la reabsorción de agua y minerales en el
riñón.
Transporte activo En el proceso de transporte activo también actúan proteínas de
membrana, pero éstas requieren energía celular en forma de ATP, para
transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Se produce cuando el
transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico.
Mecanismo de transporte activo para moléculas de bajo peso molecular
Para el transporte de moléculas de bajo peso molecular y en contra del gradiente
se requiere la ayuda de las proteínas de transporte denominadas bombas, por su
similitud con las bombas de agua. Las proteínas de transporte utilizan energía
para mover las moléculas en contra del gradiente de concentración.
Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na+/K+, y la bomba de Ca.++ . La
bomba de Na+/K+ requiere una proteína de transporte que bombea Na+ hacia el
exterior de la membrana y K+ hacia el interior.
La absorción de minerales en las plantas es un ejemplo de transporte activo
Mecanismos de transporte activo para moléculas de elevado peso molecular
Existen dos mecanismos principales para el transporte de estas moléculas en
contra del gradiente: endocitosis y exocitosis
La endocitosis es un proceso de incorporación de sustancias del medio externo a
la célula mediante una invaginación en la superficie exterior de la membrana que
engloba las partículas o líquidos a ingerir. Una vez las partículas o sustancias
dentro de la invaginación se produce la estrangulación de la invaginación
originándose una vesícula que encierra el material ingerido el cual es transportado
al interior del citoplasma.
Según la naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen diversos tipos de
endocitosis: pinocitosis y fagocitosis.
Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución a través de
una invaginación de la membrana plasmática que forma pequeñas vesículas o
vacuolas que luego se introducen al citoplasma con los líquidos ingeridos. La
pinocitosis incorpora grandes moléculas como glúcidos, ácidos grasos y
aminoácidos, por ejemplo, del quilo alimenticio en las microvellosidades
intestinales
La fagocitosis implica la incorporación de partículas grandes, o de
microorgansimos a través de extensiones de la membrana plasmática,
denominadas pseudópodos los cuales engloban las partículas, luego los extremos
de los pseudópodos se fusionan dando origen a una vesícula o vacuola alimenticia
con las partículas dentro. Las partículas incluidas en la vacuola son digeridas por
enzimas digestivas llamadas lisosomas. La fagocitosis la realizan las amebas en
su proceso digestivo, los leucocitos para destruir bacterias y las células de
microglía del sistema nervioso que destruyen y eliminan las neuronas muertas por
heridas o por envejecimiento.
Exocitosis La exocitosis es el proceso contrario a la endocitosis. Tiene como
objetivo la excreción de sustancias, ocurre cuando una macromolécula o una
partícula debe pasar del interior al exterior de la célula. Las macromoléculas
contenidas en vesículas citoplasmáticas creadas por el aparato de Golgi, se
desplazan hasta la membrana plasmática, la membrana plasmática y la vesícula
se fusionan y la vesícula vierte su contenido al medio extracelular.
Productos de desecho de la digestión celular, secreción de hormonas son vertidas
hacia el líquido extracelular por este mecanismo. En toda célula existe un
equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis para que quede asegurado el
mantenimiento del volumen celular.
Aplicaciones y análisis de casos en el proceso de transporte a través de la membrana
Tanto las células animales como vegetales deben vivir en un medio isotónico, (es
decir, la concentración del medio en que se encuentra la célula es igual a la
concentración del medio interno de la célula) porque de lo contrario se ven
afectados por la ley de la ósmosis.
Cuando la célula se encuentra en un medio externo con una concentración salina,
o proteínica, menor que en su citoplasma o medio interno, diríamos que el medio
externo es hipotónico con respecto a ella. La célula reaccionaría buscando el
equilibrio, con lo cual, tomará moléculas de agua del medio externo y se hinchará
mediante un proceso llamado turgencia, es decir, se hincha hasta que finalmente
se puede producir la lisis o rompimiento.
Cuando una célula se encuentra en un medio externo que posee una mayor
concentración que su medio interno, se dice que es hipertónico con respecto a la
célula. En este caso, la célula intentará adaptarse al medio expulsando moléculas
de agua de su citoplasma al medio externo. Este fenómeno originaría una
deshidratación en la célula llamado plasmólisis. Es un fenómeno reversible.
Ejemplos. Si regáramos una planta con agua de mar, las células de los pelos de
las raíces (por donde se capta el agua y las sales minerales), al tratar de buscar el
equilibrio entre los medios se deshidrataría, sufrirían una plasmólisis y por
consiguiente, morirían.
Las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al
aliñar la ensalada se arrugan. Al dejarlas en agua se están colocando en un medio
hipotónico, por lo que mediante un proceso osmótico entrará agua al interior de las
células de la lechuga, atravesando sus membranas celulares que son
semipermeables; se producirá por tanto el proceso de turgencia. Al añadirle la sal
del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las
hojas pierden agua pues ésta se desplaza al medio externo (de mayor
concentración salina) por ósmosis, lo que da lugar a que se arruguen las hojas.
Los glóbulos rojos normalmente tienen una forma bicóncava y se encuentran
suspendidos en un líquido denominado plasma que contiene sales, proteínas y
otros solutos. La concentración del interior celular del glóbulo rojo, así como de
todas las células de mamífero en general, equivale a una concentración de NaCl
de 154 mM. Las soluciones que se administran vía venosa deben ser isotónicas
para los eritrocitos en esta situación no hay entrada ni salida neta de agua a los
eritrocitos u otras células sanguíneas (equilibrio osmótico). Si se administra a los
glóbulos rojos una solución de mayor concentración de solutos, el glóbulo rojo se
deshidrata y su volumen disminuye. En este caso los glóbulos rojos sufren un
cambio en su morfología discoidal, deformándose debido a que se ha producido la
salida de parte del agua de su citoplasma al medio externo debido a la ley
osmótica. Esta falta de agua produce un arrugamiento celular y una pérdida de
volumen debido al fenómeno de plasmólisis como lo demuestran los
arrugamientos de su membrana que deja de estar tersa.
Figura. 33 Eritrocitos
Por el contrario, cuando el glóbulo rojo es colocado en una solución hipotónica o
de menor concentración de solutos, como el agua, el agua entra al glóbulo rojo ,
éste se hincha, se produce lisis o rotura de los glóbulos rojos debido a la entrada
de agua del medio externo al interior de la célula, como se observa en la Figura lV
Por este motivo cuando se produce una herida resulta conveniente lavarla con
suero salino (de igual composición salina que el plasma sanguíneo), resultando
perjudicial lavarla con agua destilada. Al lavar un herida (células vivas) con suero
salino, no se altera el equilibrio osmótico de las células, por lo que no sufrirán
daño; en cambio, si se lava con agua destilada, se las somete a un medio muy
hipotónico, por lo que sufrirán una entrada masiva de agua por procesos
osmóticos, que las perjudica, pudiendo llegar a destruirlas.
Citoplasma forma un fluido viscoso que circunda el núcleo y está limitado por la
membrana plasmática. Se compone básicamente de agua y numerosas
sustancias minerales y orgánicas disueltas en solución coloidal. Las sustancias
minerales contenidas están ionizadas. Sobre todo hay potasio, sodio, calcio y
magnesio, en dosis extremadamente exactas. Las sustancias orgánicas son
básicamente proteínas y en menor proporción lípidos, carbohidratos, ácidos
nucleicos.
En el citoplasma de la célula eucariota encontramos el citoesqueleto, orgánelos
como las mitocondrias, los lisosomas, el núcleo, además de un sistema de
membranas el retículo endoplasmático, unos gránulos los ribosomas y vacuolas
en células vegetales. La función del citoplasma está relacionada con los procesos
metabólicos encargados de las síntesis de compuestos como aminoácidos,
lípidos, carbohidratos entre otros.
El Núcleo
Figura 34 El núcleo
Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L
El núcleo es el organelo que gobierna todas las funciones de la célula. Las
principales funciones son: crecimiento y reproducción celular, almacenamiento y
organización de los genes, trasmisión de la información genética. En las células
eucariotas está rodeado por una membrana nuclear, mientras que en las
procariotas no existe dicha membrana, por lo que el material nuclear está disperso
en el citoplasma.
En las células eucariotas al núcleo también se le llama carioplasma, se localiza en
el centro de la célula y suele tener una forma redondeada o elíptica en las células
prismáticas. El núcleo de una célula eucariota puede presentarse en dos formas
distintas, según sea la etapa en que se halle la propia célula. En las células que no
están en división y consecuentemente su núcleo no está en proceso de
transformación, el DNA se encuentra combinado con proteínas como las histonas,
dándole una apariencia fibrilar. Esta combinación de DNA y proteínas se llama
cromatina.
Durante la división celular o mitosis la cromatina se condensa en cromosomas
susceptibles de ser coloreados y observados al microscopio óptico. Los
cromosomas tienen como función portar los factores hereditarios o genes y
trasmitir la información genética de una célula a otra sin modificarla ni
empobrecerla, esta transmisión ocurre durante la división de la célula. No se
conoce todavía de modo exacto la estructura de cada cromosoma, pero se supone
que cada uno de ellos consta de una o varias dobles hélices de ADN, varias veces
envueltas sobre sí mismas.
El número de cromosomas de cada célula es constante para cada especie, pero
se reduce a la mitad en las células sexuales o gametos. A raíz de este fenómeno,
estas células se denominan haploides, frente a la denominación de diploides que
tienen las demás células.
Cromatina y Cromosomas
Figura 35 El Cromosoma. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L
La cromatina que se puede observar durante la interfase a través del microscopio
electrónico como filamentos muy delgados y retorcidos está constituida por ADN,
proteínas y ácidos nucleicos; pero cuando la célula entra en división la cromatina
se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas
Un cromosoma es una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de
genes. Un cromosoma está formado por dos cromátidas. En cada una de ellas hay
un nucleofilamento de ADN replegado e idéntico en ambas cromátidas.
Las cromátidas están unidas a través del centrómero. En las cromátidas también
se observa un cinetócoro que es el centro organizador de microtúbulos que se
forman durante la mitosis y que ayudan a unir los cromosomas con el huso
mitótico.
El Nucleolo
Se encuentra dentro del núcleo de células eucarióticas aparentemente sin
membrana delimitadora y asociado con una región específica de un cromosoma
llamado organizador nuclear, que al parecer atraviesa al nucleolo. Cuando la
célula eucariota permanece sin dividirse (período de interfase), el nucleolo se
puede observar al microscopio óptico como un organelo de color más oscuro, de
tamaño pequeño (1 a 7 micrómetros) y de forma redondeada. El nucleolo está
compuesto por de proteína, ARN y ADN.
El tamaño y la morfología de los nucleolos varía en función de la especie, del tipo
celular y del estado fisiológico de la célula. Es así como su número y tamaño
aumentan durante la síntesis de proteínas. Durante la división celular el nucleolo
desaparece. La función del nucleolo es la síntesis de ribosomas. En las células
procariotas el nucleolo está ausente.
El Retículo Endoplasmático
Figura 36 Retículo endoplasmático
Se encuentra en todas las células eucariotas y ocupa hasta el 10% del espacio
interior de éstas. Se trata de un sistema de membranas cuyas dimensiones
dependen del estado fisiológico de la célula: es más reducido en las células poco
activas o poco diferenciadas.
El retículo endoplasmático forma una red de pequeños canales múltiples,
comunicantes entre sí, que atraviesan el citoplasma y van desde la membrana
nuclear hasta la membrana plasmática. Su función consiste en transportar
materiales dentro de la célula a manera de un sistema circulatorio. En puntos
diversos forma pequeñas cavidades o vesículas, y está constituido por una doble
lámina que limita dos espacios: el citoplasmático y el reticular. El espacio que
queda limitado en el interior se denomina lumen.
La membrana externa puede ser rugosa, con la presencia de ribosomas y se
denomina retículo endoplasmático rugoso, o lisa carente de ribosomas y en este
caso se denomina retículo endoplasmático liso. El retículo endoplasmático liso es
responsable de: la síntesis de fosfolípidos y colesterol y el procesamiento de
sustancias tóxicas procedentes del exterior de la célula. La actividad del retículo
endoplasmático rugoso está estrechamente relacionada con la síntesis de
proteínas y viene determinada por la presencia de ribosomas.
Ribosomas
Son organelos compactos y globulares, se encuentran tanto en las células
procariotas como en las eucariotas. Están compuestos por ARN y proteínas. Son
unos gránulos cuyas dimensiones se miden en millonésimas de milímetro, se
hallan situados sobre las membranas del retículo endoplasmático rugoso o sobre
la cara externa de la membrana nuclear, o incluso aislados en el plasma.
Figura 37 Ribosoma
En los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas, es decir, la unión de los
aminoácidos de una proteína siguiendo una secuencia establecida genéticamente.
Mitocondrias
Son minúsculos orgánelos celulares, se hallan, generalmente en gran número, en
casi todas las células vegetales y animales (células eucariotas). Las mitocondrias
Suelen tener forma de saco tubular, ovalado. Observadas al microscopio
electrónico presentan dos membranas separadas
Figura 38 Mitocondria
La membrana interna presenta crestas o repliegues hacia el interior que aumentan
la superficie de la membrana. Contiene numerosas proteínas de transporte y otras
con funciones muy especializadas, como los complejos que forman la cadena
respiratoria y el ATP (trifosfato de adenosina)
La membrana externa. Contiene numerosas proteínas que regulan los
intercambios de sustancias con el citosol (parte líquida del ciptoplasma). Se
destacan las proteínas de canal, las cuales forman grandes poros que la hacen
muy permeable.
Las mitocondrias se constituyen en fábricas de energía celular; ellas extraen la
energía de las moléculas alimenticias y la almacenan en forma de ATP, dicha
energía es utilizada en todos los procesos metabólicos, ésto se lleva a cabo a
través de la respiración celular. El proceso de oxidación de alimentos se constituye
en la respiración celular aerobia, y consiste en una serie de reacciones catalizadas
enzimáticamente y tiene como propósito la producción de energía biológicamente
útil ATP en células que viven en presencia de oxígeno.
En este proceso, se transfieren electrones desde la glucosa (molécula proveniente
del alimento) hasta el oxígeno molecular para producir energía, bióxido de carbono
y agua
Glucosa + 6O2 CO2 + 6H2O + 36 ATP
Aparato de Golgi Es un organelo común a todas las células eucariotas y está
especialmente desarrollado en aquellas que tienen actividad secretora.
Figura 39 Aparato de Golgi
El aparato de Golgi se deriva del retículo endoplasmático y está constituido por
una serie de cavidades planas paralelas, delimitadas por una membrana, en cuya
periferia hay unas vesículas llamadas asimismo de Golgi.
La función del aparato de Golgi consiste en:
El aislamiento dentro del citoplasma y mediante una membrana, de algunas
sustancias (por ejemplo separa proteínas, de lípidos)
Empacar esas sustancias en las vesículas con el fin de llevarlas al interior
del propio citoplasma o a su parte exterior.
Intervenir en los procesos de secreción y la excreción celular
Proteger a la célula de la acción tóxica de determinadas sustancias.
Intervenir en la formación de los lisosomas
Vacuolas
Las vacuolas son organelos abundantes en las células vegetales y bastante
escasos y muy pequeños en las células animales. Están rodeadas de una
membrana denominada tonoplasto y en su interior se encuentra una sustancia
fluida de composición variable. Las vacuolas pueden ocupar entre un 5 y un 90%
del volumen celular, aunque, de hecho, casi siempre es superior al 30%.
Desempeñan funciones muy diversas, hasta el punto de que en una misma célula
pueden encontrarse vacuolas con funciones distintas.
En las células vegetales las vacuolas intervienen en los siguientes procesos:
Constituyen reservas de sustancias nutritivas (azúcares, grasas), que están
a disposición de las necesidades de la célula.
Actúan como almacenes de productos tóxicos para la célula.
Dan soporte a la célula.
Contribuyen al crecimiento de los tejidos.
En organismos unicelulares sirven para realizar el proceso digestivo.
Eliminan el exceso de agua que entra a la célula.
Lisosomas
Los lisosomas son organelos característicos de las células eucariotas. Son más
abundantes en células animales.
Son pequeñas vesículas de forma y tamaño variables, aunque, por lo general, son
esféricas. Los lisosomas están limitados por una membrana y en su interior,
contienen enzimas como lipasas y nucleasas.
Los lisosomas se encargan de:
La hidrólisis de macromoléculas. Esas macromoléculas pueden proceder
del exterior de la célula por endocitosis, como las sustancias nutritivas que deben
digerirse.
Digerir organelos de la propia célula defectuosos, que no funcionan bien o
que envejecen
Destruir microorganismos como virus o bacterias nocivos para la célula.
Peroxisomas
Están presentes en las células eucariotas y pueden encontrarse dispersos por el
citoplasma o bien estrechamente relacionados con otros organelos como
mitocondrias o cloroplastos. Son organelos pequeños y esféricos, rodeados por
una membrana, contienen: enzimas oxidasas y catalasas.
Las funciones de los peroxisomas son:
Llevar a cabo reacciones oxidativas de degradación de ácidos grasos y
aminoácidos por acción de las oxidasas. Es así como, las oxidasas utilizan el
oxígeno molecular para eliminar átomos de hidrógeno de los sustratos. Como
resultado de esta oxidación en unos casos se obtiene agua y en otros peróxido de
hidrógeno.
Degradar el peróxido de hidrógeno sustancia que es muy tóxica para la
célula, por acción de la enzima catalasa, con la producción de agua y oxígeno.
Intervenir en reacciones de detoxificación (por ejemplo, gran parte del
etanol que bebemos es detoxificado por peroxisomas de células hepáticas)
Centrosomas y Centríolos
Los centrosomas están constituidos por un par de centriolos presentes en células
animales. Su función principal es formar las fibras del huso acromático en el
proceso de división celular
Figura 40 Centriolos y centrosomas
Los centriolos se encuentran en número par, son muy pequeños y de difícil
observación en el período de interfase. Observado con el microscopio electrónico,
cada centriolo aparece como un cilindro hueco, con un diámetro de 0,15 micras y
una longitud de 0,5 micras. La pared del centriolo está constituida por una serie de
agrupamientos de túbulos.Los centriolos se hacen visibles durante la división
celular, cuando desempeñan su función principal consistente en la producción del
huso mitótico. Forman también los cilios y flagelos de las células.
Plastos o Plastidios
Los plastos se encuentran exclusivamente en las células vegetales, tienen forma
de disco o esférica limitados por una membrana doble. Se agrupan en tres tipos:
cloroplastos, leucoplastos y cromoplastos.
Figura 41 El cloroplasto. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L
Los cloroplastos son característicos en vegetales y en algunas algas unicelulares.
Están rodeados por una membrana doble: la externa que presenta plegamientos o
crestas y es muy permeable, y la interna lisa, es decir sin crestas, menos
permeable que la externa y con numerosas proteínas especializadas en el
transporte selectivo de sustancias.
La membrana interna contiene un semifluido denominado estroma compuesto de
enzimas, ADN y ribosomas. Dentro del estroma se localizan unos sáculos
aplanados y membranosos, a los cuales en forma individual se les llama tilacoides
y contienen el pigmento verde o clorofila, así como otros pigmentos. Los tilacoides
tienden a formar apilamientos denominados grana, los cuales se conectan entre sí
formando una red de cavidades.
Los cloroplastos tienen como función realizar la fotosíntesis.
Leucoplastos: son estructuras incoloras o blancas que almacenan almidón, grasa,
proteínas y otras sustancias.
Cromoplastos: Dan color a las flores, la cáscara y la pulpa de muchos frutos y son
organelos con pigmentos de diferentes colores, excepto el verde.
Citoesqueleto
Presente en células eucariotas está compuesto por una red de fibras protéicas en
forma de microfilamentos, filamentos y microtúbulos gruesos.
Las funciones del citoesqueleto son:
Dar forma y sostén a la célula.
Facilitar el movimiento celular ameboideo y de migración por acción del
deslizamiento y ensamblado y desamblado de los microfilamentos y microtúbulos.
Ayudar al sostén, posición y movimiento de organelos. Participar en la
división celular al mover los cromosomas hacia las células hijas y al contraer el
citoplasma para su división.
Pared Celular
Presente en las células eucariotas vegetales y fúngicas, externa a la membrana
plasmática. Básicamente está compuesta de celulosa, y en menor cantidad de
otras sustancias como la hemicelulosa, los pectatos o pectinas, lignina, suberina,
cutina, proteínas, sales minerales y ceras. La pared celular cumple un papel
importante en la absorción, transpiración, secreción y traslocación. Sirve de
protección contra la desecación y de defensa contra bacterias y otros patógenos
Diferencias entre la célula eucariota vegetal y animal
La célula eucariota vegetal
Utiliza la materia inorgánica para sintetizar compuestos orgánicos.
Aprovecha la energía lumínica para que tenga lugar el proceso anterior.
Utiliza después la energía química de las moléculas orgánicas que ella ha
sintetizado.
Desarrolla un proceso de nutrición autótrofa.
Presenta pared celular.
Contiene plastos.
Tiene mayor número de vacuolas
La célula eucariota animal
No puede sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas.
No aprovecha la energía lumínica en la síntesis de moléculas orgánicas.
Depende de las moléculas orgánicas que toma del exterior y de la energía
química que estas contienen.
Desarrolla un proceso de nutrición heterótrofa.
Tiene mayor número de lisosomas.
Presenta centríolos.
ACTIVIDAD DE PROFUNDIZACIÓN
Situación de salida/ Metas para competencia:
El estudiante identifica, describe y analiza con propiedad las
características de los seres vivos, su estructura, función y diversidad.
Aspectos
Situación didáctica
procedimentales
Situación
Actividades de entrada:
Producto
Tiempo previsto de
desarrollo: 6 h
Carácter de la
actividad: individual
grupo colaborativo
máximo de 3 personas
Sistema de
interactividades:
º Elabore un mapa conceptual socialícelo en
pequeño grupo colaborativo a través del
aula Virtual y luego incorpore ajustes
basados en la realimentación resultante de
la socialización.
En su ejercicio deben aparecer los siguientes
conceptos que se encuentran sin orden
jerárquico y que usted debe reordenar y
organizar jerárquicamente agregando las
° Mapa
conceptual
en
Portafolio
de
desarrollo
personal y
enviado al
tutor y
socializado
Acompañamiento
Tutorial en Grupo de
curso asincrónica 1h
Recurso tecnológico
: aula virtual o
materiales impresos
Formato de
objetivación/
productos: Informe
con mapa conceptual
Sistema de
evaluación:
Sumativa
Heteroevaluación. PDP
Seguimiento: PDP
por parte del tutor
palabras enlace y los conectores:
en el aula
Virtual.
funciones de la célula, sistemas de
comunicación, sexual, relación, autótrofa,
ADN lineal , asexual, nutrición, respiración,
reproducción, mitosis, exocitosis, digestión,
movimiento, energía, heterótrofa,
fotosíntesis, mitocondrias, crecimiento,
procariota, endocitosis, respuestas,
transporte de membrana, pinocitosis,
meiosis, absorción, eucariota, estructuras
membranosas, citoesqueleto, ribosoma,
membrana nuclear, ADN de cadena doble
circular
Los resultados de la actividad se
incorporarán en su PDP y se publicarán en el
aula Virtual para socialización y
realimentación con el tutor y demás
compañeros.
Las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al
añadir sal a la ensalada estas se arrugan. Este proceso se debe a que el agua es
un medio hipotónico con relación a la savia de la lechuga por lo cual mediante el
proceso de:
a. Osmosis, entra agua al interior de las células de la lechuga para igualar
concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas, al añadirle la sal
del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las
hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo, lo que da lugar a
su plasmolisis.
b. Difusión simple, entra agua al interior de las células de la lechuga para
igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas, al añadirle
la sal del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso
inverso: las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo, lo que
da lugar a su plasmólisis.
c. Osmosis, sale agua del interior de las células de la lechuga para igualar
concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas, al añadirle la sal
del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso las
hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo.
d.Difusión facilitada, sale agua del interior de las células de la lechuga para
igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas, al añadirle
la sal del aliño, el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso
las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo
Lección 9 Procesos Celulares
El conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que
le permite a los seres vivos desarrollar sus actividades vitales . Se conoce
como
a. Homeostasis
b. Metabolismo
c. Nutrición
d. Respiración
º Nutrición Consiste en la captación de materia para crecer, reponer las partes de
la célula que estén envejecidas y disponer de materias primas para las distintas
actividades celulares y obtener la energía. Todos estos procesos se realizan
mediante reacciones bioquímicas.
º Metabolismo Es el conjunto de reacciones que se producen dentro de las células
de los seres vivos, estas reacciones son catalizadas por enzimas concretas. Hay
dos grupos de reacciones metabólicas: Anabolismo (síntesis) Es el conjunto de
reacciones cuyo objetivo es la obtención de moléculas complejas y ricas en
energía (glúcidos, ácidos grasos) a partir de moléculas simples. Estas reacciones
consumen energía que se incorpora a la molécula sintetizadadora, son reacciones
endergónicas. Catabolismo (degradación) El conjunto de transformaciones
bioquímicas que las células realizan a partir de moléculas energéticamente ricas.
Se produce energía química disponible para otras reacciones y se obtienen
productos
más
simples.
Son
reacciones
exergónicas.
La materia y la energía que proporciona la nutrición ponen en marcha todas las
reacciones metabólicas, el proceso comienza con la entrada de nutrientes del
exterior.
Respiración celular Es una oxidación de moléculas orgánicas para
suministrar energía a plantas y animales. La energía obtenida se utiliza para unir
un grupo de fosfatos de alta energía ADP y formar un portador de energía a corto
plazo el ATP. En las células vegetales la respiración se realiza a partir de la
glucosa obtenida en la fotosíntesis. En las animales, se realiza a partir de la
glucosa obtenida al ingerir los alimentos.
La respiración necesita:
Monómeros de la grandes biomoléculas (glucosa).
Moléculas transportadoras de electrones.
Molécula receptora que es el oxígeno.
Un espacio cerrado para que se lleve acabo la transferencia de electrones,
este espacio es la mitocondria.
Hay dos tipos de respiración: respiración aeróbica y respiración anaeróbica.
Respiración Aeróbica El oxígeno libre se utiliza para oxidar moléculas orgánicas y
convertirlas en bióxido de carbono y agua con alta liberación de energía.
Respiración Anaeróbica Respiración propia de levaduras, algunas bacterias
anaerobias, y ocasionalmente presente en los tejidos cuando no interviene el
oxígeno. El sustrato orgánico no está totalmente oxidado y la producción de
energía es baja al convertirse la glucosa de los tejidos musculares en ácido
pirúvico por glucólisis y también en ácido láctico, que luego puede oxidarse
cuando vuelve la presencia de oxígeno.
La fotosíntesis es el paso previo de los seres autótrofos para obtener la
materia que utilizará en procesos posteriores. Su objetivo es obtener moléculas
orgánicas (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas. Para que esto ocurra se
necesita:
Luz
Cloroplasto con pigmentos: cLección lorofila.
Moléculas transportadoras y receptoras de electrones
Sucede:
Al incidir la luz en la clorofila, se produce el desprendimiento de electrones
activados.
Las moléculas transportadoras de electrones los llevan hacia el aceptor
final.
En el espacio cerrado del cloroplasto se intercambian los electrones sin
dispersarse.
La eficacia es máxima.
Fase dependiente de la luz
El cloroplasto capta la energía lumínica que se invierte en:
Activar la clorofila para que se desprendan electrones.
Romper moléculas de agua.
Formar moléculas de ATP que contienen en sus enlaces la energía química
procedente de los electrones activados.
Fase independiente de la luz.
No requiere presencia de luz.
Se llama también fase de fijación del carbono porque se capta CO2
atmosférico, que se incorpora para formar glucosa, proceso que permitirá producir
almidón.
Los glúcidos (glucosa, almidón) obtenidos se utilizarán también en la
síntesis de otro tipo de biomoléculas como los aminoácidos, los lípidos y los
nucleótidos.
Relación Consiste en captar las condiciones del ambiente y elaborar las
respuestas más indicadas para sobrevivir en cada caso.
Las células deben presentar sensibilidad respecto a ciertos estímulos como son: la
luz, las sustancias químicas, el contacto con otros elementos. Las reacciones
frente a estos estímulos son respuestas. Ejemplo: el movimiento de corrientes
citoplasmáticas que provocan que la célula se pueda desplazar. Estos
desplazamientos se realizan mediante: seudópodos, cilios y flagelos.
Los seudópodos: son prolongaciones del citoplasma que arrastran y desplazan la
célula. Este movimiento característico de amebas y leucocitos se conoce como
ameboide. Se origina por variaciones de la viscosidad del citoplasma al pasar del
estado de sol al de gel, o por una disminución de la tensión superficial.
Cilios y flagelos: son tubos redondeados, que salen desde la membrana
plasmática y se prolongan fuera de la célula. Su movimiento es vibrátil. Los cilios
son pequeños y numerosos y el desplazamiento se produce por movimientos
bruscos como látigos. Los flagelos son de mayor tamaño, su cantidad es menor
(puede haber solo uno) y su movimiento es suave.
Otro tipo de respuesta ante condiciones ambientales muy desfavorables, es el de
algunas células que producen esporas (estructuras muy resistentes) las cuales
engloban una parte del citoplasma y el cromosoma para protegerlo y conservarlo.
Las esporas pueden resistir mucho tiempo y cuando las condiciones mejoran, las
esporas absorben agua, activan su metabolismo y la célula se reproduce.
Otros procesos celulares fundamentales son los de división celular: mitosis y
meiosis, los cuales por su importancia se tratan por separado.
El metabolismo se divide en dos procesos contrarios y relacionados entre si
(conjugados): catabolismo y anabolismo. Un ejemplo de catabolismo es la
glucólisis, mediante el cual la glucosa por reacciones enzimáticas se convierte
en dos moléculas de piruvato, capaces de seguir otras vías metabólicas y así
entregar energía al organismo. Según la anterior información podemos decir que
el anabolismo:
A. Es la transformación de moléculas orgánicas complejas en moléculas
sencillas con requerimiento de energía
B. Permite sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas sencillas
con requerimiento de energía
C. Permite sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas sencillas
con liberación de energía
D. Es la transformación de moléculas orgánicas complejas en moléculas
sencillas con liberación de energía
Unidad 1: Estructura, función y diversidad de los seres vivos
FASE DE TRANSFERENCIA
Meta: El estudiante identifica, describe y analiza con propiedad las características de
los seres vivos, su estructura, función y diversidad.
Aspectos procedimentales
Situación
Tiempo previsto de
desarrollo: 6.0 h
Carácter de la actividad :
individual 2.0 h
Sistema de
interactividades: Tutorial
individual asincrónica
Recurso tecnológico:
Aula virtual
Formato de bjetivación/
productos: Informe
Sistema de evaluación:
formativa, sumativa PDP
Situación didáctica
Producto:
Elabore una tabla comparativa para los
procesos de fotosíntesis y respiración
aeróbica teniendo en cuenta los
siguientes criterios para cada uno de los
procesos:
° Informe en
PDP para
seguimiento
tutorial
enviados al
tutor, y
socializadas
en el aula
Virtual
Fotosíntesis
Respiración
º En qué organelo se realiza?
º En qué tipo de células se realiza
º En qué tejidos se lleva acabo?
º Qué tipo de organismos la realizan?
º Qué se consume?
º Qué se libera?
º Cuáles son los productos finales?
º Escriba las reacciones químicas
° Qué condiciones se necesitan para
realizar el proceso?
º Cuál es la utilidad del proceso?
º Cuál es su importancia biológica?
Seguimiento: PDP por
parte del tutor y
sistematización enviada al
director nacional para
Incorpore a su portafolio observaciones
seguimiento y
pertinentes que le hayan aportado en
realimentación
PDG
Lección 10. División celular
Fase de Reconocimiento
Meta: El estudiante identifica los mecanismos de herencia.
Aspectos procedimentales
Situación 4
Situaciones didácticas
Productos:
° Informe con
Tiempo previsto de desarrollo: ° Sin consultar en fuentes
3 horas
documentales realice lo siguiente: listas
Actividad: individual 2h
Sistema de interactividades:
Pequeño grupo colaborativo
Recurso tecnológico:
Aula Virtual
Formato de objetivación/
productos: listas organizadas
Sistema de evaluación:
Formativa: autoevaluación y
Coevaluación
1. Organice una lista descendente
donde el elemento de arriba
contenga al que este
inmediatamente debajo,
seleccionando entre los siguientes
componentes: alelo, ADN,
nucleótido, gen, cromosoma,
núcleo, y consígnelos en PDP
para seguimiento tutorial.
organizadas
que debe
ubicar en el
PDP
2. Ordene en orden secuencial las
siguientes fases del proceso de
meiosis.
Metafase I, profase I, Telofase I,
Seguimiento: Autorregulación diacinesis, anafase I.
(no necesita enviar al tutor ni
Realizado el ejercicio confronte
a la dirección nacional)
fuentes documentales y analice su
nivel de acierto.
Según el tercer principio de la teoría celular, las células se originan a partir de
otras células; este proceso se denomina división celular. La división celular puede
ocurrir por mitosis en las células somáticas (las que forman el cuerpo) y tienen dos
juegos de cromosomas (2n) o por meiosis en las células germinativas que originan
los gametos (óvulo y espermatozoide) con número haploide (n) de cromosomas.
La división mitótica permite que de una célula madre se originen dos nuevas
células hijas, con las mismas características morfológicas y fisiológicas de la
célula preexistente. El objetivo de la división mitótica es conseguir la duplicación
de la célula de modo que las dos células hijas reciban la dotación cromosómica
idéntica a la de sus progenitores.
En los organismos unicelulares la división mitótica da origen a un nuevo
organismo. En los organismos multicelulares las células somáticas diploides se
reproducen para formar tejidos, órganos, para reemplazar las partes envejecidas,
desgastadas, muertas y para permitir el crecimiento del organismo. Las etapas a
través de las cuales pasa una célula de una división celular a otra constituyen el
ciclo de la célula. La duración y las características del ciclo celular son variables y
dependen del tipo de célula y de las circunstancias en que se desarrolla.
El Ciclo celular se divide en dos fases principales:
La interfase período durante el cual los cromosomas se duplican y
La mitosis fase en la cual los cromosomas duplicados se reparten en dos
núcleos
Al final de la mitosis ocurre la citocinesis cuando la célula se divide originando dos
células hijas.
Interfase La mayor parte del tiempo del ciclo celular transcurre en la etapa de
interfase durante la cual la célula duplica su tamaño y el contenido cromosómico,
la interfase puede durar horas, días o semanas según el tipo de célula.
Interfase en célula de cebolla
Interfase en célula animal
Figura 42 Ilustraciones comparativas de interfase
Tomadas de http://biology.nebrwesleyan.edu/benham/mitosis/index.html
All images are copyrighted 2001 by Dale M. Benham. However these images may be used
for educational, non-profit endeavors without permission.
En la etapa de interfase la célula está ocupada en la actividad metabólica
preparándose para la mitosis. Los cromosomas no se observan fácilmente en el
núcleo, mientras que el nucleolo puede ser visible como una mancha oscura
.Durante la interfase se sintetiza el ARN mensajero y ribosomal; se replica el ADN;
la célula animal puede contener un par de centríolos los cuales forman el huso
acromático.
Mitosis Aunque la mitosis es un proceso dinámico, secuencial y continuo por
razones prácticas para facilitar el análisis y la experimentación se divide en cuatro
fases o etapas: profase, metafase, anafase y telofase. Durante la mitosis hay
variación en el núcleo de la célula, los cromosomas duplicados se separan y se
producen dos núcleos cada uno con una copia fiel de cada cromosoma. La mitosis
a menudo se acompaña de citocinesis, proceso durante el cual la célula divide su
citoplasma produciendo dos células hijas con iguales organelos. La fase mitótica
(mitosis y citocinesis) generalmente dura 30 minutos.
Profase La célula parece más esférica y el citoplasma más viscoso. Al comienzo de
la profase los cordones de cromatina se enrollan lentamente y se condensan,
aparecen los cromosomas.
Profase en célula de cebolla
Profase en célula animal
Figura 43 Ilustraciones comparativas de profase
En esta fase los cromosomas están agrupados por parejas llamándose a cada uno
de los dos que conforman el par, cromosoma homólogo (tienen igual longitud,
igual posición del centrómero e iguales genes), y cada cromosoma del par está a
su vez constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero. En las células de
la mayoría de los organismos, exceptuando las plantas superiores se ven dos
pares de centríolos a un lado del núcleo, fuera de la envoltura nuclear. Durante la
profase los pares de centríolos empiezan a alejarse el uno del otro, y a medida
que éstos se separan aparecen entre ambos pares de centríolos las fibras del
huso acromático, consistentes en microtúbulos y otras proteínas. Los nucléolos
dejan de ser visibles. La envoltura nuclear se disgrega. Al terminar la profase, los
cromosomas se han condensado por completo, los pares de centríolos están en
extremos opuestos de la célula. El huso se ha formado por completo.
Metafase En etapa de metafase cada cromosoma se une a dos fibras del huso,
provenientes cada una de un polo, y se alinean en el plano ecuatorial, es decir, en
el centro de la célula
Metafase en célula de cebolla
Metafase en célula animal
Figura 44 Ilustraciones comparativas de metafase
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Anafase
Anafase en célula de cebolla
Anafase en célula animal
Figura 45 Ilustraciones comparativas de anafase
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Mientras se ha ido formando el huso acromático, los cromosomas se han dividido
en dos mitades o cromátidas, las dos cromátidas se separan, arrastradas por los
filamentos tractores del huso acromático y se dirigen a los dos polos de la célula,
convertidos ya en cromosomas hijos.
Telofase Los cromosomas se sitúan en cada polo, las fibras del huso se dispersan
por el citoplasma, se inicia la formación de las envolturas nucleares que rodearán
a los dos núcleos hijos. Los cromosomas se tornan difusos, pues se empiezan a
desenrollar. Aparece un nucleolo en cada polo, se inicia la citocinesis (división del
citoplasma por la mitad), se forman dos células hijas.
Telofase en célula de cebolla
Telofase en célula animal
Figura 46 Ilustraciones comparativas de telofase
Citocinesis Etapa de la división celular que consiste en la división del citoplasma. El
proceso visible de la citocinesis suele empezar en la telofase de la mitosis y por lo
general divide la célula en dos partes más o menos iguales. La citocinesis difiere
en ciertos aspectos en células animales y vegetales.
En las células animales, durante la telofase, la membrana celular empieza a
estrecharse en la zona donde estaba el ecuador del huso. Al principio se forma en
la superficie una depresión, que poco a poco se va profundizando para convertirse
en un surco hasta que la conexión entre las células hijas queda reducida a un hilo
fino, que no tarda en romperse para así separar las dos células hijas.
En las células vegetales, este proceso es un tanto diferente, puesto que estas
células presentan externamente a la membrana plasmática, una pared bastante
rígida. En este caso, la citocinesis se produce por la formación de un tabique entre
los dos nuevos núcleos, este tabique va creciendo desde el centro hacia la
periferia de la célula, hasta que sus membranas hacen contacto con la membrana
plasmática, con la que posteriormente se fusionan completándose la división
celular.
Meiosis I
La meiosis se realiza siempre en las células sexuales o gametos, a diferencia de
la mitosis que se realiza en las células somáticas. Las células sexuales o gametos
a diferencia de las células somáticas que contienen doble juego de cromosomas,
sólo contienen un juego de cromosomas (n) o número haploide. La meiosis es la
división celular por la cual se obtienen cuatro células hijas (gametos) con la mitad
de los juegos cromosómicos que tenía la célula madre o germinativa, conservando
toda la información genética de los progenitores.
El proceso de meiosis ocurre en dos fases meiosis l meiosis II, cada una de las
cuales consta de las mismas etapas que la mitosis con algunas diferencias en la
profase I.En la célula germinativa existen dos juegos de cromosomas o material
genético, uno de origen paterno y otro de origen materno. En la Profase I, cada
par de cromosomas se aparea con su homólogo, formando lo que se denomina
una tétrada, es decir cuatro cromátidas y dos centrómeros. Este apareamiento es
una característica propia de la meiosis y tiene importancia porque ocurre el
entrecruzamiento de cromátidas (no hermanas) de origen materno y paterno o
recombinación genética que permite la variabilidad
La meiosis ocurre mediante dos mitosis consecutivas: La primera división de la
célula germinativa es reduccional y el resultado es la formación de dos células
hijas cada una con un número "n" cromosomas. La segunda división es una
división mitótica normal al final se obtienen cuatro gametos haploides a partir de la
célula madre diploide.
Interfase
Figura 47 Célula animal en Interfase en meiosis I
La célula sexual se prepara para la división hay replicación del ADN. En las
células animales se pueden observar dos centrosomas cada uno conteniendo un
par de centríolos. Desde los centrosomas se extienden los microtúbulos que son
sitios de formación del huso acromático. En las células vegetales no hay
centrosomas.
Profase I Es la fase más larga y compleja de la meiosis. Durante la profase I se
presenta compactación y acortamiento de los cromosomas, los cromosomas
homólogos duplicados durante la interfase, se disponen uno al lado del otro.
Ocurre un proceso de apareamiento para formar parejas (diploides = 2n) o pares
de cromosomas, un par materno y el otro par paterno.
Figura 48
Figura 49 Profase I b
Ambos pares de cromosomas llevan el mismo tipo de genes y codifican un mismo
tipo de información, aunque en uno de los alelos ésta puede ser de carácter
dominante y en el otro puede ser recesiva. Ejemplo un alelo A dominante para la
información color de los ojos en el par cromosómico paterno y un alelo a recesivo
para la misma información en el par cromosómico materno. A través del
microscopio se puede observar cada cromosoma formado por dos cromátidas y un
centrómero.
Figura 50 Esquema con representación de
cromosomas con alelos para un carácter
Figura 51 Esquema con representación de
entrecruzamiento de cromosomas no hermanos
Las cromátidas no hermanas (una procedente del padre y otra de la madre) se
enrollan una alrededor de la otra, formando una región denominada quiasma en
donde se puede presentar entrecruzamiento de cromosomas homólogos. Durante
el entrecruzamiento un fragmento de una cromátida puede separarse e
intercambiarse por otro fragmento de su correspondiente homólogo, con el
consecuente intercambio de genes. Esta recombinación genética entre los
cromosomas, permite la variabilidad y de esta manera mejorar las características
de la descendencia. Este apareamiento que se realiza a lo largo del cromosoma,
alelo por alelo, en toda su extensión, se denomina sinapsis.
Figura 52 Esquema con
Figura 53 profase I c Formación de tétradas en
representación de cromosomas
la profase l
no hermanos en sinapsis
Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L
El resultado del proceso de sinapsis son las tétradas o pares bivalentes, es decir
que cada par de cromosomas está formados por 4 cromátidas y dos centrómeros.
Al final de la profase I el nucleolo y la membrana nuclear han desaparecido y en el
citoplasma se forma el huso acromático.
Metafase l
Figura 54 metafase I
Desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. Las tétradas se alinean en el
plano ecuatorial. La alineación es al azar. Esto quiere decir que hay un 50% de
posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre
por cada cromosoma.
Figura 55 anafase I a
anafase Ib
Anafase l Las tétradas se separan y los cromosomas se desplazan hacia los polos
opuestos, el huso acromático desaparece, se forman cromosomas hijos haploides
con dos cromátidas cada uno.
Telofase I y Citocinesis I
Figura 56 Telofase I
Figura 57 Citocinesis I
Figura Citocinesis I
Fuente diseñado por Carmen Eugenia Piña
Ocurre la primera división meiótica. Se forman núcleos hijos alrededor de los
cromosomas que se encuentran en los polos, el citoplasma se divide en dos
(citocinesis) para formar las dos células hijas con número haploide de
cromosomas
Meiosis II Cada célula resultante de la primera división realizará la segunda
división meiótica. El número de cromosomas es haploide y la cromatina de cada
cromosoma sufrió recombinación genética.
Intercinesis La fase de intercinesis o preparación de la célula es muy rápida. No
hay duplicación del ADN por lo tanto no hay duplicación de cromosomas.
Profase II
Figuras 58 profase II
Empiezan a desaparecer la membrana nuclear y el nucleolo, se vuelve a formar el
huso acromático, los cromosomas se condensan más, y su número es haploide.
Metafase II La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen. Los cromosomas
dobles se alinean en el plano ecuatorial, los centrómeros se encuentran asociados
a las fibras de polos opuestos
Figuras 59 metafase II
Anafase II Las cromátidas se separan, se forman dos cromosomas hijos, los
cromosomas hijos emigran hacia los polos
Figuras 60 anafase II
Telofase II y Citocinesis
Figuras 61 telofase II
Se forman cuatro núcleos rodeados de membrana nuclear y con número de
cromosomas haploides, las células se dividen por segunda vez por medio de la
citocinesis.
Figuras 62 citocinesis II
División Directa o Amitosis
Amitosis
Es un tipo de reproducción asexual que se da en los animales unicelulares. En
este tipo de reproducción el organismo se divide en dos y cada célula resultante
tiene las mismas características genéticas de la célula madre. Hay tres tipos de
amitosis: fisión binaria o bipartición, gemación y esporulación.
Fisión binaria o Bipartición Es un tipo de reproducción celular por medio de la cual
una célula se divide en dos partes iguales estas se separan de la madre formando
un núcleo propio y transformándose en otros organismos mas pequeños pero
genéticamente idénticos a la madre. Es característico de organismos procariotas
como las bacterias
Gemación En este tipo de reproducción se forma una protuberancia o yema en la
pared de la célula madre. Estas pequeñas protuberancias crecen llevándose a la
vez una parte del núcleo y del citoplasma de la célula madre. Finalmente se
desprenden y forman nuevos organismos. Ej.: la levadura
Esporulación Es el tercer tipo de amitosis y se da cuando el núcleo de una célula
se divide en muchas partes pequeñas. Estas se cubren con citoplasma formando
esporas que pueden permanecer latentes cuando se presentan condiciones
adversas. Cuando las condiciones son adecuadas o para su desarrollo, se dividen
formando nuevas organismos con la misma información genética.
Capitulo 3 Organismos Pluricelulares y Unicelulares
Lección 11 Tejidos, órganos y sistemas
Los tejidos son grupos de células con un origen común, que cumplen una función
específica dentro de un organismo.Detectar, transmitir, analizar y dar respuesta a
las variaciones internas y externas, coordinar el funcionamiento de todas las
funciones del organismo, es función del tejido:
A. Oseo
B. Conectivo
C. Nervioso
D. Cartilaginoso
La célula es el nivel de organización básico de los seres vivos que interesa a la
biología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y estas en
células. Las células forman tejidos y estos órganos, que a su vez se reúnen en
sistemas, como el digestivo o el circulatorio entre otros. Un organismo vivo está
formado por varios sistemas anatómico fisiológicos íntimamente unidos entre sí.
Tejidos animales
Los tejidos son grupos de células con un origen común, que cumplen una función
específica dentro de un organismo. La ciencia que estudia los tejidos se denomina
Histología. En los animales se encuentran básicamente cuatro tipos de tejidos:
Epitelial,
Conectivo,
Nervioso
Muscular.
Tejido epitelial
El tejido epitelial según su función puede ser: tejido de revestimiento y tejido
glandular, aunque puede tener función mixta.
Tejido epitelial de revestimiento
Epitelio simple cúbico
Epitelio cilindrico simple
Epitelio seudoestratificado ciliado
Figuras 63 http://facvet.lugo.usc.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.htm
Se encuentra cubriendo la piel, u órganos internos como: el sistema digestivo,
urinario, respiratorio y los vasos sanguíneos. Tiene función sensitiva, protectora
contra daños mecánicos, de defensa al impedir la entrada de microorganismos, y
en el intestino tiene función de absorción.
Tejido epitelial glandular
Especializado en secretar sustancias a la sangre o al exterior del organismo se
encuentra en las glándulas endocrinas y exocrinas.
Glándula mucosa de la
glándula mamaria
Glándula serosa del
páncreas
Glándula sebácea del
oído
Fiuras 64 http://facvet.lugo.usc.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.htm
Tejido conectivo
Puede ser de tres tipos: conjuntivo, cartilaginoso, y óseo.
Tejido conjuntivo
Tejido conjuntivo esófago
Tejido conjuntivo elastico en
arteria
Figuras 65 http://facvet.lugo.usc.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.htm
Forma la dermis de la piel, se encuentra en las submucosas de órganos como
pulmones, corazón, órganos digestivos, en la parte interna de los vasos
sanguíneos, en los tendones, en el tejido adiposo donde almacena grasa. Sus
funciones son: sostén, defensa, protección, reparación, transporte de metabolitos,
rellenar los espacios entre tejidos u órganos.
Tejido cartilaginoso
Figura 66
http://facvet.lugo.usc.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.htm
Es un tejido de sostén y soporte, se encuentra en el esqueleto de embriones en el
tabique nasal, laringe, tráquea, bronquios, en los discos intervertebrales, en los
meniscos de la rodilla. Es menos resistente y rígido que el óseo.
Tejido óseo forma los huesos del cuerpo, tiene funciones de sostén, mecánica, y
protección de órganos blandos. Es bastante rígido y resistente.
Tejido nervioso
Figura 67 Tomado de:
http://www.joseacortes.com/galeriaimag/index.htm.joseacortes.com/galeriaimag/index.htm
Se encuentra formando todo el sistema nervioso (encéfalo, médula espinal,
nervios), está formado por dos tipos de células: neuronas y células de glia.
Las principales funciones del tejido nervioso son: Detectar, transmitir, analizar y
dar respuesta a las variaciones internas y externas. Coordinar el funcionamiento
de todas las funciones del organismo. Servir de sostén, nutrición y defensa del
tejido nervioso función a cargo de las células de glia.
Las neuronas o células nerviosas reciben información del exterior, se comunican entre si a
través de sinapsis, deciden y actúan. Las sinapsis pueden producir mensajes excitatorios o
inhibitorios.
Las células de glia forman el tejido de sostén del sistema nervioso y son de tres tipos:
astroglia, oligondendroglia cuya función es sostener y nutrir el sistema nervioso, además de
formar la barrera hematoencefálica al adherirse a vasos sanguíneos y microglía encargadas
de fagocitar los elementos nocivos para el sistema nervioso.
Tejido muscular
Hay tres tipos de tejido muscular: liso, esquelético o estriado y cardiaco.
Tejido muscular liso Se encuentra en los vasos sanguíneos, en las paredes del
sistema digestivo, en la vejiga urinaria, en el útero y en el sistema respiratorio. Sus
contracciones son lentas e involuntarias.
Tejido muscular liso
Figura 68 Tomado de: http://www.joseacortes.com/galeriaimag/index.htm
Tejido muscular estriado
Se encuentra cubriendo los huesos del esqueleto, y en los esfínteres. Sus
contracciones son rápidas y permiten el movimiento de las diferentes partes del
cuerpo.
Tejido muscular cardiaco
Es una variación del estriado, se encuentra en el corazón, permite mantener el
latido cardiaco, sus contracciones son rápidas e involuntarias.
Lección 12 Tejidos Vegetales
Las células vegetales se agrupan, al igual que las de los animales, formando
tejidos.
Las plantas vasculares, adaptadas a la vida terrestre y aérea presentan tejidos
diferenciados.
Los tipos de tejidos vegetales son:
Meristemático,
protector,
parenquimático,
conductor y
de sostén
Tejidos meristemáticos
Son tejidos formados por células embrionarias con gran capacidad de división
mitótica, permiten el crecimiento de las plantas. Pueden ser de dos tipos: primario
y secundario.
Tejido meristemático en mitosis de cebolla
El tejido meristemático primario se encuentra en la raíz, tallo, yemas (botones).
Son responsables del crecimiento longitudinal de la planta. El tejido meristemático
secundario se encuentra en toda la planta y es responsable de su crecimiento en
grosor.
Tejidos protectores
Tienen como función proteger a la planta de la desecación y de factores externos
que puedan agredirla. Pueden estar localizados en la epidermis, corcho y
endodermis de raíces, tallos y hojas. Las células epidérmicas forman una capa
continua sobre la superficie del cuerpo de la planta. Su forma frecuentemente es
tubular.
Figura 72 Tejido epidermal de bulbo de cebolla
Fuente:Carmen Eugenia Piña
Figura 73 Tejido epidermal con estomas
Tomado de: http://www.joseacortes.com/
galeriaimag/ index.htm
Tejidos parenquimáticos
Tienen como función la producción y almacenamiento de alimento, la reserva de
aire y agua, se divide en: clorofílico, de almacenamiento, aerífero y acuífero. La
forma de sus células puede ser poliédrica, estrellada o alargada.
Tejido parenquimático clorofílico o clorénquima se encuentra en las hojas y tallos
verdes; tiene como función realizar la fotosíntesis por lo que presenta muchos
cloroplastos.
Figura 74 Tejido epidermal y
parenquimático en hoja de
Elodea 40X
Tejido epidermal y
parenquimático en hoja de
Elodea 100X
Tejido parenquimático de almacenamiento tiene como función almacenar almidones
como en la papa, lípidos, proteínas. Se encuentra en raíces, bulbos, tallos
subterráneos como tubérculos y rizomas y en las semillas.
Figura 75 Tejido parenquimático en
corte de papa 40X
Tejido parenquimático aerífero se localiza en las plantas acuáticas tiene como
función almacenar agua permitiéndole a la planta flotar y realizar el intercambio
gaseoso.
Tejido parenquimático acuífero se presenta en plantas que viven en ambientes
secos y necesitan de un tejido que almacene grandes reservas de agua. Es el
caso de los cactus.
Tejidos conductores
Tienen como función el transporte de agua y sustancias minerales. Se divide en
dos tipos: Xilema y Floema.
Xilema
Xilema está formado por células muertas y endurecidas por lignina tiene como
función conducir el agua y los minerales del suelo, desde la raíz hasta las hojas,
además de servir de sostén a la planta.
El crecimiento de los árboles se debe a la formación de nuevos canales de xilema
que cada año van formando un anillo de crecimiento en el tronco. Al realizar un
corte transversal de un tronco y observar los anillos se puede calcular la edad del
árbol.
Floema está formado por células vivas ubicadas en la parte externa del xilema,
tienen como función conducir el alimento (azúcares y proteínas) desde las hojas
hacia el resto de la planta.
Tejido de sostén como su nombre lo indica permite a la planta mantenerse erguida.
Hay dos tipos de tejido de sostén: colénquima y esclerénquima.
Colénquima
Colénquima está formada por células vivas. Se encuentra en tallos y hojas de
plantas jovénes y herbáceas.
Esclerénquima está formado por células muertas. Se encuentra en plantas leñosas
y adultas, íntimamente relacionado con el parénquima.
Lección 13 Estructura y Funciones Animales
Órgano: Es un conjunto de tejidos que realizan una o varias funciones específicas.
Sin embargo hay órganos que funcionan como parte de un grupo de órganos
denominado sistema.
Sistema: Es el conjunto de órganos homogéneos, relacionados entre sí, cada uno
desarrolla actividades específicas para cumplir con una función común
Aparato: Es el conjunto de órganos heterogéneos relacionados entre sí para que
cumplir una función común
Todos los sistemas, digestivo, circulatorio, respiratorio, excretor, nervioso,
endocrino, reproductivo, urinario, muscular y óseo interactúan para mantener en
óptimo funcionamiento el organismo y ninguno de ellos funcionaría aisladamente.
Por razones prácticas explicativas se analiza a continuación cada sistema .
Sistema digestivo del hombre
Todos los seres vivos, deben tomar del medio exterior los alimentos necesarios
para obtener la energía requerida para realizar sus funciones y mantenerse con
vida. Para poder utilizar los alimentos y convertirlos en energía el organismo
realiza la función de la nutrición.
Existen dos tipos de nutrición: autótrofa cuando los organismos producen su
propio alimento como en el caso de las plantas y heterótrofa cuando el organismo
necesita alimentarse de sustancias orgánicas ya elaboradas por las plantas o de
otros organismos heterótrofos. Estas sustancias reciben el nombre de nutrientes y
el conjunto de procesos que se llevan a cabo para obtenerlas y utilizarlas se llama
nutrición.
La nutrición comprende siete procesos: ingestión, digestión, absorción, circulación,
respiración, asimilación y secreción.
La ingestión es la toma de alimentos del medio, la digestión consiste en
transformar los alimentos ingeridos en moléculas más pequeñas: los nutrientes,
que pueden ser fácilmente absorbidos y distribuidos por todo el organismo.
Podemos diferenciar dos tipos de digestion: la digestion mécanica, llevada a cabo
por los dientes y por los movimientos peristálticos, que son movimientos
musculares involuntarios que se originan para transportar el bolo alimenticio del
esófago al estómago, y la digestión química, que es llevada a cabo por las
enzimas y los jugos gastricos, que aceleran las reacciones químicas del
metabolismo y transforman las macromoleculas de los alimentos en moleculas
más simples.
El proceso de nutrición se realiza a través de los órganos que conforman el
sistema digestivo. El sistema digestivo esta formado por un tubo largo y
musculoso que comienza en la boca y termina en el ano.
Figura 78 Representación de la boca
Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L.
Figura 79 Representación del sistema digestivo
Figura 80 Representación de los esfínteres cardias y piloro
Tabla Estructura y función del sistema digestivo de los mamíferos
Órgano
Función
Boca compuesta de:
Aprehensión e ingestión del alimento, mezcla con la saliva y trituración física de
labios, cavidad bucal,
los alimentos, desdoblamiento parcial de carbohidratos por acción de la enzima
lengua, dientes,
amilasa salival, formación y deglución del bolo alimenticio hacia la faringe.
glándulas salivares
Faringe
Órgano común para los sistemas digestivo y respiratorio Comunicación de la
cavidad bucal con el esófago durante la deglución con mecanismos de oclusión
de los orificios que comunican con el sistema respiratorio.
Esófago
Transporte del bolo alimenticio del esófago al estómago a través del cardias
(primer esfínter que los comunica) mediante movimientos peristálticos.
Estómago
Mezcla del bolo alimenticio con la enzima pepsina y con el ácido clorhídrico este
último cumple acción bactericida y proporciona el pH ácido adecuado para
acción de la pepsina sobre las proteínas para convertirlas en peptonas
(digestión), formación del quimo y paso de éste a través del píloro (segundo
esfínter) al intestino delgado.
Intestino delgado
formado por tres
partes:
Duodeno,
yeyuno e
íleon con sus
microvellosidades
Mezcla del quimo con:
sales biliares provenientes del hígado,
bicarbonato de sodio secretado por el páncreas para neutralizar la
acidez del quimo y proporcionar el pH adecuado para la acción de las enzimas
pancreáticas e intestinales.
jugo pancreático proveniente del páncreas y
jugo intestinal (entérico).
El jugo pancreático e intestinal contienen diferentes tipos de enzimas que
continúan con el proceso digestivo
El jugo entérico contiene la lipasa entérica, la amilasa entérica y peptidasas,
enzimas que continúan realizando el proceso digestivo es decir, convirtiendo las
macromoléculas en moléculas de fácil absorción por las vellosidades del
intestino delgado.
El intestino delgado presenta tres tipos de movimientos:
* oscilatorios o pendulares que permiten la mezcla del quimo con las enzimas de
los jugos enterico y pancreático y con la bilis.
* segmentarios dividen el quimo en fracciones más pequeñas
* Peristálticos o evacuantes permiten que el quimo avance de la parte anterior
hacia la parte posterior. Hay también movimientos antiperistálticos que
devuelven el quimo en sentido contario.Todos estos movimientos tienen como
finalidad favorecer la digestíón y absorción de los nutrientes.En las paredes del
intestino se lleva a cabo la absorción que es el paso de los nutrientes (azúcares
simples, ácidos grasos, glicerina, aminoácidos, y vitaminas; parte del agua y
algunas sales minerales), por difusión al torrente sanguíneo y a la linfa para ser
distribuidos por todas las células y tejidos.
Intestino grueso
Reabsorción de agua y minerales,
Formación de heces
formado por el colon y Almacenamiento de heces
el recto
Glándulas anexas
Hígado
Páncreas
Vesícula biliar
Productor de bilis
Secreta bicarbonato de sodio y jugo pancreático. El jugo pancreático contiene: la
lipasa pancreática que actúa desdoblando las grasas previamente emulsificadas
por las sales biliares almacenadas en la vesícula biliar, las proteasas como el
tripsinógeno que actúa sobre las peptonas convirtiéndolas en péptidos y
aminoácidos , la amilasa pancreática que actúa sobre los azúcares
degradándolos a fructuosa, glucosa o galactosa.
Organo de almacenamiento de la bilis.
Animación Sistema digestivo
Sistema Circulatorio
Figura 81 Representación del sistema circulatorio
Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L
El sistema circulatorio comprende el corazón que hace las veces de bomba
impelente y el sistema vascular (arterias y venas) por donde circula la sangre
El sistema cardiovascular contiene la sangre y es el encargado de transportar
nutrientes y oxígeno a los tejidos y órganos y de recoger bióxido de carbono y
sustancias de desecho productos del metabolismo y llevarlas a los sistemas
excretores. Este sistema transportador de líquido conserva la homeostasia interna
del organismo.
Tabla: Estructura y función del sistema circulatorio de los mamíferos
Estructura
a) Sangre con sus
componentes:
Es un tejido formado por una
parte sólida: las células
sanguíneas de tres tipos:
Eritrocitos o glóbulos rojos,
leucocitos o glóbulos blancos,
y las plaquetas y por una
parte líquida el plasma.
Eritrocitos o glóbulos rojos
Función
Respiración
Vinculación con sistema
respiratorio
Defensa,
Nutrición, vinculación
con sistema digestivo.
Excreción de productos
del metabolismo a
órganos de excreción
vinculación con sistemas
excretores
Regulación de pH
Regulación de presión
osmótica
Transporte de hormonas
vinculación con sistema
endocrino
Regulación de presión
sanguínea.
Complementación
El 55% de la sangre es un líquido
amarillo denominado plasma, el otro
45% son los componentes celulares
En el plasma se encuentran proteinas
como la albumina cuya función es
mantener la presión ósmotica de la
samgre; el fribrinógeno y la
protrombina que participan en la
coagulación de la sangre y algunas
globulinas que defienden el organismo
de agentes extraños.
La cantidad de sangre que circula por
el cuerpo es aproximadamente 1/12
del peso coprporal
Ejemplo, en un adulto de
aproximadamente 60 kilos de peso
circulan 5 litros de sangre
*Transporte de oxígeno y * Su forma es biconcava los que les
nutrientes a todos los
proporciona una mayor superficie de
tejidos del organismo.
intercambio de oxígeno por dióxido de
carbono en los tejidos.
*Recoger bióxido de
carbono y sustancias de * Contienen la hemoglobina una
desecho
proteina que contiene hierro y les da la
coloración roja y es la encargada de
recoger el oxígeno de los pulmones
donde se encuentra en alta
concentración para luego liberarlo en
los tejidos.
* Carecen de núcleo en el torrente
sanguíneo. Constituyen el 40-45 % de
la sangre
* En el hombre la cantidad varía entre
5 a 5,5 y en la mujer 4,5 a 5 millones
por cc3 de sangre
Leucocitos o glóbulos blancos
Defender el organismo
de infecciones
ocasionadas por la
entrada de
microorganismos
patógenos, alergenos,
mediante el proceso de
El número de leucocitos es mucho
menor que el de eritrocitos
Su cantidad varía entre 4.600 a 6.000
por cc3 de sangre
fagocitosis
Son de cinco tipos:
Eosinófilos, Basófilos, Neutrófilos con
gránulos en el citoplasma y con un solo
núcleo lóbulado por lo que se les
denomina polinucleados; Linfocitos y
Monocitos carecen de gránulos en sus
citoplasma poseen un núcleo único no
lóbulados.
Intervienen en la
* Son fragmentos celulares, su número
coagulación de la sangre esta comprendido entre 200.000 a
300.000 po rcc3 de sangre
Plaquetas
Corazón
Figura 82 Representación del corazón
Estructura
b) Corazón: un órgano
Función
Bombear la sangre a todo el
Complementación
El ventrículo izquierdo es
muscular hueco (miocardio)
con cuatro cavidades: dos
superiores las aurículas y dos
inferiores los ventrículos
cuenta además con dos
válvulas: la tricúspide que
comunica la aurícula derecha
con el ventrículo derecho y la
bicúspide que comunica la
aurícula izquierda con el
ventrículo izquierdo
cuerpo.
El corazón funciona
ritmicamente para impulsar la
sangre a todo el cuerpo
durante la fase de contracción
o sistole y para su llenado en
la fase de relajación o diástole
más grande que el derecho
pues es el que bombea la
sangre a todo el cuerpo,
mientras que el derecho
sólo bombea la sangre a
los pulmones.
La función de las válvulas
es impedir el retroceso de
la sangre
El corazón expulsa 5 litros
de sangre por minuto
Principales Venas y Arterias
Figura 83 Representación de los principales vasos del corazón
Estructura
c) Sistema vascular formado por :
Función
Complementación
Conducir sangre a los
tejidos
Arterias Son tubos muy gruesos y
elásticos; disminuyen su calibre a
medida que se alejan del corazón,
dando lugar a arteriolas, y luego a
capilares. Su luz es menor que la de
las venas.
Transportar la sangre
oxigenada que sale del
corazón. La única arteria
que conduce sangre
pobre en oxígeno y rica
en bióxido de carbono es
la pulmonar.
Parten del corazón hacia
los órganos y tejidos del
organismo. Las principales
son: la aorta que sale del
ventrículo izquierdo
emitiendo ramas hacia todo
el organismo y las
pulmonares que salen del
ventrículo derecho hacia los
pulmones.
Venas Son tubos de mayor
diámetro que las arterias, menos
elásticas y la mayoría poseen
válvulas que impiden el retroceso
de la sangre.
Comienzan con vasos pequeños
Conductora, retorna la
sangre desoxigenada al
corazón. Las únicas
venas que transportan
sangre oxigenada son las
pulmonares. Comienza
Las principales son: la vena
cava inferior y la vena cava
superior que traen sangre a
la aurícula derecha del
corazón y las venas
pulmonares que
(capilares) y van aumentando su
tamaño en sentido de la
circulación hasta formar grandes
vasos.
Acompañan a las arterias en su
recorrido hasta desembocar en la
aurícula derecha del corazón.
con vasos pequeños y va
aumentando su tamaño
en sentido de la
circulación
transportan sangre de los
pulmones al corazón..
Capilares Son vasos de calibre muy Intercambio de
fino distribuidos en todos los órganos sustancias en los tejidos
del cuerpo.
Aportan nutrientes
Recogen desechos
Circulación sanguínea
La circulación es un circuito cerrado, se inicia en el corazón y termina en el
corazón. La circulación se divide en circulación menor de corazón a pulmones y
circulación mayor de corazón a todos los tejidos y retorno al corazón.
Funcionamiento del corazón
1. La sangre rica en
bióxido de carbono y
pobre en oxígeno
procedente de todo el
cuerpo (circulación
general) llega a la
aurícula derecha por
las venas cava
superior e inferior.
2. La aurícula derecha se contrae
(sístole), se abre la válvula
tricúspide y la sangre desciende al
ventrículo derecho.
3. Luego el ventrículo derecho se
contrae, la válvula tricúspide se
cierra, se abre la válvula pulmonar
y la sangre va por la arteria
pulmonar (que se ramifica en dos
ramas derecha e izquierda) hacia el
pulmón correspondiente donde es
oxigenada.
4. En los capilares de los pulmones el bióxido de carbono es cambiado por el oxígeno del aire
alveolar. (Circulación menor o pulmonar). La sangre oxigenada circula por vasos cada vez
mayores que se reúnen en las venas pulmonares.
6. El ventrículo izquierdo se contrae
Animación sobre el ciclo cardiaco
y a través de la arteria aorta y sus
ramificaciones envía la sangre http://wwwoxigenada a todas las células y medlib.med.utah.edu/kw/
tejidos.
pharm/ hyper_heart1.html
5. Luego la sangre
rica en oxígeno por
las venas pulmonares
(las únicas venas que
transportan
sangre
oxigenada) regresa a
la aurícula izquierda
del corazón. Esta
aurícula se contrae y
la sangre pasa a
través de la válvula
bicúspide al ventrículo
izquierdo.
Complementación
El mecanismo de contracción del
corazón es el siguiente: primero se
contraen las dos aurículas y de
forma sincrónica, es decir al mismo
tiempo , período llamado Sístole
Auricular, luego se contraen los dos
ventrículos igualmente de manera
sincrónica (Sístole Ventricular), y
después, el corazón completo tiene
una relajación (Diástole o reposo
general), hasta que se produce la
nueva Sístole Auricular.
El funcionamiento del corazón es
autónomoo involuntario, regido por
el sistema nervioso autónomo o
vegetativo
http://www.guidant.es/
Patient/ Heart-BVBasics/heart_intro.aspx
Contiene aspectos básicos
teóricos, imágenes y animaciones
sobre el corazón, la circulación,
enfermedades
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/
spanish/tutorials/
echocardiogramspanish/
ct1791s1.html
Figuras 83 a Representación del funcionamiento del corazón
Circulación portal
Figura 84 Representación del funcionamiento del corazón
Los nutrientes que el organismo requiere pasan a través de las vellosidades del
intestino delgado (segmento duodenal) a la vena porta que los transporta hasta el
hígado donde éste los detoxifica y envía por la vena hepática al torrente
sanguíneo.
Coagulación sanguínea
Adaptado de: http://www.canal-h.net/webs/sgonzalez002/Fisiologia/HEMOSTAS.htm
HEMOSTASIS es el conjunto de mecanismos con los que se controla la pérdida
de sangre del organismo. Estos mecanismos se desencadenan cuando hay un
traumatismo o cuando hay pequeñas lesiones de forma espontánea en el
organismo. Son fundamentales para la vida. Si se eliminan estos mecanismos, se
ocasiona la muerte en pocas horas.
Mecanismo de la hemostasis Estos mecanismos están interrelacionados entre ellos.
Además, existe un tiempo determinado para cada uno e ellos. Siguen un orden
preestablecido.
Vasoconstricción: Cuando hay un traumatismo o una pequeña lesión, se produce
una vasoconstricción de forma natural o por reflejos, estimulación de las
terminaciones simpáticas que inervan la pared vascular. El objetivo es producir
una contracción para que haya una disminución del flujo de sangre. l endotelio de
los vasos sanguíneos segrega factores relajantes derivados del endotelio, que si
está intacto, mantiene la estructura relajada. Cuando hay un traumatismo,
desaparecen estos factores relajantes y se produce una contracción. Estos
factores relajantes derivados del endotelio son el óxido nítrico (NO). A nivel
vascular, el NO mantiene relajado ciertas estructuras vasculares. Cuando hay un
traumatismo leve las plaquetas se adhieren o agregan entre sí y liberan
tromboxano A2 que produce una potente vasoconstricción.
Formación del tapón plaquetario: las plaquetas, con forma más o menos redonda,
cuando se encuentran en la sangre, tienen unos receptores en su membrana, de
forma que, cuando detectan que en un vaso falta el endotelio y aparece el
colágeno, las plaquetas forman la adhesión plaquetaria. Los receptores de la
membrana de las plaquetas son receptores para residuos de aminoácidos del
colágeno, de manera que hacen que las plaquetas se anclen contra el colágeno y
se comience la adhesión plaquetaria (plaquetas adheridas al colágeno y que se
vuelven mucho más planas).
A nivel de la célula, se produce el incremento de calcio entre el reconocimiento
entre colágeno y receptor. Cuando se incrementa el nivel de Ca2+ a nivel de la
plaqueta, se produce la liberación de sustancias (tromboxanos A2 que producen
vasoconstricción; ADP que favorece la adhesión de las plaquetas; es un feed-back
negativo; los tromboxanos A2 también favorecen la adhesión plaquetaria; factor de
crecimiento plaquetario que induce la mitosis en las células endoteliales; factor
plaquetario 3, que sirve para favorecer la coagulación sanguínea.)
La mitosis de las células endoteliales es el primer mecanismo de reparación. Las
plaquetas se unen sólo en la zona lesionada, porque en la zona sana hay
prostaglandinas I2 que son fuertemente antiagregantes.
Coagulación sanguínea La coagulación es la modificación del estado físico de la
sangre, que pasa de un estado líquido a otro de gel. Esta transformación se debe
a que el fibrinógeno (proteína plasmática) se transforma en una red de fibrina, que
refuerza el trombo plaquetario o tapón hemostático, para interrumpir de forma
definitiva la hemorragia.
Mecanismo de coagulación Este proceso necesita una serie de reacciones en varias
proteínas plasmáticas, para transformarlas de un estado inactivo a otro activo, que
a su vez, ayudará a que otra reacción del mismo tipo se dé con otra proteína.
Estas proteínas plasmáticas se denominan "Factores de coagulación", de los
cuales hay 12 que se denominan con números romanos, más otros factores que
no tienen asignado numeral y que son los factores contacto.
Los factores de coagulación
Son un grupo de proteínas responsables de activar el proceso de coagulación.
Hay identificados 13 factores ( I, II, ..., XIII).
Factor I (fibrinógeno)
Factor II (protrombina)
Factor III (factor tisular)
Factor IV (calcio)
Factor V (giobulina aceleradora)
Factor VII (proconvertina)
Factor VIII (factor antihemofílico)
Factor IX (componente de tromboplastina en plasma)
Factor X (factor de Stuart)
Factor XI (antecedente de tromboplastina en plasma)
Factor XII (factor de Hageman)
Factor XIII (factor estabilizador de la fibrina
Vía Extrínseca de coagulación La vía extrínseca se inicia cuando la sangre hace
contacto con el tejido lesionado, que a su vez libera la tromboplastina tisular, que
en presencia del factor VII y de iones de calcio, actúan sobre el factor X para
formar factor X activado. El factor X activado, y en presencia de iones de calcio,
libera el activador de la protrombina que favorece el paso de la protrombina
(proteína del plasma que se produce en le hígado en presencia de vitamina K) en
trombina (enzima de acción proteolítica), la cual a su vez actúa sobre las
moléculas de fibrinógeno (otra proteína presente en el plasma sanguíneo y
producida en el hígado) para formar monómeros de fibrina que al unirse entre ellas
se polimerizan en largos hilos de fibrina que forman el retículo del coágulo. Para
que el coágulo no se desintegre las plaquetas liberan el factor estabilizador de la
fibrina.
La Vía intrínseca de coagulación Comienza con la activación del factor XII
producida por el contacto con una superficie lesionada, esto es, sin endotelio.
Esta activación, que requiere de enzimas, activa al factor XI, y éste activado activa
a su vez al factor IX. El factor IX activado, junto con el factor VII activado, calcio,
tromboplastina y otras sustancias, entre las que está el factor VIII, activan al factor
X,
punto
de
encuentro
de
la
vía
común.
En la vía común, los factores X y V activados, en presencia de calcio y fosfolípidos
plaquetarios trasforman la protombina en trombina, que hace que el fibrinógeno
pase a ser fibrina, que es estabilizada con el factor XIII. En todas las reacciones
de la cascada de la coagulación hay además otras sustancias que activan o
inhiben las reacciones. El aumento o el déficit de los factores de la cascada, de las
plaquetas o de los múltiples activadores o inhibidores de la coagulación pueden
crear serios problemas, como pueden ser el que nuestro organismo no pueda
responder favorablemente a las lesiones que sufren nuestros vasos, y podamos
morir desangrados, siendo otro problema todo lo contrario, esto es, que el
organismo cree trombos plaquetarios que obstruyen los vasos y que a su vez
puedan
desprenderse
y
causar
obstrucciones
a
distancia.
Cascada de coagulación. Secuencia de reacciones que involucran varias proteínas
conocidas como factores de coagulación. Los factores de coagulación actúan en
cascada, es decir, uno activa al siguiente; si se es deficitario de un factor, no se
produce la coagulación o se retrasa mucho.
Sistema Linfático
El sistema linfático es una red microscópica de capilares que se encuentran por
todos los tejidos, transcurriendo entre los vasos arteriales y venosos. Su función
es mantener el equilibrio entre los líquidos, devolviendo el exceso de líquido
intersticial (aproximadamente unos 3 litros) a la circulación general.
Está formado por:
la linfa que es un líquido claro de composición parecida a la sangre
contiene glóbulos blancos; su función es transportar los lípidos digeridos desde las
vellosidades
del
intestino
delgado
hacia
el
torrente
sanguíneo.
los vasos linfáticos o conductos por donde circula la linfa, los capilares
linfáticos.
los ganglios linfáticos que son pequeñas estructuras en forma de riñón con
gran cantidad de glóbulos blancos cuya función es filtrar la linfa , destruir y eliminar
de ella las sustancias tóxicas y los microorganismos infecciosos antes de su
circulación por el torrente sanguíneo.
Sistema Respiratorio del hombre
La respiración implica un intercambio de gases con el medio ambiente. Durante la
respiración se realiza el transporte de oxígeno de la atmósfera a las células y a la
inversa transporte de bióxido de carbono de las células a la atmósfera. Para
realizar esta función el organismo cuenta con los pulmones y con unos conductos
por los que circula el aire inspirado y expirado.
Figura 85: Aparato Respiratorio
Modificado de http://www.emc.maricopa.edu/faculty/
farabee/BIOBK/humrespsys_1.gif
Los conductos o pasos del aire son:
Las ventanas o fosas nasales por donde penetra el aire inspirado.
La cavidad nasal cuya función es filtrar, humedecer y calentar el aire
inspirado. Para este fin su mucosa cuenta con una gran cantidad de vasos
sanguíneos.
La faringe permite el paso del aire a la laringe.
La laringe su función es regular el paso del aire en la respiración, impedir la
entrada de cuerpos extraños a la tráquea y es el órgano principal de la fonación o
de los sonidos.
La tráquea es un tubo formado por anillos cartilaginosos que se bifurcan en
bronquios. En su interior la tráquea y los bronquios cuentan con una serie de cilios
que le permiten realizar su función de llevar secreciones o cuerpos extraños a la
cavidad bucal impidiendo su entrada a los pulmones.
Los bronquios se ramifican en bronquíolos de diámetro más reducido. Los
bronquíolos terminan en pequeños saquitos denominados alvéolos los cuales se
encuentran rodeados de capilares sanguíneos.
Los pulmones se encuentran dentro de la caja torácica su interior está
formado por un tejido esponjoso. Los pulmones son los órganos terminales donde
se efectúa el intercambio gaseoso.
El diafragma y la caja torácica también se incluyen en las estructuras que
toman parte de la respiración.
Mecanismos de la Respiración
La respiración se realiza con dos mecanismos básicos de expansión y contracción
de los pulmones por acción de:
El diafragma que se contrae moviéndose hacia arriba acortando la caja
torácica o se relaja desplazándose hacia abajo alargando la caja torácica.
Las costillas que aumentan o disminuyen el diámetro de la caja torácica.
Durante la inspiración el diafragma se contrae, la caja torácica se eleva , su
diámetro aumenta, los pulmones se distienden y el aire entra a los alvéolos.
Para saber más
Animación sobre inspiración expiración:
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/concurso99/002/respira.htm
Intercambio de gases en los pulmones
Figura 86 Representación del alvéolo pulmonar rodeado de capilares
Debido a la diferencia de concentración de gases entre el exterior y el interior de
los alvéolos, el oxígeno del aire pasa por difusión de los alvéolos a los capilares
sanguíneos que rodean a los alvéolos, luego el oxígeno penetra en los glóbulos
rojos o hematíes para ser transportado con el torrente sanguíneo a todas las
células y tejidos.
Figura 87 Representación del intercambio de gases en el alvéolo pulmonar
El bióxido de carbono se traslada en sentido opuesto desde los tejidos a los
capilares y de ahí a los alvéolos.
El mecanismo de la respiración es un acto reflejo casi por entero.
Animación del proceso respiratorio
Sistema excretor del hombre
La excreción tiene como función mantener constante el volumen de los líquidos
corporales, la concentración de los electrólitos y el equilibrio ácido - básico
independientemente de las variaciones en la ingesta. La homeostasis de los
líquidos corporales se conserva sobre todo por la acción de los riñones y está
controlada por diversos mecanismos fisiológicos todos ellos interrelacionados. El
sistema excretor en los mamiferos está formado por:
Figura 88 Representación del sistema renal
Estructura
Dos riñones formados por millares de nefronas
que son la unidad estructural y funcional del
riñón
Dos Uréteres o tubos
La Vejiga urinaria
La Uretra
Función
Producir la orina que es un
producto de desecho tóxico
Conducir la orina del riñón a la
vejiga.
Almacenar la orina.
Excretar la orina de la vejiga
al exterior
Funciones del Sistema Renal
Filtración de la sangre y eliminación de sustancias de desecho resultantes
del metabolismo celular. La sangre oxigenada le lleva al riñón nutrientes y oxígeno
y la desoxigenada le trae del hígado la urea que se elimina con la orina.
Controlar el equilibrio hídrico a través de la orina.
Controlar el equilibrio electrolítico (sodio, potasio, calcio, fósforo, cloro entre
otros).
Controlar el equilibrio ácido – básico (pH) Controlar la presión arterial por
medio de la hormona renina que tiene acción hipertensora.
La Nefrona
Figura 89 La Nefrona
Tomada de http://iris.cnice.mecd.es/biosfera/profesor/galeria_imagenes/images/circul6-6.jpg
La nefrona esta formada por un paquete o red capilar que recibe el nombre de
glomérulo, envuelve a este sistema glomerular una cápsula de Bowman. La unión
funcional entre la cápsula de Bowman y el glomérulo recibe el nombre de tubo de
Malpighi y es el lugar donde ocurre la primera filtración del plasma sanguíneo que
contiene sustancias de desecho, además de sustancias como glucosa, sales
minerales y agua que aún son útiles al organismo. En la cápsula de Bowman se
forma la orina primaria. La cápsula de Bowman se continúa con un tubo renal
contorneado proximal, de él se origina el asa de Henle. Esta asa se continúa con
otros tubos contorneados distales. En los túbulos contorneados ocurre el segundo
filtrado con la consecuente resorción de agua, glucosa y sales al torrente
sanguíneo y secreción de sustancias de desecho. Los tubos contorneados distales
van drenando a túbulos colectores para formar los cálices los cuales drenan en la
pelvis renal. Los túbulos colectores reciben la orina formada en las nefronas. La
pelvis renal comunica con los uréteres que llegan a la vejiga.
Sistema Reproductor
Los seres vivos tienen capacidad de dar origen a otros seres vivos. En los seres
eucarióticos pluricelulares la reproducción implica la participación de gametos o
células sexuales masculina y femenina las cuales se fusionan para originar un
cigoto. Los órganos del aparato reproductivo masculino y femenino son los
encargados de la producción de gametos
Aparato reproductor masculino del hombre
Figura 90 Aparato Reproductor masculino
Tomado de http://www.arrakis.es/~lluengo/reproduccion.html
Tabla Estructura y función del sistema reproductor masculino
Órgano
Función
Producción de espermatozoides o células
sexuales masculinas
Producción de la hormona testosterona que
determina los caracteres masculinos.
El escroto mantiene la temperatura adecuada
Testículos contenidos en el escroto para los espermatozoides (unos tres grados
por debajo de la temperatura del cuerpo)
El parénquima testicular está formado por
lóbulos donde se encuentran los túbulos
seminiferos lugar donde se forman los
espermatozoides.
Epidídimo
Almacenamiento y maduración de los
Conducto alargado y flexuoso, adherido espermatozoides y conducción de los
al testículo
espermatozoides hacia los conductos
deferentes
Conductos eferentes
Transportar los espermatozoides desde los
tubos semíniferos hasta el epididimo
Conductos deferentes
Almacenamiento de los espermatozoides
hasta el momento de la eyaculación
Glándulas accesorias
Producción de líquido viscoso denominado
* Vesículas seminales
semen, que se mezcla con los
espermatozoides y sirve para transpórtalos.
Secreción de líquido lechoso que da olor
* Próstata
característico al semen
* Glándulas de Cooper
Secreción de líquido que mantiene lubricada
la uretra y el pene
Pene
Órgano copulador
Aparato Reproductor Femenino de mamíferos
Figura 91 Aparato reproductor femenino
Tomado de: http://www.arrakis.es/~lluengo/reproduccion.html
Tabla Estructura y función del sistema reproductor femenino de mamíferos
Órgano
Dos ovarios
Función
Formación del los óvulos o células sexuales femeninas
Producción de estrógenos hormonas que dan los caracteres
sexuales femeninos
Dos trompas de Estos conductos comunican con el útero a donde transportan
Falopio
los óvulos. En el primer tercio de las trompas ocurre la
fecundación
Útero
Recibir el óvulo fecundado, albergar y alimentar el embrión.
En el caso de no haber fecundación su mucosa interna
llamada endometrio se desprende produciendo la
menstruación.
Durante el parto se contrae para expulsar el feto.
Cuello uterino Comunica la vagina con el útero
Recibir el líquido seminal con los espermatozoides.
Vagina
Expulsa el feto durante el parto
Órganos
genitales
externos:
Vulva
constituida por los labios mayores y menores
Clítoris
órgano de excitación
Fecundación
Consiste en la fusión de los núcleos de los gametos o células sexuales masculina
y femenina, es decir la unión del óvulo y del espermatozoide para formar el cigoto.
La fecundación ocurre en las trompas de Falopio y a medida que el cigoto
desciende por las trompas hacia el útero tienen lugar las divisiones celulares que
dan comienzo al proceso embrionario o formación del embrión.
Sistema Nervioso
El sistema nervioso coordina y preside el funcionamiento de todos los órganos y
sistemas de los seres vivos. La función final del sistema nervioso es la conducta.
El sistema nervioso percibe estímulos e informa sobre lo que ocurre en el entorno
para que los comportamientos o conductas logren adaptarse y de esta amaner
actuar de manera útil.
Fisiológicamente el sistema nervioso se divide en sistema nervioso central,
voluntario y sistema nervioso autónomo o involuntario.
Las funciones del sistema nervioso central son:
Poner en relación al organismo con el medio exterior en que vive.
Recibir información, coordinar y producir respuestas conscientes - función
sensitiva.
Producir movimientos musculares - función motora.
Proporcionar integridad al organismo - función integradora.
Las funciones del sistema nervioso autónomo son:
Inervar vísceras de los aparatos: respiratorio, circulatorio, digestivo,
urinario, glandular, reproductor.
Coordinar las funciones de todos los sistemas.
Mantener la homeostasis.
Presidir la vida interior
Figura 92 Sistema Nervioso Central
Tomado de: http://personales.ya.com/erfac/snc.gif
Figura 93 Encéfalo
Tabla: Estructura y función del Sistema Nervioso Central
El sistema nervioso central está formado por:
Órgano
Encéfalo que
comprende:
Cerebro
Cerebelo con el
Hipotálamo
Función
Órgano que permite utilizar todos los sentidos, en él se
encuentran los centros del lenguaje de la escritura, de las
imágenes auditivas, de la olfación, tacto, dolor, gusto, las
zonas motoras; en el cerebro es donde todas las
emociones toman forma: los pensamientos, la actividad
imaginativa y el recuerdo.
Interviene en el mantenimiento de la posición y el equilibrio
del cuerpo, coordina los movimientos, mantiene el tono
muscular.
El hipotálamo controla todas las funciones vegetativas o
internas del cuerpo como: presión arterial, actividad sexual,
equilibrio de líquidos corporales, alimentación, actividad
digestiva, secreción de glándulas endocrinas, regulación
de la temperatura, reacciones de defensa.
Médula oblonga o Tiene el control de las funciones de los centros de la
Bulbo raquídeo respiración, cardiaco, vasoconstrictor , respiratorio y del
vómito
Médula espinal
Conduce información desde los nervios periféricos que
vienen de
diferentes partes del cuerpo hacia el encéfalo o desde el
encéfalo al resto del cuerpo.
Las prolongaciones Transportan los impulsos al sistema nervioso central y
o nervios craneales llevan información al exterior.
y espinales.
Son motores y sensitivos y vienen de los órganos de los
sentidos
Neurona
La neurona o célula nerviosa es la unidad estructural y funcional del sistema
nervioso. Su función es la trasmisión de información entre las diferentes partes del
cuerpo. La mayoría de neuronas se encuentran en el cérebro y en la médula
espinal, otras se encuentran el sistema nervioso periférico. En el hombre se
encuentran entre cien y mil billones de neuronas
Tomado de:
Figura 94 La Neurona
http://mensual.prensa.com/mensual/contenido/2002/03/03/hoy/revista/468858.html
La neurona consta de:
Cuerpo con núcleo, citoplasma y organelos.
Prolongaciones que son extensiones protoplasmáticas y son de dos tipos:
dendritas y axón.
Las dendritas son aferentes o sensitivas. Conectan una neurona con otra y
conducen impulsos de órganos (articulaciones, músculos, tendones, huesos etc.)
hacia el cuerpo de la célula nerviosa
El axón que es eferente o motor. Conduce impulsos del cuerpo de la célula
nerviosa hacia los botones terminales órganos o tejidos. En la terminación de los
axones se encuentran los botones terminales
Conducción dentro de la neurona
Cuando una neurona se encuentra en estado de reposo su interior tiene una carga
eléctrica ligeramente negativa con respecto al exterior. Esto ocurre porque dentro
de la célula hay una cantidad importante de iones negativos debido a que la
bomba de sodio impulsa hacia afuera de la fibra nerviosa los iones de NA+. Esta
carga se denomina potencial de reposo.
Cuando se estimula una neurona la permeabilidad de la membrana cambia
permitiendo la entrada de iones positivos de Na+ al interior de la célula,
desapareciendo el potencial de reposo y generando un potencial de acción que
viaja a lo largo de la neurona hasta los botones terminales.
Cuando el potencial de acción llega a los botones terminales se liberan sustancias
químicas o neurotrasmisores al espacio potsináptico (espacio entre la unión de
dos neuronas) . Estos cambios en el potencial de membrana duran una pequeña
fracción de segundos, seguidos inmediatamente al estado de reposo. El
establecimiento del estado de reposo depende casi totalmente de la salida por
difusión de iones de K+ al exterior.
Receptores Sensoriales
En el ser humano y animales superiores los estímulos del exterior son captados a
través de receptores sensoriales u órganos de los sentidos. Los órganos de los
sentidos son cinco: vista, oído, olfato gusto y tacto. El sistema sensorial está
formado por un receptor, una neurona aferente sensitiva y el centro sensitivo en la
corteza cerebral.
Para que haya percepción y respuesta motora de un estímulo se requiere de un
receptor, una neurona aferente, un centro coordinador y decodificador de la
información, una neurona eferente o motor
Sistema Sensorial
Adaptado de: http://www.uc.cl/sw_educ/neurociencias/html/frame04.html
Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos (órganos de los sentidos)
altamente especializados que permiten a los organismos captar una amplia gama
de señales provenientes del medio ambiente. Ello es fundamental para que dichos
organismos puedan adaptarse a ese medio. Pero, para los organismos es
igualmente fundamental recoger información desde su medio interno con lo cual
logran regular eficazmente su homeostasis. Para estos fines existen sistemas de
detectores con una organización morfofuncional diferente y que podemos llamar
receptores sensitivos.
Figura 95 Generalidades del sistema sensorial
Los receptores están ligados a sistemas sensoriales/sensitivos capaces de
transformar la energía de los estímulos en lenguaje de información que manejan
los organismos (señales químicas, potenciales locales y propagados). Es decir,
son capaces de transducir información.
En cada sistema sensorial o sensitivo es fundamental la célula receptora. Es ella
la célula transductora, es decir, la que es capaz de traducir la energía del estímulo
en señales reconocibles y manejables (procesamiento de la información) por el
organismo. Esas señales son transportadas por vías nerviosas específicas (haces
de axones) para cada modalidad sensorial hasta los centros nerviosos. En estos,
la llegada de esa información provoca la sensación y su posterior análisis, por
esos centros nerviosos, llevará a la percepción. La sensación y la percepción son
entonces, procesos íntimamente ligados a la función de los receptores
Los receptores sensoriales son células, especialmente nerviosas, altamente
especializadas, encargadas de reconocer y convertir en forma específica
diferentes formas de energía presentes en el medio ambiente o en el medio
interno de un organismo en señales bioeléctricas que son transportados a centros
nerviosos específicos. Según el tipo de estímulo que excita las células sensoriales,
se pueden clasificar los receptores en grandes grupos: mecánicos, químicos ,
térmicos y luminosos
Para saber más
En el siguiente link http://bibi.avila.googlepages.com/receptoressensorialeshumanos
encuentra una descripción muy didáctica de los Receptores sensoriales humanos.
Complementación realizada por la tutora Bibiana Avila. Se recomienda aprovechar
este material.
Organo de la Visión
El sentido de la vista se sitúa en los ojos. En los animales superiores es par,
ubicado en el interior de los huesos de la cara, en las cavidades orbitarias que
presenta la parte anterior de la cabeza. Está constituido por el globo ocular y otros
órganos anexos. Básicamente es una cámara cerrada con la parte anterior
transparente para permitir la entrada de la luz, y una zona interna sensible donde
convergen los rayos luminosos para formar la imagen.
El globo ocular está compuesto por tres membranas concéntricas cuya parte más
externa es la esclerótica o blanco del ojo, consistente en un tejido opaco, fibroso y
duro, salvo en su zona anterior que es transparente y convexa formando la
córnea, y su zona posterior que está perforada para dar salida al nervio óptico. La
parte intermedia del globo ocular, desde la esclerótica hasta la retina, es un
tapizado muy vascularizado llamado coroides, que finaliza por delante mediante
un anillo multiciliar blanquecino (anillo circular) en la unión entre la esclerótica y la
córnea.
Tras la córnea se sitúa una cámara acuosa transparente (humor acuoso), en
medio de la cual se halla el iris; éste es un diafragma musculoso, contráctil y
opaco, en cuyo centro está la pupila o niña, la cual regula la cantidad de luz que
penetra en el ojo variando su diámetro, función que es llevada a cabo mediante la
contracción o dilatación de sus músculos circulares y radiales. Detrás del iris está
el cristalino, un cuerpo lenticular, transparente y biconvexo cuya misión es hacer
converger los rayos luminosos de manera que formen imágenes en la retina; la
pérdida de transparencia del cristalino da lugar a una enfermedad conocida
vulgarmente como cataratas.
La capa más interna del globo ocular es la retina, constituida por diez capas
superpuestas que acoge variados elementos nerviosos y de sostén; sus células
(conos, bastoncillos, neuronas bipolares y multipolares) se prolongan y agrupan
para constituir el nervio óptico, el cual parte de un punto llamado ciego, debido a
que en él no se produce ninguna visión. Las células de la retina contienen una
materia pigmentaria altamente sensible a las impresiones luminosas que recibe, y
que producen la sensación visual; la zona de mayor agudeza visual es la posterior,
llamada fóvea, mácula o mancha amarilla. Los conos de la retina se relacionan
con esa agudeza visual, mientras que los bastoncillos tienen que ver con las
condiciones de escasa iluminación. Todo el resto del globo ocular está ocupado
por el llamado humor o cuerpo vítreo
Figura 96 Organo de la visión
Órganos anexos
Los órganos anexos del globo ocular están constituidos por las glándulas
lacrimales, órbitas, cejas, párpados, pestañas y seis músculos. Las glándulas
lacrimales se sitúan en la parte más externa de la cavidad orbitaria, en su región
antero-superior. Existen dos por cada ojo: una principal o superior y otra accesoria
o inferior, cada una de ellas comunicada con el ángulo más externo del ojo y las
fosas nasales mediante un conducto lacrimal. Estas glándulas son las encargadas
de segregar las lágrimas, un líquido ligeramente alcalino, lubricante y limpiador de
la superficie ocular
Los párpados, superior e inferior, son repliegues cutáneos movibles, unas láminas
fibrosas tapizadas exteriormente por la piel, e interiormente por mucosa y la
conjuntiva, una membrana transparente que recubre también la córnea. Los
párpados poseen unas glándulas que segregan grasa llamadas de Meibomio, en
referencia al médico anatomista alemán Heinrich Meibom (1638-1700) que las
descubrió
y
estudió.
En el borde de los párpados se encuentran las pestañas, unos pelillos tamizadores
de la luz, que limpian el ojo y las ya citadas glándulas de Meibomio. También se
encuentran los seis músculos motores del ojo, los cuales permiten su movimiento
y sujeción: los cuatro rectos (interno, externo, superior e inferior), y dos oblicuos
(pequeño y grande). Los músculos del ojo se controlan por pares de nervios
craneales (motor ocular común, patético y motor ocular externo).
Figura 97 Órganos anexos de la visión
Mecanismo de la visión
La visión es un proceso fisiológico, resultado de varios fenómenos sucesivos, que
nos permite revelar la presencia de los cuerpos, con identificación de su forma,
color y dimensiones. En ese proceso intervienen el ojo y la zona de la corteza
cerebral encargada de interpretar las sensaciones luminosas que se proyectan
sobre la retina de aquél. La visión es pues una actividad que implica la necesidad
de
luz;
sin
ella
no
existe
visión.
El mecanismo de la visión se produce de forma similar al utilizado para obtener la
imagen en una cámara fotográfica. Así como en la cámara existe una película
sensible a la luz que se sitúa detrás del objetivo, en donde se materializa la
impresión de la imagen captada, en el ojo esa función la realiza la retina, donde
las células receptoras son estimuladas para después conducir los impulsos
nerviosos que generan hacia el cerebro. En la cámara se regula la cantidad de luz
que penetra en el interior mediante un diafragma mecánico; de manera homóloga.
El ojo utiliza el iris como diafragma, contrayendo o relajando los músculos que lo
gobiernan. En ambos ejemplos, tanto la imagen formada en la retina como en la
película se proyecta invertida, es decir, si visualizamos un árbol éste se proyecta
con la copa hacia abajo y la base hacia arriba, sin embargo, en el ojo humano esa
característica es interpretada correctamente tras ser enviada por el nervio óptico
hasta el lóbulo de la corteza cerebral correspondiente. Por su parte, la mayoría de
cámaras permiten ajustar el enfoque del objeto que se desea impresionar; en el
ojo esa función la llevan a cabo los músculos ciliares del cristalino, que acomodan
el ojo para enfocar los objetos según la distancia a que se encuentren.
Oído
En los animales superiores el oído es el órgano sensorial de la audición, también
acoge otro sentido, el del equilibrio, que se encuentra en los canales
semicirculares del oído interno. Es par, y se halla situado a uno y otro lado de la
cabeza.
Consta de tres partes: oído externo (oreja y conducto auditivo), oído medio (caja
del tímpano), y oído interno (laberinto).
Figura 98 Organo de la audición
El oído externo comprende el pabellón u oreja y el conducto auditivo. El pabellón
consiste en una lámina replegada e internamente cartilaginosa, cuya misión es
conducir las ondas sonoras hacia el conducto auditivo. Éste es un tubo de unos 3
cm. de longitud, de cartílago al principioy óseo en su parte final, en la membrana
del tímpano. Este conducto acoge las glándulas sebáceas y ceruminosas
segregadoras del cerumen.
El oído medio comienza en la caja del tímpano, una cavidad del hueso temporal
que a través de dos orificios o ventanas (la oval y la redonda) comunican con el
oído interno por su parte posterior. La faringe también se comunica con el oído a
través de un orificio existente en el canal de la trompa de Eustaquio, de esta forma
la presión interior y exterior quedan equilibradas.
En el oído medio se distingue una cadena de cuatro huesecillos movibles y
conectados entre sí, que se sitúan entre el tímpano y la ventana oval. Son el
martillo, yunque, lenticular y estribo. Su función es transmitir las ondas sonoras
El oído interno se sitúa detrás de la caja del tímpano. Comprende el laberinto,
caracol o coclea y canales semicirculares. El Caracol o coclea consiste en una
cavidad en la que reside el llamado órgano de Corti, en alusión a su descubridor,
el anatomista italiano Alfonso Corti (1822-1876). Es un órgano arrollado en espiral,
ósea en su parte externa y membranosa en la interna; entre ambas partes se
encuentra un líquido llamado perilinfa, y en el interior de la membranosa se halla
otro líquido llamado endolinfa. En el caracol residen las terminaciones ciliadas de
las células sensitivas del oído. Laberinto está constituido por un conjunto de
cavidades situadas en el interior del peñasco del hueso temporal, por dentro de la
caja del tímpano. Su parte externa es ósea y en su interior se halla el laberinto
membranoso formado por el utrículo (saco del que parten los tres canales
semicirculares) y sáculo (bolsa que comunica con el caracol). Éstos y los canales
contienen endolinfa, en ellos reside el sentido del equilibrio. Mediante los
movimientos de la endolinfa las células sensoriales de los canales envían
impulsos al cerebro, informando sobre la posición de la cabeza, permitiendo así
mantener el equilibrio. Cuando el nivel de la endolinfa se altera por cualquier
motivo, se produce entonces una pérdida de orientación dando lugar a mareos.
El Olfato es un sentido quimiorreceptor, como el del gusto, que se estimula
mediante las sustancias volátiles que se desprenden de los cuerpos, o las que se
encuentran en estado gaseoso, permitiendo así percibir los olores. Está
constituido por el nervio olfatorio y sus terminaciones nerviosas, las cuales se
diseminan por la parte superior de la mucosa pituitaria, que tapiza las fosas
nasales. Los impulsos nerviosos se transmiten a través de las terminaciones
nerviosas hasta el bulbo raquídeo, y desde éste hacia la corteza cerebral olfatoria.
El sentido del olfato es fácilmente fatigable, ya que tras un corto periodo de tiempo
sometido a la percepción de un olor de nivel estable, éste deja de percibirse por
adaptación de los receptores olfatorios
El Gusto es un sentido quimiorreceptor, como el del olfato, que se localiza en la
boca. Las sensaciones del gusto son percibidas en aquellas sustancias líquidas o
disueltas, mediante receptores gustativos de tipo químico, los cuales se agrupan
en los llamados botones gustativos u olivas, que se sitúan en los laterales de las
papilas linguales. Los impulsos nerviosos de estas sensaciones son transmitidos
por los nervios craneales (lingual y glosofaríngeo) al bulbo raquídeo y a la corteza
cerebral.
El Tacto se localiza en la piel. Se trata de una forma exteroceptiva de sensibilidad,
que permite detectar y localizar sobre la superficie cutánea el estímulo por
diferencia de presión que produce un objeto, e incluso determinar su textura. El
tacto reside fundamentalmente en las terminaciones nerviosas y corpúsculos
táctiles, que se localizan en la epidermis y en el espesor de la dermis. La
abundancia de corpúsculos táctiles se relacionan directamente con la mayor o
menor agudeza táctil. El tacto también permite transmitir sensaciones térmicas y
dolorosas, pero a través de otros puntos sensibles distintos y en localizaciones
diferentes de los citados puntos táctiles.
Para Saber más
Profundización sugerida para estudiantes de Psicología y Regencia en Farmacia:
Curso sobre estructura, desarrollo, funciones del sistema nervioso de la Pontificia
Universidad Católica de Chile http://www.uc.cl/sw_educ/neurociencias/
Sistema Músculo Esquelético
El sistema músculo-esquelético tiene como función el movimiento de los animales
y el hombre. La estructura funcional del sistema esquelético está formada por los
huesos los cuales forman el sistema esquelético axial que comprende cráneo y
caja torácica; y el apendicular formado por las extremidades.Los huesos se unen a
través de las articulaciones, que son móviles e inmóviles. El sistema muscular
recubre el sistema esquelético, y está conformado por músculos estriados
voluntarios. El sistema muscular se caracteriza por la contractibilidad, la
excitabilidad y elasticidad. La contracción muscular está determinada por dos
proteínas la actina y la miosina.
Para Saber más
Profundización Curso sobre el sistema óseo de la Universidad
de California, Chico, sugerido para estudiantes de todos los programas
Estatal
http://www1.universia.net/CatalogaXXI/pub/ir.asp?IdURL=84322&IDC=10010&IDP=ES&IDI=1
Esta conformado por un conjunto de glándulas de secreción interna de hormonas,
las cuales son mensajeros químicos que producen efectos fisiológicos en el
organismo, como respuesta coordinada ante los mensajes del sistema nervioso. El
sistema endocrino tiene como función regular las actividades internas de los seres
vivos a través de sus relaciones con el sistema nervioso el cual ha tomado el
nombre de sistema neuroendocrino a través de un proceso de retroalimentación.
La regulación del sistema endocrino se hace a través de proteínas especializadas
denominadas hormonas, las cuales son producidas por glándulas específicas
como la hipófisis, tiroides, suprarrenales, páncreas y gónadas. Las hormonas
regulan muchos procesos biológicos como el crecimiento, metabolismo,
reproducción y funcionamiento de los diferentes órganos.
Canalización del efecto hormonal
Las hormonas se transportan por vía sanguínea y entregan su mensaje a
determinados conjuntos de células que tengan receptores químicos específicos en
sus membranas.
Tipos de hormonas y su acción
La acción de las hormonas se ejerce mediante mecanismos bioquímicos, en
dependencia de su naturaleza específica, como se explica a continuación:
a) Hormonas esteroideas: Son mensajeros químicos de naturaleza lipídica apta
para atravesar las membranas celulares hasta localizar receptores proteicos en el
citoplasma. El efecto se desencadena en el núcleo celular al inducir la actividad de
sínteis proteica mediante la desinhibición de ciertos genes, que logran la
transcripción de mensajes de ARNm.
b) Hormonas proteicas: no atraviesan la membrana celular pero transmiten su
mensaje químico desde la superficie de dicha membrana mediante un receptor de
AMPc que sí llega al núcleo celular y activa enzimas desencadenantes de efectos
metabólicos.
El ciclo de retroalimentación hormonal
La primera etapa de los procesos de retroalimentación hormonal comienza en el
hipotálamo, glándula que secreta neurohormonas que emigran a la hipófisis,
donde desencadenan la producción de hormonas trópicas (tireotropa, corticotropa,
gonadotropa), encargadas de llevar los mensajes a las diversas glándulas del
organismo para inducir la secreción de las hormonas de acción directa sobre el
cuerpo, como son la tiroxina, los corticosteroides y las hormonas sexuales, las
cuales al alcanzar ciertos niveles retroalimentan a la hipófisis y al hipotálamo para
que cesen su acción estimulante y equilibren su interacción con la glándula ya
accionada.
Glándulas y funciones hormonales
En el siguiente cuadro se presenta un resumen de las diversas glándulas que
conforman el cuerpo humano, las hormonas que secretan y sus respectivas
funciones:
Glándula
Adenohipófisis
Hipófisis
(lóbulo anterior)
Hormona que secreta
Trópicas:
TSTH o tireotropa
Función
Estimulan a las glándulas
En la tiroides, controla la
secreción de tiroxina
Regula las hormonas
ACTH o adrenocorticotropa
suprarrenales.
FSH o folículo estimulante Induce secreción de estrógenos
en los ovarios y maduración de
espermatozoides en los
testículos
Induce secreción de
progesterona por el cuerpo lúteo
LH o luteotropina
y de testosterona por los
testículos.
Actúan directamente sobre las
No trópicas:
células
Controla el crecimiento de
STH o somatotropina
huesos y cartílagos.
Induce la secreción de leche en
PRL o prolactina
las glándulas mamarias.
MSH o estimulante de los
Induce la síntesis de melanina.
Lóbulo medio
melonóforos
Neurohipófisis
Oxitocina
Estimula las contracciones del
(lóbulo posterior)
útero en el parto y la secreción
láctea ante la succión de la
glándula mamaria.
Estimula la reabsorción de agua
Vasopresina o ADH
(antidiuresis) por las nefronas.
Regula el metabolismo y el
Tiroxina
desarrollo.
Tiroides
Induce la transferencia del calcio
Calcitonina
de la sangre a los huesos.
Induce la absorción intestinal del
Paratiroides
Parathormona
calcio de la sangre (acción
contraria a la calcitonina).
Induce la absorción de la
Insulina u hormona
glucosa de la sangre en las
hipoglucemiante (en células células del hígado y del tejido
alfa)
muscular, para su
transformación
en glucógeno.
Páncreas
(en los islotes de Langerhans).
Estimula la concentración de
Glucagón u hormona
glucosa en la sangre por
hiperglucemiante (en células descomposición del glucógeno
beta).
del hígado (acción antagónica
de la insulina).
Sus 3 capas segregan
En la corteza:
hormonas.
Mineralocorticoides: (en parte Formación de glúcidos y grasas
Glándulas suprarrenales
más externa)
a partir de los aminoácidos.
aldosterona
Incrementa resistencia
antiestrés.
Gónadas
Decrece linfocitos y eosinófilos.
Glucocorticoides (en la parte Formación de glúcidos y grasas
media): cortisona
a partir de los aminoácidos.
Incrementa resistencia
antiestrés.
Decrece linfocitos y eosinófilos.
Andrógenocorticoides (en la
Controla la aparición de
parte más interna): hormonas caracteres sexuales la pubertad.
masculinas y femeninas.
Influyen en el metabolismo de
En la médula:
los glúcidos.
Vasodilatación e incremento
Adrenalina
gasto cardiaco.
Vasoconstricción y disminución
Noradrenalina
gasto cardiaco.
Andrógenos: testosterona
Producción espermatozoides y
caracteres masculinos
Regulación menstrual y
Estrógenos
caracteres femeninos.
Progesterona
Es la hormona del embarazo.
Ubicación de las glándulas del sistema endocrino humano
Figura 99 Glándulas endocrinas
Lección 14 Estructura y Funciones Vegetales
Las plantas son organismos que contienen pigmento verde o clorofila, esencial
para realizar el proceso de fotosíntesis a partir del cual producen alimento y
liberan energía, mecanismo conocido como nutrición autótrofa.
Antes de referirse a los órganos de las plantas, es necesario conocer la
diferenciación entre plantas vasculares y no vasculares, aspecto que incide en las
características de algunos órganos de las mismas.
Las plantas no vasculares no poseen tejidos conductores, no poseen raíces
verdaderas en su lugar tiene rizoides a través de los cuales absorben agua y
nutrientes del suelo, no tienen tallos ni hojas verdaderas. Un ejemplo de estas
plantas son los musgos de gran importancia en la naturaleza por ser reservorios
de agua y por contribuir en los procesos de meteorización.
Las plantas vasculares tienen tejidos conductores, raíces, tallo y hojas verdaderas
como es el caso de los helechos. Algunas, las gimnospermas además poseen
flores y semillas desnudas, es decir, la semilla no se desarrolla dentro de un fruto,
como es el caso de los pinos, otras las angiospermas además poseen frutos. Las
angiospermas se dividen en monocotiledóneas y dicotiledóneas.
A continuación se resumirán las principales
monocotiledóneas y plantas dicotiledóneas:
diferencias
entre
plantas
Tabla: Principales diferencias entre plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas.
Monocotiledóneas
Dicotiledóneas
Pertenecen a este grupo los pastos,
los lirios, la caña, el maíz y las
palmas
Pertenecen a este grupo el resto de
plantas superiores
Tienen un solo cotiledón
Poseen dos cotiledones
Tienen hojas estrechas, largas y con
nervadura paralela
Tienen hojas anchas con nervadura
ramificada
Su raíz es fibrosa, no posee raíz
principal
Poseen raíz principal y raíces
secundarias.
Organización externa de las plantas
Los órganos vegetativos
Son aquellos órganos de la planta que sirven para mantener la vida individual de
la planta y son: raíz, tallo y hoja.
La raíz
Figura 100 Partes de la raíz
Fuente: Material gráfico cedido po-la A.C. Nitella Flexilis publicado en url www.sobrado-es.com
La principal función de la raíz es la absorción del agua y sales minerales del suelo
y la fijación de la planta al mismo sustrato. Además contribuye a evitar la erosión
al mantener aglutinadas sus partículas.
Las partes de la raíz son la cofia que se encuentra en la punta de la raíz cubriendo
el ápice, sus células efectúan la absorción de nutrientes, por encima de la cofia se
encuentra una zona en donde las células están en constante reproducción, es la
zona de crecimiento apical o meristemático inmediatamente después se halla la
región de alargamiento.
A continuación se encuentra la zona de maduración en donde las células
alargadas se diferencian y convierten en tejidos, esta región está provista de pelos
radiculares cuya función es la de incrementar la superficie de absorción
La raíz principal es la primera en brotar y penetrar en la tierra, luego brotan las
raíces secundarias laterales hasta desarrollar el sistema radicula. Si la raíz
principal sobrepasa en tamaños las raíces laterales, este sistema se llama
pivotante. Este sistema es característico en muchas plantas dicotiledóneas, por
ejemplo en todos los árboles y arbustos de clima medio
Figura 101 Maduración de la raíz
Las plantas monocotiledóneas carecen de raíz principal, por ejemplo del tallo de
maíz brota un gran número de raíces que le sirven de sostén al tallo. Estas raíces
que brotan del tallo y en algunas plantas de la hoja, se denominan raíces
adventicias.
Figura 102 Raices adventicias
Fuente. Material gráfico cedido po-la A.C. Nitella Flexilis publicado na url www.sobrado-es.com
El sistema radicular formado por raíces finas y ramificadas carente de raíz
principal se denomina fibroso y es característico de todas las plantas
monocotiledóneas, pero a veces se forma en las dicotiledóneas de producción
vegetativa.
Las raíces que crecen de tubérculos, de pecíolos de hojas o de pedazos de tallo,
poseen sistema radicular adventicio
Modificaciones de la raíz
En sistemas pivotantes como la zanahoria o en la remolacha, en la raíz principal
se almacenan nutrientes, este sistema de raíz pivotante se denomina napiforme.
En sistemas radiculares fibrosos también se presentan modificaciones, como
sucede con la arracacha, la yuca que forman raíces carnosas tuberosas.
Figura 103 Raiz napiforme
El Tallo
El tallo es el órgano que conecta la raíz y las hojas entre sí. Las funciones
primordiales del tallo son soporte y conducción del agua y sales minerales a las
hojas y de sustancias elaboradas de la hoja a la raíz. Algunas plantas se
reproducen por medio del tallo (reproducción vegetativa), en muchas plantas los
tallos acumulan sustancias alimenticias.
El tallo y las raíces de una planta trabajan conjuntamente, desempeñando
funciones diferentes pero estrechamente relacionadas, los tejidos que constituyen
las raíces y los tallos son similares, aunque los órganos en sí tienen diferencias
estructurales importantes.
Los tallos, lo mismo que las raíces, crecen de formas y tamaños muy diferentes,
unos son troncos de los árboles gigantes que se elevan cientos de metros en los
bosques, algunos solo viven algunas semanas, pero otros duran siglos.
Existen muchos tipos de tallos con caracteres externos e internos diferentes:
• Tallo leñoso. Posee una consistencia dura, entre ellos se cuentan árboles,
arbustos y bejucos leñosos.
• Tallo herbáceo: De consistencia maciza o hueca, son erguidos, los claveles, la
hierbabuena y otras plantas de jardín.
• Tallo de monocotiledóneas: De consistencia maciza o hueca, son erguidos y
cilíndricos como el de la guadua, el maíz, los pastos y las palmas.
• Tallos modificados: Son tallos que poseen forma y función excepcional. Entre
ellos el cladodio, los rizomas y los zarcillos.
• Cladodio: tallos aparentemente sin hojas, por ello realiza la función de
fotosíntesis y transpiración. Son suculentos, ejemplo: cactus.
• Estolón: En la fresa, frambuesa, ahuyama, calabaza, el estolón es un tallo con
entrenudos finos y largos con hojas en forma de escama. Se encuentra en la
superficie del suelo y es útil en la reproducción vegetativa.
• Bulbo: Es un tallo subterráneo corto y grueso y envuelto en varias hojas. Su
función es el almacenamiento de sustancias alimenticias y la conservación y la
protección de las yemas en tiempos muy fríos o muy calientes y secos. Este bulbo
es útil en la reproducción vegetativa. Ejemplo: Cebolla.
• Rizoma: Tallo subterráneo como en el lirio, es grueso y carnoso, crece
horizontalmente sobre la superficie del suelo, útil n la reproducción vegetativa.
• Zarcillo: Como en la uva, sirve más como medio de soporte del tallo a otros
elementos. Como fríjol, badea, pepino.
Estructura del tallo
Al observar un tallo podemos encontrar las siguientes estructuras:
Figura 104 Estructura del tallo
• Nudos: Pequeños puntos donde se adhieren las hojas.
• Entrenudos: espacio entre nudo y nudo.
• Yema apical o Terminal: Yema que se localiza al final del crecimiento longitudinal
del tallo.
• Yemas laterales: Se localizan en el ángulo formado por el pecíolo de la hoja y la
continuación del tallo.
• Cicatrices de escamas: Indican donde estuvo ubicada la yema Terminal. Sirven
para detectar la edad de la ramita.
• Ramas: Formaciones laterales del tallo, dan mejor extensión a la planta y facilitan
una mejor utilización de la luz para la fotosíntesis.
La hoja
Figura 105 Estructura de la hoja
Su principal función es la fotosíntesis y la transpiración, además sirve de
protección a las yemas laterales. Las principales partes de la hoja son: el limbo o
lámina, el pecíolo y en algunas las estípulas. Las hojas poseen las más diversas
estructuras morfológicas especialmente en su limbo, que puede ser de diferentes
tamaños y formas La forma de las hojas varía ampliamente, dependiendo de la
forma del limbo, base, ápice y tipo de borde, por lo que solo se presentan las más
comunes.
Según su forma
• Oval.
• Cordada en forma de corazón.
• Deltoidea.
• Acicular (en forma de aguja).
• Linear (larga y angosta).
• Lobulada (en forma de varios lóbulos).
• Compuesta (formada de foliolos).
• Lanceolada.
• Arriñonada.
• Espatulada.
• Elíptica.
Figura 106 Hojas según su forma
Imagen Tomada de www.juntadeandalucia.es/.../imagenes/imagen2.jpg
Venación
•
•
Reticular: Los nervios presentan ramificaciones
Paralela: Los nervios van paralelos de un lado a otro.
en
forma
de
red.
Borde
• Entero: Liso sin hendiduras.
• Dentado: Hendiduras.
• Aserrado. Borde.
La disposición de sus hojas
• Alterna.
• Opuestas.
• Verticiladas.
Modificaciones de la hoja
Algunas de ellas son suculentas, gruesas y carnosas retienen agua, ejemplo: aloe
o sábila, algunas plantas desérticas poseen tallos suculentos y sus hojas están
formadas por espinas que protegen la pérdida de agua de la planta y actúan como
órgano de defensa. Ejemplo: cáctus.
Órganos reproductores de la planta
La Flor
Figura 107 La flor
Tomado de: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/concurso2004/ver/09/partes.htm
Las flores son órganos reproductores de las plantas superiores, de la cual resultan
las semillas, portadoras de los caracteres genéticos para la siguiente generación.
Morfología de la flor
Al observar una flor vemos que consta de cuatro partes o verticilios florales unidos
al extremo modificado del tallo o receptáculo
El cáliz El primer verticilio de la flor formado por los sépalos, cuya función es la
protección de la yema floral, y los verticilios internos.Existen dos tipos de cáliz:
dialisépalo que presenta sépalos libres y gamosépalo.
Corola Formada por los pétalos de variados colores, su función es atraer a los
insectos útiles en la polinización. Al igual que el cáliz la corola puede ser
dialipétala es decir con los pétalos separados o gamopétala con los pétalos
soldados.
La simetría de la flor puede ser de dos tipos: Radical o actinomorfa cuando los
pétalos son de igual tamaño y de distribución uniforme que permiten que la flor
sea dividida en cuatro (4) o más porciones equivalente y bilateral o zigomorfa
cuando los pétalos son de tamaño desigual y con una distribución equidistante
entre ellos, lo cual permite dividir la flor en dos partes iguales. El receptáculo, el
cáliz y la corola, juntos forman el perianto o envoltura protectora de la flor.
Androceo Formado por los estambres y constituyen el aparato sexual masculino.
El estambre consta de un tallo o filamento, que lleva en su ápice una antena en
donde se desarrollan los granos de polen. En el androceo, los estambres pueden
estar libres (dalistémono) o soldados (gamostémono). Los estambres pueden ser
todos iguales (isostémono), agruparse de dos en dos (didinamos) o en grupo de
cuatro y otro de dos (tetradínamos).
Gineceo Formado por varios pistilos que constituyen el aparto sexual femenino de
la flor. El pistilo o carpelo consta de tres partes: El ovario, el estilo y el estigma,
que es rugoso y esponjoso con el fin de atrapar el polen. Los carpelos pueden
presentarse separados o estar soldados entre sí parcial o totalmente. El ovario
contiene los óvulos, cada óvulo contiene un saco embrionario, dentro del cual
crece la ovocélula.
La posición del ovario puede ser superada por encima de la inserción de los
demás verticilios florales como en el nabo, tomate, ciruela, durazno, o infera por
debajo de esta inserción.
Plantas monóicas y dióicas
Las plantas pueden ser dióicas cunado poseen flores de un solo sexo, femeninas
o masculinas unisexuales, ejemplo: papayo, joroba o fresno el inchi. Cuando la
misma planta posee flores femeninas y masculinas, ejemplo: maíz y nogal, se
denomina monoica.
Fórmula floral
Permite resumir las características de una flor, para tal fin se utilizan símbolos,
letras y números, los cuales se describen con una determinada secuencia así:
1. Simetría: La cual puede ser actinomorfa simbolizada con un asterisco
zigomorfa representada con una flecha invertida
,o
2. Sexo: Si la flor es unisexual se representa su sexo así:
3. Cáliz: Se presenta con la letra C seguida del número de sépalos. En el caso de
que los sépalos sean soldados (gamosépalos) el número de sépalos se encierra
en un paréntesis, ejemplo: C (5).
4. Corola: Se simboliza con la letra K seguida del número de pétalos. Si los pétalos
son unidos o soldados (gamopétala) el número de pétalos se encierra en un
paréntesis K(5) si los pétalos son libres el número de pétalos va sin paréntesis K5.
5. Androceo: Se representa por la letra A seguida del número de estambres, si son
libres se representa sin paréntesis A5 si los estambres son soldados el número de
estos va dentro de un paréntesis A(5). Pueden representarse de acuerdo a su
agrupación A2+2.
6. Gineceo: Se representa con la letra G indicando la posición del ovario con una
raya pequeña así: si es inferior la raya va debajo de la letra (G) si es superior la
raya va encima de la letra (G). Seguida del número de carpelos o pistilos, el cual
va sin paréntesis si son libres o dentro de un paréntesis si los carpelos son
soldados G(5).
Ejemplo:
Inflorescencia
En la mayoría de las plantas no se forma una sola flor en el ápice del tallo o en la
axila de una hoja, sino que en una rama o planta se desarrollan arreglos de
pequeñas flores, denominadas inflorescencias.
Las inflorescencias pueden clasificarse en Racemosas, cimosas y compuestas.
1. Racemosas: Tienen crecimiento centrípeto y pueden ser:
- Racimo: Presenta un eje principal alargado y flores pediceladas en toda su
extensión.
- Umbela: De un punto del pedúnculo parten pedicelos como radios.
- Corimbo: Tiene un eje principal a lo largo del cual salen pedicelos permitiendo a
las flores estar en un mismo nivel.
- Espiga: Del pedúnculo o eje salen flores sésiles.
- Capítulo o cabezuela: De un eje ensanchado salen flores sésiles.
2. Cimosas: Su crecimiento es centrífugo, definido y pueden ser:
- Monocasio: Formado por una flor principal terminal y otra lateral secundaria.
- Helicoidea: Con un eje prolongado y flores a ambos lados.
- Dicasio: Con una flor lateral y dos secundarias laterales.
- Escorpioidea: Con flores a un solo lado y eje curvado o enmallado.
Las inflorescencias también pueden formarse por la modificación o la combinación
de dos inflorescencias simples. Ejemplo: racimo de racimos, racimos de espigas,
umbela de capítulos.
El fruto y la semilla
Después del proceso de fecundación, el ovario maduro con o sin partes asociadas
se convierte en fruto. La pared del ovario junto con las partes asociadas (si se
tienen) se convierte en pericarpio o partes protectoras que rodean la semilla. Al
madurar el pericarpio puede contener sustancias de reserva que constituyen la
pulpa en frutos carnosos. En otros frutos el pericarpio es seco. La semilla es el
óvulo maduro, y contiene el embrión y las sustancias alimenticias necesarias para
su desarrollo y crecimiento.En las ginospermas la semilla se desarrolla en la
superficie de las escamas de los conos, en las angiospermas la semilla se
desarrolla dentro de la pared protectora del ovario. Las sustancias alimenticias se
encuentran en el endosperma o en el mismo embrión en las dicotiledóneas, en
monocotiledóneas se ubica en el albumen.
Clasificación de frutos según Fuller y otros (Botánica, Editorial Interamericana)
1. Frutos simples: El fruto simple consta de un solo ovario madurado. Las clases
principales de frutos simples son:
a) Frutos carnosos: Pericarpio blando y carnoso en el momento de la madurez. Las
semillas escapan de los frutos carnosos como resultado de la descomposición de
los tejidos carnosos.
Baya: Pericarpio totalmente carnoso, ejemplo: Uva, banano, tomate, papaya,
sandía, guayaba, naranja, pepino, pimentón.
Drupa: el exocarpio es una capa delgada, el mesocarpio es grueso y carnoso, el
endocarpio es duro y pétreo, ejemplo: melocotón, coco, aceituna, cereza,
albaricoque.
b) Frutos secos: Pericarpio seco, quebradizo y duro en la madurez, contiene varias
semillas.
Frutos deshiscentes: Se abren en forma natural para liberar las semillas, ejemplo:
arveja, fríjol, habichuela, magnolia, lirio, tulipán, violeta.
Frutos indehiscentes: No se abren al llegar la madurez contienen una o dos
semillas.
Frutos agregados: Es un racimo de varios ovarios madurados, producidos por una
sola flor y llevados en el mismo receptáculo. Ejemplo: frambuesa y zarzamora.
Frutos múltiples: Racimos de muchos ovarios madurados producidos por varias
flores amontonadas en la misma inflorescencia, ejemplo: mora y piña, higuera.
Frutos accesorios: Frutos que constan de uno o más ovarios madurados, con
tejidos de otras partes florales, como el cáliz o el receptáculo. En un fruto
accesorio, estos tejidos complementarios están a menudo muy desarrollados,
hasta constituir la parte principal de la estructura designada popularmente “fruto”,
entre los frutos accesorios familiares figura n las fresas. en la que los frutos
individuales son aquenios, llevados a un receptáculo suculento, rojo, dulce,
extensamente desarrollado. Otro tipo de fruto accesorio es el pomo ejemplificado
por manzanas y peras, en que los ovarios maduros están rodeados de tejido de
receptáculo y cáliz agrandado, en los que están almacenadas grandes cantidades
de alimento y agua.
En la tabla siguiente se resume la función que realiza cada uno de los órganos
que conforman la planta
Órgano
Función
Raíz
Fijación de la planta al suelo
Absorción de agua y minerales del suelo
En algunas plantas son órganos de almacenamiento como en la
zanahoria y la yuca
Conecta la raíz y las hojas
Conduce agua y sales minerales de la raíz a las hojas
Conduce sustancias elaboradas de las hojas a la raíz
En algunas plantas son órganos de almacenamiento como en la
papa y la cebolla cabezona
Puede servir para la reproducción vegetativa de algunas plantas.
Tallo
Hoja
Fotosíntesis o producción de alimento
Respiración de la planta a través de estomas
Transpiración
Flor
Formación de semillas
Reproducción sexual de la planta
Almacenamiento como en el brócoli, el coliflor
Fruto
Guardar y proteger las semillas
Almacenamiento de sustancias alimenticias
Contener el embrión de la nueva planta
Reservar sustancias alimenticias para el desarrollo y crecimiento
del embrión
Semilla

20101 - BIOLOGÍA CARMEN EUGENIA PIÑA LÓPEZ Directora

Transcripción

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