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1- LA CÉLULA
1.1-TEORÍA CELULAR :
1.1.1 DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA
El descubrimiento de la célula fue posible por el avance científico técnico
alcanzado en el momento de su descubrimiento, fundamentalmente por la aparición del
microscopio óptico.
Robert Hooke, observó las primeras células en el corcho y a las estructuras que lo conforman le
dio el nombre de “celdillas”, las cuales eran semejantes a la configuración de las células de un
panal, de ahí derivó el nombre de células.
A partir de este descubrimiento surge la teoría celular.
1.1.2- FORMULACIÓN Y POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR
Esta teoría plantea dos postulados fundamentales:
1- Todos los organismos están constituidos por células y esta es la unidad más pequeña que
los conforma. Por tanto, la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos
ya que todos los proceso que realizan los organismos (nutrición, excreción, respiración, etc) son
llevados a cabo por la célula.
2- Una célula se origina de otra célula.
1.2 ESTRUCTURA CELULAR
1.2.1 MOLÉCULAS ORGÁNICAS PRESENTES EN LAS CÉLULAS Y SU FUNCIÓN
Se les denomina BIOMOLÉCULAS a todas aquellas sustancias moleculares que hacen
posible la vida y que por tanto garantizan la misma, por lo que son imprescindibles en el
funcionamiento celular.
PROTEÍNAS.
Son compuestos orgánicos de alto peso molecular formados por cadenas de aminoácidos
Las proteínas son constituyentes de las membranas celulares, constituyen hormonas, son
componentes de los anticuerpos que participan en la defensa del organismo, constituyen Enzimas
las cuales son consideradas como catalizadores biológicos ya que aceleran o inhiben las
reacciones metabólicas. Por tanto, forman parte de los tejidos y órganos de los organismos
pluricelulares.
ÁCIDOS NUCLEICOS.
Son el ADN y el ARN. Formados por cadenas de poli nucleótidos. Un nucleótido está formado
por: una base nitrogenada, una azúcar y un grupo fosfato.
ARN.
Formado por una cadena de poli nucleótidos, cuyas bases nitrogenadas son: Adenina, Guanina,
Citosina y Uracilo y el azúcar es la Ribosa.
Función: Participa en el proceso de síntesis de proteínas.
ADN.
Formado por una doble cadena de poli nucleótidos, enrolladas entre sí en forma de espiral o
doble hélice, ambas cadenas están unidas entre sí por puentes de hidrógeno. Sus bases
nitrogenadas son: Adenina, Timina, Citosina y Guanina y el azúcar es la Desoxirribosa.
Función: Es el portador de la información genética de un individuo por lo que participa en los
mecanismos hereditarios, almacenamiento y trasmisión de dicha información.
LÍPIDOS.
Están constituidos por cadenas de ácidos grasos.
Constituyen a la membrana celular formando una bicapa. Algunas hormonas son de naturaleza
lipidia. Forman tejidos de almacenamiento energético. Permiten el aislamiento térmico, ej: en los
organismos que habitan en zonas polares.
CARBOHIDRATOS.
Constituyen el combustible celular ya que son la fuente principal de obtención de energía
metabólica (ATP) , por tanto sirven de almacenamiento energético.
AGUA.
Constituye el 80% del contenido celular por tanto forma parte mayoritaria de los componentes
del citoplasma. Las reacciones metabólicas que garantizan la existencia de la célula se llevan a
cabo en un medio acuoso. A través del agua se expulsan al exterior las sustancias de desechos
metabólicos.
OLIGOELEMENTOS.
Son aquellos compuestos que el organismo necesita en pequeñas cantidades pero que son
imprescindibles para su funcionamiento, como por ejemplo: Na, P, K, Mg, Fe, O, H, etc.
1.2.2 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGANELOS CELULARES
La célula está formada por numerosas estructuras que le confieren forma y determinan
su funcionamiento, entre ellas tenemos la pared celular , la membrana plasmática y los
organelos, los cuales realizan una función específica y están formados por una doble membrana
y se encuentran en el citoplasma de la célula.
PARED CELULAR.
Es la estructura que rodea a la membrana celular. Sólo está presente en células vegetales
y le confiere gran dureza a las estructuras de la planta. Su dureza está dada por la presencia
de Celulosa, Hemicelulosa, etc. Sirve de protección a la célula contra la desecación y mantiene
la presión osmótica interna.
MEMBRANA PLASMÁTICA.
Rodea al citoplasma de la célula. Está formado por una bicapa de lípidos y por proteínas, las
cuales se encuentran insertadas en dicha bicapa. No presenta poros estructurales pero sí
funcionales, lo cual está en dependencia de la función que esté realizando la membrana.
Su función principal es permitir el intercambio de sustancias entre la célula y el medio. Es una
estructura selectiva ya que cualquier sustancia no puede atravesar la membrana.
ORGANELOS: Son estructuras membranosas ubicadas en el citoplasma de la célula en las cuales
se realiza una función específica. Todos están rodeados por una doble membrana.
Núcleo: Tiene forma redondeada y está formado por ADN y proteínas. En su interior contiene al
material genético. Su función es dirigir y controlar todas las funciones de la célula.
Nucleolo: Se encuentra dentro del núcleo y está formado por proteínas y ARN. Interviene en la
síntesis de proteínas.
Mitocondrias: La membrana interna se encuentra plegada en forma de crestas (crestas
mitocondriales). Presenta su propio ADN y ribosomas. Interviene en el proceso de respiración
celular.
Cloroplastos: Solo se encuentran en células vegetales. En su interior se encuentra la clorofila.
Participa en el proceso de fotosíntesis.
Aparato de Golgi: Formado por estructuras en forma de sacos aplanados. Su función es almacenar
polisacáridos y algunas proteínas y distribuirlas a los demás organelos.
Ribosomas: Constituidos por ARN. Participa en la síntesis de las proteínas.
Retículo endoplasmático rugoso: Es una continuación de la membrana nuclear formando un
sistema de membranas que forman canales membranosos en el citoplasma. A dichas
membranas se encuentran asociados ribosomas lo que le confiere esa apariencia rugosa. Participa
en el transporte de sustancias en el citoplasma y en el proceso de síntesis de proteínas.
Retículo endoplasmático liso: Constituye un sistema de canales membranosos similares al R.E.R.,
participa en la síntesis de lípidos.
Lisosoma: Tiene forma redondeada y en su interior se encuentran enzimas catalíticas que
degradan sustancias, por lo que interviene en la digestión intracelular. Degrada desperdicios
celulares si la célula se encuentra dañada.
Vacuolas: Estructuras redondeadas cuya función es almacenar sustancias, fundamentalmente agua y
carbohidratos. Son más abundantes en la célula vegetal.
1.2.3 DIFERENCIA ENTRE CÉLULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES
Los organismos presentan características específicas de acuerdo al tipo de individuo pero
cada uno presenta determinadas características celulares, estas características son generales y de
acuerdo a estas, pueden ser: Eucariotas o Procariotas, las células.
TIPO DE
CÉLULA
PRESENCIA DE
NÚCLEO
CARACTERÍSTICAS DEL
CITOPLASMA
ORGANISMOS
QUE LA
PRESENTAN
PROCARIOTA NO PRESENTA
POR LO QUE SU
ADN SE
ENCUENTRA
DISPERSO EN EL
CITOPLASMA.
SENCILLO , YA QUE NO
PRESENTA ORGANELOS.
BACTERIAS Y
CIANOFITAS.
EUCARIOTA PRESENTA
NÚCLEO BIEN
DEFINIDO POR
UNA
MEMBRANA.
MÁS COMPLEJO DEBIDO A LA
PRESENCIA DE
ORGANELOS.(CITOPLASMA
COMPARTIMENTADO)
PROTISTAS,
HONGOS,
PLANTAS Y
ANIMALES.
DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES.
ESTRUCTURAS CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL
PARED CELULAR NO PRESENTA PRESENTA
CLOROPLASTO NO PRESENTA PRESENTA
ESTOMAS NO PRESENTA PRESENTA
CLOROFILA NO PRESENTA PRESENTA
VACUOLAS MENOR CANTIDAD MAYOR CANTIDAD
LISOSOMA PRESENTA NO PRESENTA
REALIZA
FOTOSÍNTESIS.
NO LA REALIZA LA REALIZA
2 METABOLISMO CELULAR
Concepto: Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula y traen como
consecuencia la síntesis y degradación de sustancias.
2.1 ANABOLISMO Y CATABOLISMO
2.1.1 Durante los procesos de síntesis se forman sustancias: Anabolismo.
Durante los procesos de degradación se descomponen sustancias: Catabolismo.
2.1.2 PAPEL DE LAS ENZIMAS Y DEL ATP EN EL METABOLISMO
Las ENZIMAS son sustancias todas de naturaleza proteica que tienen como función
catalizar las reacciones metabólicas, o sea, retardar o acelerar estos procesos. Regulan
y controlan los procesos metabólicos.
2.2 Fotosíntesis: Es el proceso mediante el cual la célula vegetal elabora compuestos
Orgánicos que le sirven de alimento, a partir de luz, agua, dióxido de
Carbono y clorofila. Ocurre en los cloroplastos.
Ecuación general: CO2 + H2O LUZ GLUCOSA + O2
CLOROFILA
Las reacciones que se llevan a cabo durante este proceso se denominan:
2.2.1 ASPECTOS GENERALES DE LA FASE LUMINOSA
Reacciones luminosas: Ocurren en los tilacoides del cloroplasto ya que es aquí donde se
Encuentra la clorofila. Dependen de la luz para efectuarse.
2.2.2 ASPECTO GENERAL DE LA FASE OSCURA
Reacciones obscuras: Se realizan en el estroma y no dependen de la luz para efectuarse.
Es en estas reacciones donde se sintetizan los compuestos orgánicos
2.2.3 IMPORTANCIA
Este proceso garantiza la supervivencia de los organismos en la naturaleza. Los compuestos
orgánicos que se producen en el mismo constituyen el alimento de las propias plantas y de
organismos heterótrofos, que utilizan estos compuestos como fuente de energía metabólica.
El oxígeno que se libera es utilizado en la respiración aerobia.
RESPIRACIÓN.
Concepto: Es un proceso de degradación celular, durante el cual se degrada un compuesto
orgánico, se libera energía y esta se almacena en el ATP.
La respiración puede ser: Aerobia y Anaerobia.
2.3 RESPIRACIÓN ANAEROBIA; El aceptor de electrones es un compuesto inorgánico distinto
del oxígeno, como ocurre en ciertas bacterias que pueden
respirar en ausencia del aire. La respiración anaerobia es
denominada también como Fermentación.
2.3.1 ASPECTOS GENERALES DE LA GLUCÓLISIS
1- Glucólisis: Esta es la primera fase del proceso durante el cual la glucosa se degrada
hasta Ácido pirúvico o Piruvato. Durante este proceso se consumen 2 moléculas de ATP y se
forman 4. Ocurre en el citoplasma.
2.3.2 FERMENTACIÓN LÁCTICA Y FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Formación de Acetil CoA: El Piruvato se degrada y combina con la coenzima A, para formar
Acetil CoA, se libera CO2. Ocurre en las mitocondrias y es aerobio.
Concepto: Proceso catabólico mediante el cual se degrada un compuesto orgánico, se libera
energía y esta se almacena en el ATP. Ocurre en ausencia de oxígeno. Y puede ser Láctica
o Alcohólica de acuerdo al producto final que se obtenga.
2.3.3 BALANCE ENERGÉTICO
Ecuación general:
ÁCIDO LÁCTICO + CO2 + ATP (Fermentación
GLUCOSA + 2 ATP O LACTATO láctica)
ALCOHOL ETÍLICO + CO2 + ATP (Fermentación
Alcohólica)
ESTRUCTURA DE LAS MITOCONDRIAS.
RIBOSOMA MEMBRANA EXTERNA
EXTE
ADN MEMBRANA
(mitocondrial) INTERNA
2.4 RESPIRACIÓN AEROBIA
Respiración Aerobia: Proceso que ocurre en las mitocondrias de la célula eucariota durante el
cual interviene el oxígeno.
2.4.1 ASPECTOS GENERALES DEL CICLO DE KREBS
3- Ciclo de Krebs o del ácido cítrico: El Acetil CoA, o parte de ella, es degradada en H y
CO2, se produce ATP .Es un proceso aerobio y ocurre en las mitocondrias .
2.4.2 ASPECTOS GENERALES DE LA CADENA RESPIRATORIA
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa: Cadena de varias moléculas de transporte
electrónico. Los átomos de H o sus electrones, pasan a lo largo de la cadena y la energía
liberada se utiliza para sintetizar ATP. Por cada par de electrones que entre a la cadena se
sintetiza un máximo de 3 moléculas de ATP. El último aceptor de electrones es el oxígeno y
por tanto se forma agua. Es un proceso aerobio y ocurre en las mitocondrias.
2.4.3 BALANCE ENERGÉTICO
Ecuación general: Glucosa + O2 ATP + CO 2 + H 2 O
Importancia : Garantiza la obtención de energía metabólica con la cual se llevan a cabo todos
los procesos metabólicos, energía que es almacenada en el ATP.
3 REPRODUCCIÓN
3.1 CICLO CELULAR
3.1.1 FASES DEL CICLO CELULAR.
La reproducción celular consiste en la división de una célula madre en dos o más células hijas. Sea cual fuere la modalidad
Que adopte tal proceso, siempre implica la división del núcleo (cariotomía) y la del citoplasma (plasmotomía), ambos
fenómenos de forma independiente.
3.1.2 ESTRUCTURA Y FUNCIONES DEL ADN
Síntesis de ADN.
El ADN se sintetiza a partir de él mismo. El proceso comienza cuando la enzima ADN Polimerasa, comienza a
romper los puentes de hidrógeno que unen ambas cadenas, la molécula se desenrolla y a partir de cada cadena
desenrollada se sintetiza otra cadena, constituyéndose finalmente 2 moléculas de ADN.
A partir de una molécula de ADN se sintetizan 2 moléculas.
3.1.3 ESTRUCTURA Y FUNCIÓNES DEL ARN
Importancia del ARN.
Es la molécula responsable del proceso de Biosíntesis de Proteínas.
Estructura y tipos.
(La estructura del ARN descrita en el epígrafe 1.2)
Tipos: ARN Mensajero
ARN Ribosomal
ARN Transferencial.
Mensajero: Lleva el mensaje de la proteína que se va a sintetizar desde el núcleo hasta el
ribosoma.
Ribosomal: Constituye a los ribosomas.
Transferencial: Transporta los aminoácidos correspondientes de la proteína que se va a sintetizar
al sitio de la síntesis.
3.2 REPRODUCCIÓN CELULAR
3.2.1 FASES E IMPORTANCIA DE LA MITOSIS
Es un proceso de división celular que ocurren en todas las células somáticas cuyo
resultado final es la formación de 4 células hijas con el mismo número de cromosomas de la
célula madre.
Características de las fases de la mitosis.
Interfase: Fase preparatoria durante la cual la célula se prepara para dividirse. Se duplica el
material genético y aumenta la actividad de síntesis de la célula. Debido a esto la célula aumenta
de tamaño.
Profase: Se hace visible el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear.
Metafase: Formación de la placa ecuatorial, o sea, el huso acromático se sitúa en el centro de la
célula y los cromosomas se ponen en contacto con él, alineados en la región central de la célula.
Anafase: Los cromosomas se separan y migran hacia los polos de la célula.
Telofase: La célula sufre un proceso de invaginación por la región central y comienza a dividirse.
Como resultado final se forman 2 células hijas. Desaparece el huso acromático y reaparece la
membrana nuclear.
Importancia de la Mitosis.
Es el proceso que permite el crecimiento y desarrollo de los seres vivos , el crecimiento
de los tejidos, órganos, etc. Permite la cicatrización de las heridas.
3.2.2 FASES E IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS.
Proceso que ocurre solamente durante la formación de las células reproductoras o
gametos, como resultado final se forman 4 células hijas con la mitad del número de cromosomas
de la célula madre. Tienen lugar 2 divisiones consecutivas.
Características de las fases de la Meiosis.
Ocurre también Interfase antes de producirse la división.
Primera división meiótica:
Profase 1: Se hace visible el huso acromático y se intercambia material genético entre los
cromosomas homólogos (entrecruzamiento gnético).
Metafase 1: Formación de la placa ecuatorial.
Anafase 1: Los cromosomas se separan y migran hacia los polos de la célula.
Telofase 1: La célula sufre un proceso de invaginación y como resultado se forman 2 células
hijas. Deja de hacerse visible el huso acromático y reaparece la envoltura nuclear.
Segunda división meiótica:
Profase 2: Reaparece el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear. No se duplica el
material genético.
Metafase 2: Formación d e la placa ecuatorial.
Anafase 2: Se separan las cromátidas y migran hacia los polos de la célula.
Telofase 2: La célula se divide nuevamente y como resultado se forman 4 células hijas con la
mitad
del número de cromosomas de la célula madre.
Importancia de la Meiosis.
Este proceso es vital para la existencia de los organismos de reproducción sexual, ya
que al garantizar que se reduzca el número de cromosomas a la mitad en los gametos, el cigoto
que se
forma como resultado de la fecundación, conservará constante el número de cromosomas de su
especie.
Por tanto, permite que se conserven de modo constante las características de una especie
determinada.
Ocurre solo en organismos de reproducción sexual.
3.3. REPRODUCCIÓN A NIVEL DE ORGANISMO
3.3.1 ASPECTOS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Reproducción asexual: No hay presencia de sexos, por tanto, no se producen gametos
y un organismo puede autoreproducirse y dar lugar a
individuos iguales a él, o sea, con la misma información
genética ya que interviene un solo progenitor.
Puede ser de varios tipos:
Bipartición: Ocurre en organismos unicelulares en el cual la célula se divide en 2 iguales a
la célula madre. Ej: Protistas.
Esporulación: Formación de esporas dentro de una célula. La célula se rompe y las esporas
salen de esta, a partir de cada espora se origina un nuevo organismo.
Ej: Bacterias y Hongos.
esporas
Gemación: En la superficie del organismo se forman yemas, las cuales aumentan de
tamaño hasta que se separan del organismo materno. De estas yemas se
forma un nuevo individuo. Ej: Hongos y Celenterados.
Fragmentación: Un organismo se fragmenta y de cada parte se constituye un nuevo
organismo. Ej: Platelmintos y algunas plantas.
3.3.2 ASPECTOS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL
Reproducción sexual: Hay presencia de sexos y por tanto producción de gametos. Los
descendientes contienen información genética de 2 progenitores
Ej: Algunos hongos, Plantas con flores y casi todos los animales.
La reproducción asexual es más ventajosa que la sexual en el sentido de que se pueden
reproducir
mayor cantidad de individuos y en poco tiempo, pero la reproducción sexual es más ventajosa
en
el aspecto de que los individuos descendientes presentan mayor variabilidad genética ya
reciben información de 2 progenitores, por tanto, tendrán mayor ventaja adaptativa que los
organismos de reproducción asexual.
CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA REPRODUCTOR HUMANO.
En la especie humana existen sexos bien diferenciados:
Sistema reproductor femenino: Formado por diferentes órganos:
Ovarios: Órganos glandulares en los cuales se madura el óvulo y se sintetizan hormonas
femeninas como estrógenos y progesterona.
Trompas de Falopio: Órganos tubulares por donde se conduce el gameto femenino desde el
ovario
hasta el útero. Están formadas por un epitelio ciliado que permite el transporte del óvulo.
Útero: Órgano musculoso donde se implanta y desarrolla el embrión.
Vagina: Órgano copulador femenino. Constituye también el canal del parto.
TROMPAS DE
FALOPIO
OVARIOS
ÚTERO
VAGINA
Sistema reproductor masculino:
Testículos: Órganos glandulares en donde se forman los espermatozoides y se sintetiza líquido
seminal
(es el líquido donde se mueven los espermatozoides y contiene sustancias alimenticias). Se
sintetizan también las hormonas sexuales masculinas como la Testosterona.
Epidídimo: Conjunto de túbulos seminíferos donde se sintetiza líquido seminal y permiten el paso
de
los gametos al conducto deferente.
Conducto deferente: Conductos que permiten el paso de los gametos hacia la uretra.
Vesícula seminal: Órgano glandular donde se sintetiza líquido seminal y se comunica con el
conducto deferente.
Próstata: Estructura muscular involuntaria que evita que cuando ocurra micción tenga lugar la
eyaculación.
Uretra: Conducto que comunica con el conducto deferente y el pene .
Pene: Órgano copulador masculino.
Vejiga urinaria
PRÓSTATA
VESÍCULA SEMINAL
URETRA
CONDUCTO DEFERENTE
PENE
TESTÍCULO EPIDÍDIMO
Los gametos femeninos comienzan a madurarse a partir de la pubertad y se forma uno solo cada
28 días aproximadamente. Los gametos masculinos comienzan a formarse desde la pubertad y se
sintetizan millones de ellos de manera constante.
3.1.3- ETAPAS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO HUMANO.
Se inicia con la fusión de los pronúcleos masculinos y femeninos.
Segmentación o clivaje: Ocurren sucesivas divisiones celulares mitóticas. La primera división da
como resultado la formación de 2 células denominadas blastómeros.Estos a su vez , se dividen y
forman cuatro células, la segmentación siguiente origina 8 y así sucesivamente. Después de cada
división se originan blastómeros cada vez más pequeños.
Mórula: Son los estadíos que corresponden a 16, 32 y 64 blastómeros.
Blástula: Posee una cavidad interna denominada Blastocele, limitada por los blastómeros, por lo que
esta cavidad no puede observarse si se mira al embrión por fuera. En esta fase la velocidad de
división no es igual en todas las células del embrión, por lo que en la zona donde las células se
dividen más rápidamente ocurre una invaginación en la zona opuesta y se constituye la:
Gástrula: Se caracteriza por los procesos de Gastrulación. Se distinguen 2 capas embrionarias
(Ectodermo y Endodermo). A partir de estas dos capas se forma una tercera: Mesodermo; por eso
se les llama a estos organismos Triploblásticos. Estas capas darán origen a los diferentes órganos
y tejidos del embrión. Se constituye una capa de células periféricas denominada Trofoblasto, las
cuales darán lugar al Corion y la Placenta y el macizo celular interno dará lugar al cuerpo del
embrión y contribuirá a la formación del Amnios y el Saco vitelino, las cuales son estructuras
que posibilitarán la implantación, nutrición y protección del embrión.
Organogénesis: Se produce multiplicación activa de las tres capas embrionarias durante la cual las
células de los tejidos embrionarios crecen y comienzan a diferenciarse, formándose los tejidos y
órganos. Se distinguen 3 tipos de mecanismos : desplazamiento y deformaciones de masas
celulares, regionalización, o sea, diferente comportamiento en las distintas regiones del embrión.
Diferenciación: transformación gradual de una célula en otra ya diferenciada.
Del Ectodermo se formarán los tejidos de revestimiento y el sistema nervioso.
Del Mesodermo, los tejidos conjuntivos y sanguíneos,. Los músculos y las estructuras esqueléticas.
Del Endodermo los órganos del sistema digestivo.
Los órganos una vez formados comenzarán a funcionar. Para el metabolismo y proliferación de
sus células el embrión toma lo necesario del organismo materno.
Blastómeros
...............
Cigoto MÓRULA
Macizo celular
Blastocele
Trofoblasto
GÁSTRULA
BLÁSTULA
CONSERVACIÓN.
Nutrición: Proceso que permiten la incorporación de nutrientes al organismo. Y puede ser de 2
formas:
Autótrofa: Los organismos que la realizan son capaces de elaborar sus propios alimentos. Ej Las
Plantas, a través de la Fotosíntesis y las Bacterias a través de la Quimiosíntesis.
Heterótrofa: Los organismos toman los alimentos ya elaborados, por los autótrofos.
Sistema Digestivo Humano.
Está constituido por los siguientes órganos:
Boca: Órgano donde comienza la digestión por acción mecánica de los dientes y las enzimas de
la saliva
Faringe: Órgano de paso del alimento ingerido y comunica con el esófago.
Esófago: Comunica con el estómago.
Estómago: Órgano en forma de saco donde se secretan enzimas digestivas que forman el jugo
gástrico
el cual digiere los alimentos. Comienza la digestión de las proteínas.
Intestino delgado: Se une al estómago a través del duodeno. Se produce secreción enzimática de:
1- Enzimas secretadas por las paredes del intestino .
2- Jugo pancreático proveniente del Páncreas.(Digiere las proteínas)
3- Bilis proveniente del Hígado.(Digiere las grasas)
Todas estas secreciones producen la digestión de los alimentos, luego se produce absorción de
los mismos a través de las vellosidades intestinales, pasan a la sangre y esta los distribuye en
todo el organismo.
Intestino grueso: Aquí pasan alimentos que no fueron digeridos ni absorbidos en el intestino
delgado. Se produce acción fermentativa por acción bacteriana, no hay secreción de enzimas, por
lo que dicha fermentación culmina la digestión de los alimentos. Se absorbe agua y se forman
las heces fecales como un resultado final del proceso y son expulsadas al exterior a través del
año.
Sistema respiratorio humano.
Permite el intercambio de gases entre el organismo y el ambiente.
Órganos que lo forman:
Vías respiratorias: Fosas nasales, Faringe, Laringe, Tráquea, Bronquios, Bronquíolos.
Su función es acondicionar el aire inhalado: Humedecerlo, Calentarlo y Liberarlo de
impurezas que puedan penetrar a las vías, las cuales están tapizadas por un tejido epitelial
fino denominado Mucosa, este tejido secreta una sustancia viscosa llamada mucus, la cual tiene
función defensiva contra cualquier agente extraño que penetre a las vías.
Pulmones: Órganos esponjosos donde se encuentran los Alveolos, que son estructuras en forma de
bolsitas con un epitelio muy fino y muy vascularizado, a través de los cuales se produce el
intercambio de gases entre la sangre y el oxígeno contenido en el aire alveolar. Los pulmones se
encuentran unidos al diafragma.
Diafragma: Músculo que divide la cavidad toráxica de la abdominal y permite los movimientos
ventilatorios de expansión y contracción del tórax, lo cual permite la entrada y salida del aire.
Estos movimientos están controlados por el Sistema Nervioso.
REGULACIÓN.
Es un proceso inherente a todos los organismos vivos, la capacidad de autorregularse,
o sea, de mantener la Homeostasia: capacidad de todos los organismos para mantener en equilibrio
el medio interno.
En el organismo humano los mecanismos homeostáticos son llevados a cabo por: el sistema
nervioso y el endocrino.
Sistema Nervioso Humano:
Especializado en utilizar información del medio interno y externo a través de los receptores
(internos y órganos de los sentidos). Por tanto regula y controla el funcionamiento de todo el
organismo. Para su estudio se divide en 2:
Sistema Nervioso Central: Formado por el Encéfalo y la Médula Espinal.
Sistema Nervioso Periférico: Cordones nerviosos que parten del SNC.
Encéfalo: Órgano modulador rector de la actividad nerviosa superior ( Conciencia, Pensamiento y
Lenguaje). Está formado por diferentes estructuras como: cerebelo, hemisferios cerebrales, cuerpo
calloso, bulbo raquídeo, etc. Coordina, procesa, almacena, y compara la información recibida y
elabora una respuesta de acuerdo a esta. Está protegido por los huesos del cráneo.
Médula Espinal: Órgano modulador encargado de la actividad motora, o sea, del movimiento
muscular. Está protegido por los huesos de la columna vertebral.
Sistema Nervioso Periférico: Formado por cordones nerviosos que parten del SNC y
comunican a este con los tejidos y órganos del cuerpo.
El Sistema Nervioso está formado por células diferenciadas llamadas neuronas, las cuales están
especializadas en captar información y trasmitirla a través de impulsos nerviosos.
CUERPO ESTRELLADO
.
AXÓN
DENDRITAS.
Sistema Endocrino.
Al igual que el Sistema nervioso, regula y controla el medio interno, pero a través de
las hormonas. Esta formado por glándulas de secreción interna y hormonas.
Glándulas: Órganos en los cuales se sintetiza y secreta una hormona específica, las cuales son
vertidas a la sangre.
Hormonas: Sustancia de naturaleza proteica o lipídica secretada a la sangre por una glándula y
ejerce su acción en un órgano o tejido blanco o diana.
GLÁNDULAS HORMONAS FUNCIÓN DE LA HORMONA
HIPÓFISIS FSH Y LH
TSH
GH
PROLACTINA
OXITOCINA
ACTH
ADH
Maduración de los gametos. Estimula
a
las gónadas.
Estimula a la Tiroides.
Estimula el crecimiento.
Lactancia
Contracciones uterinas
Estimula la corteza suprarrenal
Absorción de agua en el riñón.
TIROIDES TIROXINA y
TRIYODOTIRONINA.
Estimulan el metabolismo
energético.
PARATIROIDES PARATOHORMONA Metabolismo del calcio
TIMO TIMOCINA Síntesis de células inmunológicas.
PÁNCREAS INSULINA , GLUCAGÓN Metabolismo de los carbohidratos.
SUPRARRENALES:
CORTEZA
MÉDULA
CORTISOL Y
ALDOSTERONA.
ADRENALINA Y
NORADRENALINA.
Estimula el metabolismo de los
lípidos.
Prepara al organismo ante las
reacciones de alarma y peligro.
GÓNADAS: ESTRÓGENOS Y Ciclo menstrual. Caracteres sexuales
OVARIOS
TESTÍCULOS
PROGESTERONA..
TESTOSTERONA.
secundarios femeninos.
Caracteres sexuales secundarios
masculinos.
El sistema endocrino y el nervioso son sistemas de regulación ya que mantienen la
homeostasia de los organismos superiores. Regulan la actividad metabólica de las células de
estos organismos y el funcionamiento del resto de los sistemas.
Sistema Inmunológico.
Se encarga de defender al organismo contra la entrada de agentes patógenos.
Funciona a través de 2 mecanismos:
MECANISMOS INESPECÍFICOS
DE DEFENSA.
Son mecanismos no específicos contra un
agente determinado.
Están determinados por:
1- Barreras (Piel y Mucosas).
2- Inflamación y Fagocitosis. (Leucocitos)
3- Secreciones Gástricas. ( Estómago)
4- Interferón. (Sustancia inmunológica )
MECANISMOS ESPECÍFICOS DE
DEFENSA.
Son mecanismos que actúan
específicamente contra un agente patógeno
determinado. Constituyen el principio de la
vacuna.
Es la inmunidad mediada por células:
Linfocitos ( T y B): T Son los responsables de la
respuesta inmune del organismo y los B, sintetizan
anticuerpos (inmunoglobulinas).
Monocitos y Macrófagos.
Células NK y Citotóxicas.
4 MECANISMOS DE LA HERENCIA
La Genética es la ciencia que estudia la herencia y sus mecanismos. Para lo cual
es importante conocer algunos conceptos tales como:
Genotipo: Conjunto de genes que determinan las características de una especie o individuo
y es único para cada uno. Fenotipo: Características externas de un individuo, las
cuales están determinadas por su genotipo.
Gen: Es un segmento de ADN que determina un carácter.
Cariotipo: Número de cromosomas de una especie.
Cromosomas homólogos: Cromosomas que determinan los mismos caracteres pero fueron
aportados por distintos gametos.
Genes alelos: Genes situados en los cromosomas homólogos.
Homocigosis: Iguales genes para el mismo carácter.
Heterocigosis: Diferentes genes para el mismo carácter.
4.1. TRABAJOS DE MENDEL Y SUS PRINCIPIOS DE LA HERENCIA
Gregorio Mendel (siglo XIX) era un monje sueco del monasterio de Brun, en
Moravia en la actual Checoslovaquia. Realizó experimentos de hibridación en plantas,
específicamente en guisantes, al cruzar líneas puras de guisantes y obtener híbridos. A partir de
estos experimentos determinó 2 leyes básicas para la herencia:
1ra Ley de Mendel o ley de la segregación de los factores.
Plantea que durante la formación de las células reproductivas, los factores (Mendel
llamó así a los genes) se separan y se segregan (separan) en los gametos de forma
independiente.
2da Ley de Mendel o ley de la segregación independiente.
Plantea que la distribución de un par de factores es independiente de la distribución de otro
par.
Experimentos de Mendel:
Carácter: Color de la semilla en guisantes.
Cruzó 2 líneas puras de semillas amarillas y semillas verdes y en la primera generación
obtuvo el 100% de semillas amarillas, a esta primera generación la llamó F1.
Luego cruzó F1 x F1 y obtuvo la F2.
En la F2 el 75% era de semillas amarillas y el 25% de semillas verdes.
Por lo que Mendel dedujo que había un factor que determinaba el color amarillo y
que predominaba sobre el otro, a este carácter que predominaba le llamó Dominante y lo
representó con
letra mayúscula, y al carácter que no predominaba (color verde) lo llamó Recesivo y lo
representó
con letra minúscula. Por tanto, para representar el cruzamiento para obtener la F1 lo hizo de
la siguiente forma:
Progenitores: AA x aa A : representa el factor dominante.
Gametos: A , A a , a a : representa el factor recesivo.
F1: Aa 100% de color amarillo.
El cruzamiento para obtener la F2 lo representó de la siguiente forma:
La F2 se obtiene al cruzar F1 x F1:
Progenitores: Aa x Aa
Gametos : A , a A , a
F2: AA , Aa , Aa , aa 75 % amarillas y el 25% verdes.
A partir de estos resultados Mendel dedujo las leyes que formuló, ya que si en la F2
se presentaban semillas que mostraban el carácter recesivo era señal de que en la F1, donde
todas mostraban el carácter dominante, entonces estaba el factor que determinaba el
carácter recesivo porque de otra forma no se hubiese obtenido el resultado de la F2 en que el
25% mostraba dicho carácter. Por lo que las proporciones que determinó para la F2 en sus
experimentos eran las siguientes:
Proporción Fenotípica: 3:1
Esto significa que por cada 3 individuos que expresaban el color amarillo había 1
que expresaba el color verde de la semilla.
Proporción genotípica: 1:2:1
Por cada individuo homocigótico dominante (AA), había 2 heterocigóticos (Aa) y 1
homocigótico recesivo (aa).
4.2.1 - FORMULACIÓN DE LA TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA.
En la práctica , la tercera ley de Mendel se cumple con lmucha frecuencia de lo que cabría
Esperar como consecuencia de la asociación de los genes. Si las unidades cromosómicas jamás
cambiaran, los genes de cualquiera de los cromosomas siempre se heredarían en conjunto
Sin embargo, durante la meiosis, cuando los cromosomas se aparean y forman sinapsis, ocurren
Los fenómenos de entrecruzamiento y recombinación. Durante todo ese proceso, los cromosomas
Homólogos intercambian , al azar, segmentos enteros de material cromosómico a lo largo del
Cromosoma.
Hay la posibilidad de que ocurran varios intercambios en diferentes puntos del mismo cromosoma
durante una sola división meiótica. Cuanto más grande es la distancia entre dos genes del mismo
Cromosoma, mayores son las posibilidades de que lleguen a segregarse por entrecruzamiento.
4.2.2 HERENCIA LIGADA AL SEXO.
Es la herencia determinada por el cromosoma sexual X .
El cariotipo humano es de 46 cromosomas 23 pares 22 pares de autosomas y 1
par de cromosomas sexuales ( X , Y ).
Los cromosomas sexuales determinan características sexuales humanas pero
específicamente el cromosoma sexual X, contiene genes que no determinan dichas
características, a estos se les denomina: genes ligados al sexo. Los genes ligados al sexo
pueden ser: el gen de la hemofilia ( imposibilidad de la sangre para coagularse) y el gen
del daltonismo (imposibilidad para distinguir algunos colores ). Estos genes siempre se
encuentran en estado recesivo y se representan: h (hemofilia) y d (daltonismo). Por tanto,
la ausencia de estos genes se representa : H y D.
El óvulo (gameto femenino) siempre (en la especie humana) va a presentar un cromosoma
sexual X y el espermatozoides ( gameto masculino), puede presentar un cromosoma sexual X
o Y. Si un espermatozoide X fecunda a un óvulo el cigoto que se forma va
a presentar dos cromosomas sexuales X ( XX ) y si es fecundado por uno que
presente el cromosoma sexual Y (XY ).
Ejem: Carácter: Hemofilia.
H H
X X Mujer sana
H h
X X Mujer sana portadora. ( No padece la hemofilia pero la porta)
h h
X X Mujer enferma
H h
X Y Hombre sano X Y Hombre enfermo
4.2.3 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LAS MUTACIONES
MUTACIONES: Cambios que ocurren en el material genético o sea en el ADN. Por tanto,
constituyen transformaciones genotípicas hereditarias.
Pueden ser génicas o crom sómicas:
Génicas: Si la variación ocurre a nivel de las bases nitrogenadas, o sea, a nivel molecular,
por lo que varía el gen.
Cromosómica: Si la variación ocurre a nivel del cromosoma. Tiene lugar cuando ocurren
roturas de los brazos del cromosoma y estos extremos rotos se pueden
unir a otro extremo cambiando la morfología del cromosoma y la forma
en que ocurrirá la transmisión de la herencia.
IMPORTANCIA : Si no tuvieran lugar las mutaciones cesarían las variaciones biológicas.
En la mayoría de los casos las mutaciones son cambios desfavorables que evitarán la
adaptación del organismo al ambiente. Las mutaciones favorables posibilitarán la adaptación
del organismo al ambiente y por tanto su sobrevivencia y la trasmisión de dichas
variaciones. Al originar nuevos genotipos son fuente importante en el proceso evolutivo.
4.3 INGENIERIA GENÉTICA
4.3.1 Aspectos generales de la tecnología del ADN recombinante y sus aplicaciones.
La tecnología moderna ha permitido descubrir que un gen es un trozo de molécula de ADN con
Individualidad de función, de mutación y de recombinación, que hasta hace poco se consideraba
Indivisible.
El ADN recombinante, la formación de nuevas combinaciones artificiales de ADN en organismos
Muy diversos se consigue mediante las llamadas técnicas de ADN recombinante, que permiten
Identificar el ADN de un gen específico entre todos los genes que integran el genoma. Ese ADN
Específico puede ser aislado, transferido a un organismo diferente e incorporado en su genoma, de
Tal manera que será replicado junto con el ADN del huésped. Si hacemos que el gen pueda ser
Insertado de modo que el marco de lectura de sus tripletes sea correcto, y si el ADN que hemos
Transferido y traducido, lo que da por resultado la producción de una nueva proteína que el huésped
Jamás había producido antes.
5. EVOLUCIÓN
La Evolución es la ciencia que estudia las transformaciones que sufren los organismos desde su
origen hasta la actualidad.
5.1 TEORÍAS PARA EXPLICAR EL ORIGEN DE LA VIDA
Controversia entre biogenistas y abiogenistas.
Las tendencias abiogenistas explican varias teorías acerca del origen de la vida:
Ej: Teoría de la Generación espontánea, plantea que la vida puede originarse a partir de la
materia inanimada, de las carnes putrefactas, del suelo, etc. Esta teoría fue refutada por el
médico italiano
Francisco Redi al demostrar que la vida solo podía surgir de la materia viva.
Teoría de la Panspermia, plantea que la vida al planeta llegó mediante esporas que viajaron desde
el espacio y al caer en la tierra dieron lugar a las diferentes formas de vida que conocemos. Esta
teoría
fue invalidada al demostrarse que las esporas no pueden sobrevivir en las condiciones del espacio
al recorrer grandes distancias en este.
5.1.1 TEORÍA QUIMIOSINTÉTICA DE OPARIN-HALDANE
Es la teoría más aceptada en el mundo científico y explica el surgimiento de la vida a
partir
de las condiciones de la tierra primitiva.
Según esta teoría , las temperaturas en la Tierra Primitiva eran muy altas y las variaciones de
esta
que ocurrían dependían de las reacciones que tenían lugar en la estrella más cercana al planeta,
el
sol. El calor se liberó en forma de manantiales térmicos y los gases expulsados constituyeron
la
atmósfera primitiva, la cual estaba compuesta por:
Cianuro de hidrógeno, vapor de agua, metano, amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono,
etc.,
los cuales se fueron acumulando gradualmente. Era además, una atmósfera reductora ya que no se
encontraba el oxígeno libre.
Al disminuir la temperatura el vapor de agua se condensó y tuvieron lugar lluvias torrenciales
que conformaron los mares y océanos primitivos. Las lluvias al caer arrastraron consigo los
gases
atmosféricos, los cuales fueron incorporados a las aguas, de igual forma, la lluvia al caer
erosionó
la corteza y los elementos que formaban parte de esta también fueron incorporados.
Oparin creyó que fue en estos mares donde tuvieron lugar las primeras reacciones químicas
entre
los elementos, las cuales dieron origen a la formación de los primeros compuestos orgánicos
simples como: monosacáridos y aminoácidos. Estos primeros compuestos orgánicos se fueron
acumulando poco a poco en los mares primitivos y se originó lo que Oparin llamó: “un mar de
sopa orgánica”. Al
acumularse lo suficiente reaccionaron entre sí y al asociarse constituyeron compuestos orgánicos
más complejos como: proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos, etc. Los cuales a su vez
también se acumularon y al asociarse formaron lo que Oparin llamó: COACERVADOS. Estos
eran agregados moleculares de macromoléculas (proteínas, polisacáridos, lípidos, etc) y se consideran
sistemas precelulares
que son un paso intermedio entre las macromoléculas y las primeras unidades vivientes. Estos
coacervados se cree presentaban propiedades osmóticas y eran capaces de absorber sustancias e
incorporarlas, etc.
Las reacciones químicas que dieron origen a estos compuestos orgánicos tuvieron que haber
utilizado gran cantidad de energía para efectuarse y en la tierra primitiva las fuentes de energía
más probable fueron: la radiación solar, los meteoritos, las descargas eléctricas, las erupciones
volcánicas, etc.
El salto cualitativo ocurrió de forma gradual durante millones de años.
Se cree que las primeras células que se originaron tenían una estructura celular procariota y
estas evolucionaron hace 3500 millones de años.
5.1.2 TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA DE MARGULIS
Explica que las células eucariotas surgieron a partir de las células procariotas,.
Afirma que las mitocondrias, cloroplastos, centriolos y flagelos surgieron de relaciones simbióticas
entre
dos organismos procariotes.
Los cloroplastos se consideran bacterias fotosintéticas y las mitocondrias como bacterias
precedentes que han perdido su capacidad fotosintética. Estas bacterias fueron ingeridos por una
célula , sobrevivieron y
se reprodujeron con las célula huésped. Dichas bacterias que vivían en una relación de
simbiosis con
otras células procariotas se les denominó endosimbiontes. Los dos organismos desarrollaron una
relación
de mutualismo y al final perdieron su capacidad de vivir fuera del huésped.
Esta teoría estipula que cada uno aportó a la relación algo de lo que el otro carecía:
La mitocondria............la capacidad de utilizar el metabolismo oxidativo.
El cloroplasto................utilizar una fuente simple de carbono (CO2)
La bacteria espiral.......la capacidad de desplazamiento ya que esta se convirtió en un flagelo.
La célula huésped.........un hábitat seguro y nutrientes.
La prueba principal de esta teoría es que la mitocondria y el cloroplasto, tienen su propio ADN
en forma de un cromosoma circular igual al de las procariotas y sus propios ribosomas
semejante a los
de las células procariotas, poseen parte de la maquinaria de síntesis de proteína incluyendo ARN
t.,
son capaces además de multiplicarse de forma independiente a la célula en que residen., y es
posible intoxicar a la célula procariota y no a la eucariota, sin embargo sí afecta a
cloroplastos y mitocondrias.
Limitaciones: Esta teoría no constituye la respuesta final de la evolución de las células eucariotas
a
partir de las procariotas. No explica el modo en que el ADN en el núcleo quedó envuelto por
una membrana. Son insustanciales los datos que apoyen la evlución de cilios y flagelos ya que en
ellos
no hay rastro de material genético y su disposición de 9+2, no se observa en ningún procariote.
5.2- TEORÍAS PARA EXPLICAR EL PROCESO EVOLUTIVO
5.2.1 TEORÍA DE LAMARCK
Teoría de la evolución formulada por Jean Bautista Lamarck. (Naturalista francés del siglo
XIX). Plantea cuatro elementos importantes en su teoría:
- Los organismos se encuentran en un proceso de adaptación a las condiciones ambientales .
- En este proceso de adaptación sufren variaciones las cuales se producen por la necesidad que
tiene este de cambiar, o sea, por un sentimiento o impulso interno que los obliga a cambiar.
- Uso y desuso de los órganos , indica que aquellos órganos que se usan con más frecuencia por
los organismos se desarrollan y los que no se usan se atrofian.
- Herencia de los caracteres adquiridos, o sea, las variaciones que se adquieren durante la vida
de
un individuo se heredan.
La limitación más importante de Lamarck es la referente a la explicación del por qué los
organismos cambian o varían y esto se debió al desarrollo alcanzado por las ciencias naturales
del siglo XIX,
ya que no se conocían las mutaciones ni el ADN.
5.2.2 TEORÍA DE DARWIN-WALLACE
Darwin era naturalista inglés del siglo XIX que realizó trabajos de investigación y
observación de
la vida de las especies de organismos. En esencia su teoría plantea lo siguiente:
- Las poblaciones tienden a una superreproducción si las condiciones ambientales no se lo
impidieran, por tanto, estos se encuentran en una lucha por la existencia.
- De esta lucha o competencia, van a sobrevivir los más aptos o sea, los que presentan las
mejores adaptaciones. Los cuales tendrán más probabilidad de desarrollarse, alcanzar la etapa
adulta y obtener descendencia , la cual heredará estas características favorables.
- Actuando por tanto un mecanismo de selección natural durante el cual se “seleccionan”
aquellos individuos que presenten las mejores adaptaciones.
5.2.3- TEORÍA SINTÉTICA
Esta teoría tiene en cuenta los aspectos más importantes de las teorías que le precedieron:
Lamarck, Darwin y Hugo de Vries.
En esencia plantea que los cambios evolutivos ocurridos en los organismos están dados por las
mutaciones que tienen lugar en ellos. Si estos cambios o variaciones del genoma son favorables
traerán consigo una mejor adaptación del organismo al ambiente y por tanto este individuo mejor
adaptado tendrá más posibilidades de sobrevivir en la competencia impuesta por el ambiente,
podrán reproducirse
y trasmitir estas adaptaciones favorables.
De Lamarck: Adaptación, y el Uso y desuso de los órganos.
De Darwin: La Selección Natural. De Hugo de Vries: Las Mutaciones.
5.3 EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN: PALEONTOLÓGICA, ANATÓMICAS,
EMBRIOLÓGICAS, GENÉTICAS Y BIOGEOGRÁFICAS
EVIDENCIAS PALEONTOLÓGICAS.- El registro fosilífero representa el curso real de la historia
De la vida en el planeta y demuestra que la mayoría de las formas extintas y vivientes
Son distintas; no obstante, en un gran número de casos es posible identificar a los
Ancestros putativos de las formas vivientes entre los organismos fósiles.
EVIDENCIA ANATÓMICA .- Caracteres constitucionales y caracteres adaptativos . Los caracteres
Constitucionales caracterizan un plan de organización básico y común para todos los
Organismos con un antepasado común, mientras que los caracteres adaptativos son
Exclusivos de ciertos organismos por modificación de los anteriores como consecuencia
De la adaptación a un determinado tipo de vida.
Órganos homólogos y órganos análogos así como los órganos vestigiales.
EVIDENCIA GENÉTICA.- La ontogenia recapitula la filogenia, es decir, que el desarrollo de un ser
Vivo es una recapitulación de su historia evolutiva.
EVIDENCIAS BIOGEOGRÁFICAS.- Las áreas biogeográficamente aisladas tienden a estar habitadas
Por organismos ecológicamente similares, pero con diferente origen taxonómico, lo que
Indica que cada grupo de organismos representa una radiación adaptativa
Independientemente.
5.4 CONSECUENCIAS DE LA EVOLUCIÓN: ADAPTACIÓN Y BIODIVERSIDAD
Variación y Selección Natural.
La variación en los organismos puede ser :
Variación hereditaria: Cuando ocurren cambios en el genoma (mutaciones) y por lo tanto se heredan ,
las cuales son importantes para le evolución.
Variación no hereditaria: Cambios que ocurren en le fenotipo pero no afectan el genotipo, por tanto
no se heredan y no tienen importancia para la evolución.
Selección natural:
Se refiere a la teoría de Darwin y plantea que aquellos organismos que presenten la variaciones
más favorables tendrán más probabilidad de sobrevivir en la competencia que el resto de la
población y obtener descendencia, la cual va a heredar las características favorables de sus
progenitores. Así la naturaleza “elige” de este modo los organismos mejores adaptados.
Especiación alopátrica y simpátrica.
Especiación: Transformaciones que van ocurriendo en los organismos y traen como consecuencia
origen de nuevas especies.
Alopátrica: Ocurren cuando en una población aparece una barrera geográfica (un río, un lago, una
montaña, etc.) y la población queda dividida haciendo que se interrumpa el flujo
genético. Estos grupos de organismos se van a desarrollar en ambientes diferentes, se
acumularán mutaciones distintas, etc. En el transcurso de varios años o siglos, van a
ocurrir transformaciones graduales o paulatinas que darán origen al surgimiento de
nuevas especies.
Simpátrica: Cuando en una población ocurren cambios genéticos como mutaciones poliploides
trayendo consigo cambios genéticos importantes que van a hacer posible que se
originen nuevas especies al estar modificado su genoma.
Poliploidía, es el aumento del número de juegos diploides de una especie. Los organismos
Diploides presentan 2 juegos de cromosomas aportado cada juego por los gametos, y
se representan como “2n”.
Cuando ocurre Poliploidía ese número se altera varias veces y se representa como “3n” o
“4n”, etc.
5.4.1 CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS
La clasificación natural de los seres vivos refleja el árbol genealógico de los distintos reinos. La
Unidad fundamental de clasificación es la especie. Todos los componentes de un mismo grupo
Taxonómico son descendientes de una misma especie ancestral común.
La especie.- Es definida como un conjunto de poblaciones naturales cuyos individuos son
Semejantes en sus características estructurales y funcionales, que sólo se
Reproducen por apareamiento entre ellos y que comparten una ascendencia
Común.
Categoría s taxonómicas. Son formas en las que se clasifican los organismos con el fin de
determinar de forma universal una única metodología a la hora
de hacer referencia a un organismo específico. Dichas categorías
son:
REINO, PHYLUM, SUBPHYLUM, ORDEN, CLASE, FAMILIA, GÉNERO, ESPECIE,etc.
Ej. La especie humana se clasifica de la siguiente forma:
Reino Animales
Phylum Cordados
Subphylum Vertebrados
Orden Mamíferos
Clase Primates
Familia Homínidos
Género Homo
Especie Sapiens
Taxón: Es el nombre de clasificación que se determina.
De todas estas categorías taxonómicas las únicas que pueden cruzarse entre sí y obtener
descendencia fértil o viable es la Especie.
5.4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS CINCO REINOS
Los organismos vivos se clasifican en 5 reinos, desde los más simples hasta los más complejos.
Reino Mónera.
Incluye a las Bacterias y Cianofitas o algas verde-azules. Son organismos unicelulares, autótrofos,
procariotas, anaerobios y de reproducción asexual.
Reino Protista.
Organismos unicelulares, heterótrofos, eucariotas, aerobios y de reproducción asexual.
Ej: Ameba, Paramecio, Euglena, etc.
Reino Fungi.
Unicelulares y Pluricelulares, heterótrofos saprótrofos, eucariotas, aerobios y de reproducción
sexual y asexual.
Reino Plantas.
Organismos vegetales. Pluricelulares, autótrofos, aerobios, eucariotas y de reproducción sexual y
asexual.
Reino Animal.
Pueden ser microscópicos o macroscópicos, pluricelulares, aerobios, heterótrofos, eucariota y de
reproducción sexual y asexual.
6 LOS SERES VIVOS Y SU AMBIENTE
6.1 ESTRUCTURA DEL ECOSISTEMA
6.1.1 NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICOS: POBLACIÓN, COMUNIDAD Y
ECOSISTEMA
Población: Conjunto de organismos de la misma especie que viven en un lugar determinado, se
relacionan entre sí y con el medio ambiente.
Ej: Una colmena, una manada de leones.
Comunidad: Conjunto de poblaciones que viven en un lugar determinado, se relacionan entre sí y
con el medio.
Ej: la comunidad de un río, de un bosque.
Ecosistema: Al conjunto de interrelaciones entre la comunidad de seres vivos y el medio físico que la
Sustenta.
6.1.2 CARÁCTERISTICAS DE LOS COMPONENTES ABIÓTICOS Y BIÓTICOS
El Ecosistema está formado por factores bióticos y abióticos:
Bióticos: Representado por los organismos vivos.
Abióticos: Elementos no vivos del ambiente como el agua, el suelo, radiación solar, agua,etc.
6.2 DINÁMICA DEL ECOSISTEMA
6.2.1 FLUJO DE ENERGÍA EN LAS CADENAS Y TRAMAS ALIMENTICIAS
La principal fuente de energía en el ecosistema es el sol. La luz solar es utilizada por
las plantas en el proceso de fotosíntesis. A su vez, las plantas constituyen el alimento de
organismos herbívoros, que son el alimento de los carnívoros. Al fluir esta energía a través
de la cadena alimenticia disminuye esta de un organismo a otro, ya que cada uno la utiliza
en sus propios procesos. A través de la Fotosíntesis las plantas producen alimentos para el
ecosistema, por lo que su función (nicho ecológico) en este es el de ser organismos
PRODUCTORES. De los que se alimentan directa e indirectamente el resto de los organismos
en el ecosistema a los cuales se les llama CONSUMIDORES, que pueden ser primarios o
secundarios en dependencia de la posición que ocupen en la cadena alimenticia.
Por tanto, en el ecosistema la energía fluye de los productores a los consumidores y va
disminuyendo en este sentido.
6.2.2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.
Los organismos vivos están constituidos por compuestos esenciales para su existencia como
son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc. Estos son utilizados todo el tiempo por los seres
vivos por
lo que se agotarían si no fueran repuestos. Los ciclos biogeoquímicos permiten el reciclaje de
dichos elementos para los organismos y evitan el agotamiento de estos en el ecosistema al
reponerlos al ecosistema para que puedan ser utilizados de nuevo por los organismos.
CICLO DEL OXÍGENO.
El O2 es consumido por los organismos en el proceso de respiración del cual se libera CO2,
este
es utilizado por las plantas para la fotosíntesis y como resultado de esta se libera O2 que es
devuelto
a la atmósfera para ser utilizado de nuevo en el proceso de respiración.
CICLO DEL DIÓXIDO DE CARBONO.
El CO2 es consumido constantemente por las plantas para la fotosíntesis (es la fuente de
carbono
de este proceso), del cual se libera O2 que es utilizado en la respiración de la que se desprende
CO2,
de este modo es repuesto en la atmósfera para ser utilizado de nuevo.
CICLO DEL NITRÓGENO.
El nitrógeno es parte esencial de proteínas y aminoácidos y se obtiene a través de
las
plantas que lo toman del suelo a través de las raíces, disueltos en el agua. Cuando los
organismos animales y vegetales mueren, sobre ellos actúan los organismos
descomponedores o desintegradores como las bacterias y los hongos. Estos transforman los
compuestos nitrogenados en nitratos (NO3), nitritos (NO2) e iones amonio (NH4), los cuales se
disuelven en el suelo
y son absorbidos por las raíces de las plantas. Algunos compuestos nitrogenados pasan a la
atmósfera
en forma de gas, como el óxido nitroso.
Algunos nitratos se disuelven en las capas profundas del agua subterránea y otros se pueden
perder también con la erosión del suelo, en ambos caso ya no se pueden utilizar por los
organismos.
CICLO DEL HIDRÓGENO.
La fuente de hidrógeno de los organismos vivos es el agua y este hidrógeno es utilizado
cuando
se descompone la molécula del agua durante la fotosíntesis durante la fotólisis del agua en la
cual
el H se separa del O para formar los carbohidratos, estos carbohidratos los cuales son utilizados
en
las reacciones oxidativas de la respiración y como consecuencia se forma agua, la cual vuelve a ser
utilizada como fuente de H en la fotosíntesis.
Los organismos descomponedores al degradar los compuestos orgánicos de los organismos
muertos,
estos átomos de H son separados del O se forma agua y de este modo es tomado por las
plantas
a través de las raíces.
CICLO DEL FÓSFORO.
Los animales y las plantas liberan fosfatos a través de la excreción, estos fosfatos son
incorporados
al suelo a través de la acción de las bacterias. Se disuelven en el agua y son absorbidos por las
plantas mediante las raíces, por lo que las plantas son la fuente de fósforo de los organismos
heterótrofos.
Parte de estos fosfatos son arrastrados por la erosión al mar y se hallan en los sedimentos
marinos
los cuales son ricos en fósforo; aquí se encuentran en forma de fosfato y constituyen el
alimento
del fitoplancton los que a su vez son el alimento del zooplancton de los que se alimentan los
peces
y de estos, mamíferos y aves.
6.2.3 RELACIONES INTER E INTRAESPECÍFICAS
Relaciones Intraespecíficas: Ocurren entre organismos de una misma población.
Ej: Mutualismo, Cooperación y Competencia.
Relaciones Interespecíficas: Entre organismos de diferentes poblaciones. Ej:
MUTUALISMO: Se establece entre dos organismos de diferentes especies en la cual ambos se
benefician mutuamente.
Ej: Entre la vaca y la garza blanca, esta garza se alimenta de garrapatas y demás insectos que
parasitan
al ganado vacuno los cuales se encuentran adheridos a su piel.
COMENSALISMO: Entre dos organismos en los que uno se beneficia y al otro le es indiferente
la relación.
Ej. Entre el pez rémora y el tiburón. El pez se adhiere a la región ventral del tiburón y así se
alimenta
de los fragmentos de alimentos que se le caen a este ,además se traslada por el océano y al
mismo tiempo está protegido ya que el tiburón apenas tiene depredadores.
COMPETENCIA: Ocurre cuando un elemento del ambiente está deficiente como por ejemplo: el
alimento, el territorio, etc. Esta relación es negativa para ambos organismos competidores ya que
uno excluye al otro.
Ej: entre las hienas y los buitres, ambos se alimentan de cadáveres de animales.
PARASITISMO: Tiene lugar cuando un organismo vive a expensas de otro, dentro o sobre él.
Ej: La lombriz solitaria que vive en el intestino humano.
DEPREDACIÓN: C uando un organismo caza a otro que le sirve de alimento.
Ej: Entre el león (depredador) y la cebra (presa).
6.3 DETERIORO AMBIENTAL
Las causas de la pérdida de la diversidad de formas de vida pueden deberse a 2 factores:
1- Eventos naturales de grandes dimensiones que afectan y destruyen la vida en el planeta
como son: Terremotos, Erupciones volcánicas, Choque de meteoritos, etc.
2- La acción transformadora humana sobre el medio. Esta acción es la principal causa de
la extinción de numerosas formas de vida, ya que la reducción del hábitat de numerosas
poblaciones reduce su posibilidad de supervivencia y reproducción. La contaminación de
estos hábitats también en un factor importante para la vida de estos seres vivos. La caza
indiscriminada e irracional de especies de animales. La tala indiscriminada de árboles.
El abuso de los recursos naturales puede traer un desequilibrio en los ecosistemas de
las especies, así como su extinción. La cuestión clave consiste en determinar hasta dónde
puede llegar el hombre en la manipulación del ambiente. Ejemplos: La impureza del agua
está dada por los materiales químicos y biológicos que se depositan en ella. El agua
contaminada no es adecuada para uso doméstico, industrial, pesquero, etc. Los desechos
tecnógenos y contaminantes producto de la industrialización son los que más afectan la
pureza de las aguas. Algunos de esos productos químicos alteran los procesos metabólicos
en los seres vivos y provocan la muerte de muchas especies de plantas y animales.
La tala indiscriminada de los árboles produce la erosión de los suelos por exposición de
estos a la acción del viento y el sol, removiendo la materia orgánica de este y
microorganismos como bacterias y hongos, disminuyendo la humedad de los suelos, etc.,
lo cual trae consigo infertilidad y empobrecimiento de estos. Disminuyendo o eliminando
las fuentes de alimentación necesarias para los seres vivos.
La pobreza extrema en que viven muchas comunidades en zonas semidesérticas, las cuales
utilizan la madera de árboles y arbustos como material de combustible, además del pastoreo
intensivo a que someten a estos pastizales. La sequía, las malas cosechas y la destrucción
de los suelos, son fenómenos relacionados entre sí, agravados por la actividad humana.
Actualmente se lanzan a la atmósfera gran cantidad de elementos contaminantes. El
“smog” es una mezcla de polvo tecnógeno, humo, vapores de gasolina y otros carbonos,
óxidos de nitrógeno, fotoquímicos, dióxido de azufre y óxidos de carbono. El monóxido
de carbono que contienen estos gases es altamente nocivo para la vida. El smog reduce
también la radiación solar en la ciudades, disminuyendo la purificación de la atmósfera.
La extensión de las regiones urbanas limita el hábitat de muchos organismos y los
conduce a una muerte segura.
Biologia2004

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  • 1. 1- LA CÉLULA 1.1-TEORÍA CELULAR : 1.1.1 DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA El descubrimiento de la célula fue posible por el avance científico técnico alcanzado en el momento de su descubrimiento, fundamentalmente por la aparición del microscopio óptico. Robert Hooke, observó las primeras células en el corcho y a las estructuras que lo conforman le dio el nombre de “celdillas”, las cuales eran semejantes a la configuración de las células de un panal, de ahí derivó el nombre de células. A partir de este descubrimiento surge la teoría celular. 1.1.2- FORMULACIÓN Y POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR Esta teoría plantea dos postulados fundamentales: 1- Todos los organismos están constituidos por células y esta es la unidad más pequeña que los conforma. Por tanto, la célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos ya que todos los proceso que realizan los organismos (nutrición, excreción, respiración, etc) son llevados a cabo por la célula. 2- Una célula se origina de otra célula. 1.2 ESTRUCTURA CELULAR 1.2.1 MOLÉCULAS ORGÁNICAS PRESENTES EN LAS CÉLULAS Y SU FUNCIÓN Se les denomina BIOMOLÉCULAS a todas aquellas sustancias moleculares que hacen posible la vida y que por tanto garantizan la misma, por lo que son imprescindibles en el funcionamiento celular. PROTEÍNAS. Son compuestos orgánicos de alto peso molecular formados por cadenas de aminoácidos Las proteínas son constituyentes de las membranas celulares, constituyen hormonas, son componentes de los anticuerpos que participan en la defensa del organismo, constituyen Enzimas las cuales son consideradas como catalizadores biológicos ya que aceleran o inhiben las
  • 2. reacciones metabólicas. Por tanto, forman parte de los tejidos y órganos de los organismos pluricelulares. ÁCIDOS NUCLEICOS. Son el ADN y el ARN. Formados por cadenas de poli nucleótidos. Un nucleótido está formado por: una base nitrogenada, una azúcar y un grupo fosfato. ARN. Formado por una cadena de poli nucleótidos, cuyas bases nitrogenadas son: Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo y el azúcar es la Ribosa. Función: Participa en el proceso de síntesis de proteínas. ADN. Formado por una doble cadena de poli nucleótidos, enrolladas entre sí en forma de espiral o doble hélice, ambas cadenas están unidas entre sí por puentes de hidrógeno. Sus bases nitrogenadas son: Adenina, Timina, Citosina y Guanina y el azúcar es la Desoxirribosa. Función: Es el portador de la información genética de un individuo por lo que participa en los mecanismos hereditarios, almacenamiento y trasmisión de dicha información. LÍPIDOS. Están constituidos por cadenas de ácidos grasos. Constituyen a la membrana celular formando una bicapa. Algunas hormonas son de naturaleza lipidia. Forman tejidos de almacenamiento energético. Permiten el aislamiento térmico, ej: en los organismos que habitan en zonas polares. CARBOHIDRATOS. Constituyen el combustible celular ya que son la fuente principal de obtención de energía metabólica (ATP) , por tanto sirven de almacenamiento energético. AGUA. Constituye el 80% del contenido celular por tanto forma parte mayoritaria de los componentes del citoplasma. Las reacciones metabólicas que garantizan la existencia de la célula se llevan a cabo en un medio acuoso. A través del agua se expulsan al exterior las sustancias de desechos metabólicos. OLIGOELEMENTOS. Son aquellos compuestos que el organismo necesita en pequeñas cantidades pero que son imprescindibles para su funcionamiento, como por ejemplo: Na, P, K, Mg, Fe, O, H, etc. 1.2.2 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGANELOS CELULARES La célula está formada por numerosas estructuras que le confieren forma y determinan su funcionamiento, entre ellas tenemos la pared celular , la membrana plasmática y los organelos, los cuales realizan una función específica y están formados por una doble membrana y se encuentran en el citoplasma de la célula. PARED CELULAR.
  • 3. Es la estructura que rodea a la membrana celular. Sólo está presente en células vegetales y le confiere gran dureza a las estructuras de la planta. Su dureza está dada por la presencia de Celulosa, Hemicelulosa, etc. Sirve de protección a la célula contra la desecación y mantiene la presión osmótica interna. MEMBRANA PLASMÁTICA. Rodea al citoplasma de la célula. Está formado por una bicapa de lípidos y por proteínas, las cuales se encuentran insertadas en dicha bicapa. No presenta poros estructurales pero sí funcionales, lo cual está en dependencia de la función que esté realizando la membrana. Su función principal es permitir el intercambio de sustancias entre la célula y el medio. Es una estructura selectiva ya que cualquier sustancia no puede atravesar la membrana. ORGANELOS: Son estructuras membranosas ubicadas en el citoplasma de la célula en las cuales se realiza una función específica. Todos están rodeados por una doble membrana. Núcleo: Tiene forma redondeada y está formado por ADN y proteínas. En su interior contiene al material genético. Su función es dirigir y controlar todas las funciones de la célula. Nucleolo: Se encuentra dentro del núcleo y está formado por proteínas y ARN. Interviene en la síntesis de proteínas. Mitocondrias: La membrana interna se encuentra plegada en forma de crestas (crestas mitocondriales). Presenta su propio ADN y ribosomas. Interviene en el proceso de respiración celular. Cloroplastos: Solo se encuentran en células vegetales. En su interior se encuentra la clorofila. Participa en el proceso de fotosíntesis. Aparato de Golgi: Formado por estructuras en forma de sacos aplanados. Su función es almacenar polisacáridos y algunas proteínas y distribuirlas a los demás organelos. Ribosomas: Constituidos por ARN. Participa en la síntesis de las proteínas. Retículo endoplasmático rugoso: Es una continuación de la membrana nuclear formando un sistema de membranas que forman canales membranosos en el citoplasma. A dichas membranas se encuentran asociados ribosomas lo que le confiere esa apariencia rugosa. Participa en el transporte de sustancias en el citoplasma y en el proceso de síntesis de proteínas. Retículo endoplasmático liso: Constituye un sistema de canales membranosos similares al R.E.R., participa en la síntesis de lípidos. Lisosoma: Tiene forma redondeada y en su interior se encuentran enzimas catalíticas que degradan sustancias, por lo que interviene en la digestión intracelular. Degrada desperdicios celulares si la célula se encuentra dañada.
  • 4. Vacuolas: Estructuras redondeadas cuya función es almacenar sustancias, fundamentalmente agua y carbohidratos. Son más abundantes en la célula vegetal. 1.2.3 DIFERENCIA ENTRE CÉLULAS PROCARIONTES Y EUCARIONTES Los organismos presentan características específicas de acuerdo al tipo de individuo pero cada uno presenta determinadas características celulares, estas características son generales y de acuerdo a estas, pueden ser: Eucariotas o Procariotas, las células. TIPO DE CÉLULA PRESENCIA DE NÚCLEO CARACTERÍSTICAS DEL CITOPLASMA ORGANISMOS QUE LA PRESENTAN PROCARIOTA NO PRESENTA POR LO QUE SU ADN SE ENCUENTRA DISPERSO EN EL CITOPLASMA. SENCILLO , YA QUE NO PRESENTA ORGANELOS. BACTERIAS Y CIANOFITAS. EUCARIOTA PRESENTA NÚCLEO BIEN DEFINIDO POR UNA MEMBRANA. MÁS COMPLEJO DEBIDO A LA PRESENCIA DE ORGANELOS.(CITOPLASMA COMPARTIMENTADO) PROTISTAS, HONGOS, PLANTAS Y ANIMALES. DIFERENCIAS ENTRE CÉLULAS ANIMALES Y VEGETALES. ESTRUCTURAS CÉLULA ANIMAL CÉLULA VEGETAL PARED CELULAR NO PRESENTA PRESENTA CLOROPLASTO NO PRESENTA PRESENTA ESTOMAS NO PRESENTA PRESENTA CLOROFILA NO PRESENTA PRESENTA VACUOLAS MENOR CANTIDAD MAYOR CANTIDAD LISOSOMA PRESENTA NO PRESENTA REALIZA FOTOSÍNTESIS. NO LA REALIZA LA REALIZA 2 METABOLISMO CELULAR Concepto: Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula y traen como consecuencia la síntesis y degradación de sustancias.
  • 5. 2.1 ANABOLISMO Y CATABOLISMO 2.1.1 Durante los procesos de síntesis se forman sustancias: Anabolismo. Durante los procesos de degradación se descomponen sustancias: Catabolismo. 2.1.2 PAPEL DE LAS ENZIMAS Y DEL ATP EN EL METABOLISMO Las ENZIMAS son sustancias todas de naturaleza proteica que tienen como función catalizar las reacciones metabólicas, o sea, retardar o acelerar estos procesos. Regulan y controlan los procesos metabólicos. 2.2 Fotosíntesis: Es el proceso mediante el cual la célula vegetal elabora compuestos Orgánicos que le sirven de alimento, a partir de luz, agua, dióxido de Carbono y clorofila. Ocurre en los cloroplastos. Ecuación general: CO2 + H2O LUZ GLUCOSA + O2 CLOROFILA Las reacciones que se llevan a cabo durante este proceso se denominan: 2.2.1 ASPECTOS GENERALES DE LA FASE LUMINOSA Reacciones luminosas: Ocurren en los tilacoides del cloroplasto ya que es aquí donde se Encuentra la clorofila. Dependen de la luz para efectuarse. 2.2.2 ASPECTO GENERAL DE LA FASE OSCURA Reacciones obscuras: Se realizan en el estroma y no dependen de la luz para efectuarse. Es en estas reacciones donde se sintetizan los compuestos orgánicos 2.2.3 IMPORTANCIA Este proceso garantiza la supervivencia de los organismos en la naturaleza. Los compuestos orgánicos que se producen en el mismo constituyen el alimento de las propias plantas y de organismos heterótrofos, que utilizan estos compuestos como fuente de energía metabólica. El oxígeno que se libera es utilizado en la respiración aerobia. RESPIRACIÓN. Concepto: Es un proceso de degradación celular, durante el cual se degrada un compuesto orgánico, se libera energía y esta se almacena en el ATP. La respiración puede ser: Aerobia y Anaerobia. 2.3 RESPIRACIÓN ANAEROBIA; El aceptor de electrones es un compuesto inorgánico distinto del oxígeno, como ocurre en ciertas bacterias que pueden respirar en ausencia del aire. La respiración anaerobia es denominada también como Fermentación.
  • 6. 2.3.1 ASPECTOS GENERALES DE LA GLUCÓLISIS 1- Glucólisis: Esta es la primera fase del proceso durante el cual la glucosa se degrada hasta Ácido pirúvico o Piruvato. Durante este proceso se consumen 2 moléculas de ATP y se forman 4. Ocurre en el citoplasma. 2.3.2 FERMENTACIÓN LÁCTICA Y FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Formación de Acetil CoA: El Piruvato se degrada y combina con la coenzima A, para formar Acetil CoA, se libera CO2. Ocurre en las mitocondrias y es aerobio. Concepto: Proceso catabólico mediante el cual se degrada un compuesto orgánico, se libera energía y esta se almacena en el ATP. Ocurre en ausencia de oxígeno. Y puede ser Láctica o Alcohólica de acuerdo al producto final que se obtenga. 2.3.3 BALANCE ENERGÉTICO Ecuación general: ÁCIDO LÁCTICO + CO2 + ATP (Fermentación GLUCOSA + 2 ATP O LACTATO láctica) ALCOHOL ETÍLICO + CO2 + ATP (Fermentación Alcohólica) ESTRUCTURA DE LAS MITOCONDRIAS. RIBOSOMA MEMBRANA EXTERNA EXTE ADN MEMBRANA (mitocondrial) INTERNA 2.4 RESPIRACIÓN AEROBIA Respiración Aerobia: Proceso que ocurre en las mitocondrias de la célula eucariota durante el cual interviene el oxígeno.
  • 7. 2.4.1 ASPECTOS GENERALES DEL CICLO DE KREBS 3- Ciclo de Krebs o del ácido cítrico: El Acetil CoA, o parte de ella, es degradada en H y CO2, se produce ATP .Es un proceso aerobio y ocurre en las mitocondrias . 2.4.2 ASPECTOS GENERALES DE LA CADENA RESPIRATORIA Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa: Cadena de varias moléculas de transporte electrónico. Los átomos de H o sus electrones, pasan a lo largo de la cadena y la energía liberada se utiliza para sintetizar ATP. Por cada par de electrones que entre a la cadena se sintetiza un máximo de 3 moléculas de ATP. El último aceptor de electrones es el oxígeno y por tanto se forma agua. Es un proceso aerobio y ocurre en las mitocondrias. 2.4.3 BALANCE ENERGÉTICO Ecuación general: Glucosa + O2 ATP + CO 2 + H 2 O Importancia : Garantiza la obtención de energía metabólica con la cual se llevan a cabo todos los procesos metabólicos, energía que es almacenada en el ATP. 3 REPRODUCCIÓN 3.1 CICLO CELULAR 3.1.1 FASES DEL CICLO CELULAR. La reproducción celular consiste en la división de una célula madre en dos o más células hijas. Sea cual fuere la modalidad Que adopte tal proceso, siempre implica la división del núcleo (cariotomía) y la del citoplasma (plasmotomía), ambos fenómenos de forma independiente. 3.1.2 ESTRUCTURA Y FUNCIONES DEL ADN Síntesis de ADN. El ADN se sintetiza a partir de él mismo. El proceso comienza cuando la enzima ADN Polimerasa, comienza a romper los puentes de hidrógeno que unen ambas cadenas, la molécula se desenrolla y a partir de cada cadena desenrollada se sintetiza otra cadena, constituyéndose finalmente 2 moléculas de ADN.
  • 8. A partir de una molécula de ADN se sintetizan 2 moléculas. 3.1.3 ESTRUCTURA Y FUNCIÓNES DEL ARN Importancia del ARN. Es la molécula responsable del proceso de Biosíntesis de Proteínas. Estructura y tipos. (La estructura del ARN descrita en el epígrafe 1.2) Tipos: ARN Mensajero ARN Ribosomal ARN Transferencial. Mensajero: Lleva el mensaje de la proteína que se va a sintetizar desde el núcleo hasta el ribosoma. Ribosomal: Constituye a los ribosomas. Transferencial: Transporta los aminoácidos correspondientes de la proteína que se va a sintetizar al sitio de la síntesis. 3.2 REPRODUCCIÓN CELULAR 3.2.1 FASES E IMPORTANCIA DE LA MITOSIS Es un proceso de división celular que ocurren en todas las células somáticas cuyo resultado final es la formación de 4 células hijas con el mismo número de cromosomas de la célula madre. Características de las fases de la mitosis. Interfase: Fase preparatoria durante la cual la célula se prepara para dividirse. Se duplica el material genético y aumenta la actividad de síntesis de la célula. Debido a esto la célula aumenta de tamaño. Profase: Se hace visible el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear. Metafase: Formación de la placa ecuatorial, o sea, el huso acromático se sitúa en el centro de la célula y los cromosomas se ponen en contacto con él, alineados en la región central de la célula. Anafase: Los cromosomas se separan y migran hacia los polos de la célula.
  • 9. Telofase: La célula sufre un proceso de invaginación por la región central y comienza a dividirse. Como resultado final se forman 2 células hijas. Desaparece el huso acromático y reaparece la membrana nuclear. Importancia de la Mitosis. Es el proceso que permite el crecimiento y desarrollo de los seres vivos , el crecimiento de los tejidos, órganos, etc. Permite la cicatrización de las heridas. 3.2.2 FASES E IMPORTANCIA DE LA MEIOSIS. Proceso que ocurre solamente durante la formación de las células reproductoras o gametos, como resultado final se forman 4 células hijas con la mitad del número de cromosomas de la célula madre. Tienen lugar 2 divisiones consecutivas. Características de las fases de la Meiosis. Ocurre también Interfase antes de producirse la división. Primera división meiótica: Profase 1: Se hace visible el huso acromático y se intercambia material genético entre los cromosomas homólogos (entrecruzamiento gnético). Metafase 1: Formación de la placa ecuatorial. Anafase 1: Los cromosomas se separan y migran hacia los polos de la célula. Telofase 1: La célula sufre un proceso de invaginación y como resultado se forman 2 células hijas. Deja de hacerse visible el huso acromático y reaparece la envoltura nuclear. Segunda división meiótica: Profase 2: Reaparece el huso acromático y desaparece la envoltura nuclear. No se duplica el material genético. Metafase 2: Formación d e la placa ecuatorial. Anafase 2: Se separan las cromátidas y migran hacia los polos de la célula. Telofase 2: La célula se divide nuevamente y como resultado se forman 4 células hijas con la mitad del número de cromosomas de la célula madre. Importancia de la Meiosis. Este proceso es vital para la existencia de los organismos de reproducción sexual, ya que al garantizar que se reduzca el número de cromosomas a la mitad en los gametos, el cigoto que se forma como resultado de la fecundación, conservará constante el número de cromosomas de su especie. Por tanto, permite que se conserven de modo constante las características de una especie determinada.
  • 10. Ocurre solo en organismos de reproducción sexual. 3.3. REPRODUCCIÓN A NIVEL DE ORGANISMO 3.3.1 ASPECTOS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL Reproducción asexual: No hay presencia de sexos, por tanto, no se producen gametos y un organismo puede autoreproducirse y dar lugar a individuos iguales a él, o sea, con la misma información genética ya que interviene un solo progenitor. Puede ser de varios tipos: Bipartición: Ocurre en organismos unicelulares en el cual la célula se divide en 2 iguales a la célula madre. Ej: Protistas. Esporulación: Formación de esporas dentro de una célula. La célula se rompe y las esporas salen de esta, a partir de cada espora se origina un nuevo organismo. Ej: Bacterias y Hongos. esporas Gemación: En la superficie del organismo se forman yemas, las cuales aumentan de tamaño hasta que se separan del organismo materno. De estas yemas se forma un nuevo individuo. Ej: Hongos y Celenterados. Fragmentación: Un organismo se fragmenta y de cada parte se constituye un nuevo organismo. Ej: Platelmintos y algunas plantas. 3.3.2 ASPECTOS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL Reproducción sexual: Hay presencia de sexos y por tanto producción de gametos. Los descendientes contienen información genética de 2 progenitores Ej: Algunos hongos, Plantas con flores y casi todos los animales. La reproducción asexual es más ventajosa que la sexual en el sentido de que se pueden reproducir mayor cantidad de individuos y en poco tiempo, pero la reproducción sexual es más ventajosa en
  • 11. el aspecto de que los individuos descendientes presentan mayor variabilidad genética ya reciben información de 2 progenitores, por tanto, tendrán mayor ventaja adaptativa que los organismos de reproducción asexual. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA REPRODUCTOR HUMANO. En la especie humana existen sexos bien diferenciados: Sistema reproductor femenino: Formado por diferentes órganos: Ovarios: Órganos glandulares en los cuales se madura el óvulo y se sintetizan hormonas femeninas como estrógenos y progesterona. Trompas de Falopio: Órganos tubulares por donde se conduce el gameto femenino desde el ovario hasta el útero. Están formadas por un epitelio ciliado que permite el transporte del óvulo. Útero: Órgano musculoso donde se implanta y desarrolla el embrión. Vagina: Órgano copulador femenino. Constituye también el canal del parto. TROMPAS DE FALOPIO OVARIOS ÚTERO VAGINA Sistema reproductor masculino: Testículos: Órganos glandulares en donde se forman los espermatozoides y se sintetiza líquido seminal (es el líquido donde se mueven los espermatozoides y contiene sustancias alimenticias). Se sintetizan también las hormonas sexuales masculinas como la Testosterona. Epidídimo: Conjunto de túbulos seminíferos donde se sintetiza líquido seminal y permiten el paso de los gametos al conducto deferente. Conducto deferente: Conductos que permiten el paso de los gametos hacia la uretra. Vesícula seminal: Órgano glandular donde se sintetiza líquido seminal y se comunica con el conducto deferente. Próstata: Estructura muscular involuntaria que evita que cuando ocurra micción tenga lugar la
  • 12. eyaculación. Uretra: Conducto que comunica con el conducto deferente y el pene . Pene: Órgano copulador masculino. Vejiga urinaria PRÓSTATA VESÍCULA SEMINAL URETRA CONDUCTO DEFERENTE PENE TESTÍCULO EPIDÍDIMO Los gametos femeninos comienzan a madurarse a partir de la pubertad y se forma uno solo cada 28 días aproximadamente. Los gametos masculinos comienzan a formarse desde la pubertad y se sintetizan millones de ellos de manera constante. 3.1.3- ETAPAS DEL DESARROLLO EMBRIONARIO HUMANO. Se inicia con la fusión de los pronúcleos masculinos y femeninos. Segmentación o clivaje: Ocurren sucesivas divisiones celulares mitóticas. La primera división da como resultado la formación de 2 células denominadas blastómeros.Estos a su vez , se dividen y forman cuatro células, la segmentación siguiente origina 8 y así sucesivamente. Después de cada división se originan blastómeros cada vez más pequeños. Mórula: Son los estadíos que corresponden a 16, 32 y 64 blastómeros. Blástula: Posee una cavidad interna denominada Blastocele, limitada por los blastómeros, por lo que esta cavidad no puede observarse si se mira al embrión por fuera. En esta fase la velocidad de división no es igual en todas las células del embrión, por lo que en la zona donde las células se dividen más rápidamente ocurre una invaginación en la zona opuesta y se constituye la: Gástrula: Se caracteriza por los procesos de Gastrulación. Se distinguen 2 capas embrionarias (Ectodermo y Endodermo). A partir de estas dos capas se forma una tercera: Mesodermo; por eso se les llama a estos organismos Triploblásticos. Estas capas darán origen a los diferentes órganos y tejidos del embrión. Se constituye una capa de células periféricas denominada Trofoblasto, las cuales darán lugar al Corion y la Placenta y el macizo celular interno dará lugar al cuerpo del embrión y contribuirá a la formación del Amnios y el Saco vitelino, las cuales son estructuras que posibilitarán la implantación, nutrición y protección del embrión. Organogénesis: Se produce multiplicación activa de las tres capas embrionarias durante la cual las células de los tejidos embrionarios crecen y comienzan a diferenciarse, formándose los tejidos y órganos. Se distinguen 3 tipos de mecanismos : desplazamiento y deformaciones de masas
  • 13. celulares, regionalización, o sea, diferente comportamiento en las distintas regiones del embrión. Diferenciación: transformación gradual de una célula en otra ya diferenciada. Del Ectodermo se formarán los tejidos de revestimiento y el sistema nervioso. Del Mesodermo, los tejidos conjuntivos y sanguíneos,. Los músculos y las estructuras esqueléticas. Del Endodermo los órganos del sistema digestivo. Los órganos una vez formados comenzarán a funcionar. Para el metabolismo y proliferación de sus células el embrión toma lo necesario del organismo materno. Blastómeros ............... Cigoto MÓRULA Macizo celular Blastocele Trofoblasto GÁSTRULA BLÁSTULA CONSERVACIÓN. Nutrición: Proceso que permiten la incorporación de nutrientes al organismo. Y puede ser de 2 formas: Autótrofa: Los organismos que la realizan son capaces de elaborar sus propios alimentos. Ej Las Plantas, a través de la Fotosíntesis y las Bacterias a través de la Quimiosíntesis. Heterótrofa: Los organismos toman los alimentos ya elaborados, por los autótrofos. Sistema Digestivo Humano. Está constituido por los siguientes órganos: Boca: Órgano donde comienza la digestión por acción mecánica de los dientes y las enzimas de la saliva Faringe: Órgano de paso del alimento ingerido y comunica con el esófago. Esófago: Comunica con el estómago. Estómago: Órgano en forma de saco donde se secretan enzimas digestivas que forman el jugo gástrico el cual digiere los alimentos. Comienza la digestión de las proteínas. Intestino delgado: Se une al estómago a través del duodeno. Se produce secreción enzimática de: 1- Enzimas secretadas por las paredes del intestino . 2- Jugo pancreático proveniente del Páncreas.(Digiere las proteínas) 3- Bilis proveniente del Hígado.(Digiere las grasas) Todas estas secreciones producen la digestión de los alimentos, luego se produce absorción de los mismos a través de las vellosidades intestinales, pasan a la sangre y esta los distribuye en todo el organismo.
  • 14. Intestino grueso: Aquí pasan alimentos que no fueron digeridos ni absorbidos en el intestino delgado. Se produce acción fermentativa por acción bacteriana, no hay secreción de enzimas, por lo que dicha fermentación culmina la digestión de los alimentos. Se absorbe agua y se forman las heces fecales como un resultado final del proceso y son expulsadas al exterior a través del año. Sistema respiratorio humano. Permite el intercambio de gases entre el organismo y el ambiente. Órganos que lo forman: Vías respiratorias: Fosas nasales, Faringe, Laringe, Tráquea, Bronquios, Bronquíolos. Su función es acondicionar el aire inhalado: Humedecerlo, Calentarlo y Liberarlo de impurezas que puedan penetrar a las vías, las cuales están tapizadas por un tejido epitelial fino denominado Mucosa, este tejido secreta una sustancia viscosa llamada mucus, la cual tiene función defensiva contra cualquier agente extraño que penetre a las vías. Pulmones: Órganos esponjosos donde se encuentran los Alveolos, que son estructuras en forma de bolsitas con un epitelio muy fino y muy vascularizado, a través de los cuales se produce el intercambio de gases entre la sangre y el oxígeno contenido en el aire alveolar. Los pulmones se encuentran unidos al diafragma. Diafragma: Músculo que divide la cavidad toráxica de la abdominal y permite los movimientos ventilatorios de expansión y contracción del tórax, lo cual permite la entrada y salida del aire. Estos movimientos están controlados por el Sistema Nervioso. REGULACIÓN. Es un proceso inherente a todos los organismos vivos, la capacidad de autorregularse, o sea, de mantener la Homeostasia: capacidad de todos los organismos para mantener en equilibrio el medio interno. En el organismo humano los mecanismos homeostáticos son llevados a cabo por: el sistema nervioso y el endocrino. Sistema Nervioso Humano: Especializado en utilizar información del medio interno y externo a través de los receptores (internos y órganos de los sentidos). Por tanto regula y controla el funcionamiento de todo el organismo. Para su estudio se divide en 2: Sistema Nervioso Central: Formado por el Encéfalo y la Médula Espinal. Sistema Nervioso Periférico: Cordones nerviosos que parten del SNC. Encéfalo: Órgano modulador rector de la actividad nerviosa superior ( Conciencia, Pensamiento y Lenguaje). Está formado por diferentes estructuras como: cerebelo, hemisferios cerebrales, cuerpo calloso, bulbo raquídeo, etc. Coordina, procesa, almacena, y compara la información recibida y elabora una respuesta de acuerdo a esta. Está protegido por los huesos del cráneo. Médula Espinal: Órgano modulador encargado de la actividad motora, o sea, del movimiento muscular. Está protegido por los huesos de la columna vertebral.
  • 15. Sistema Nervioso Periférico: Formado por cordones nerviosos que parten del SNC y comunican a este con los tejidos y órganos del cuerpo. El Sistema Nervioso está formado por células diferenciadas llamadas neuronas, las cuales están especializadas en captar información y trasmitirla a través de impulsos nerviosos. CUERPO ESTRELLADO . AXÓN DENDRITAS. Sistema Endocrino. Al igual que el Sistema nervioso, regula y controla el medio interno, pero a través de las hormonas. Esta formado por glándulas de secreción interna y hormonas. Glándulas: Órganos en los cuales se sintetiza y secreta una hormona específica, las cuales son vertidas a la sangre. Hormonas: Sustancia de naturaleza proteica o lipídica secretada a la sangre por una glándula y ejerce su acción en un órgano o tejido blanco o diana. GLÁNDULAS HORMONAS FUNCIÓN DE LA HORMONA HIPÓFISIS FSH Y LH TSH GH PROLACTINA OXITOCINA ACTH ADH Maduración de los gametos. Estimula a las gónadas. Estimula a la Tiroides. Estimula el crecimiento. Lactancia Contracciones uterinas Estimula la corteza suprarrenal Absorción de agua en el riñón. TIROIDES TIROXINA y TRIYODOTIRONINA. Estimulan el metabolismo energético. PARATIROIDES PARATOHORMONA Metabolismo del calcio TIMO TIMOCINA Síntesis de células inmunológicas. PÁNCREAS INSULINA , GLUCAGÓN Metabolismo de los carbohidratos. SUPRARRENALES: CORTEZA MÉDULA CORTISOL Y ALDOSTERONA. ADRENALINA Y NORADRENALINA. Estimula el metabolismo de los lípidos. Prepara al organismo ante las reacciones de alarma y peligro. GÓNADAS: ESTRÓGENOS Y Ciclo menstrual. Caracteres sexuales
  • 16. OVARIOS TESTÍCULOS PROGESTERONA.. TESTOSTERONA. secundarios femeninos. Caracteres sexuales secundarios masculinos. El sistema endocrino y el nervioso son sistemas de regulación ya que mantienen la homeostasia de los organismos superiores. Regulan la actividad metabólica de las células de estos organismos y el funcionamiento del resto de los sistemas. Sistema Inmunológico. Se encarga de defender al organismo contra la entrada de agentes patógenos. Funciona a través de 2 mecanismos: MECANISMOS INESPECÍFICOS DE DEFENSA. Son mecanismos no específicos contra un agente determinado. Están determinados por: 1- Barreras (Piel y Mucosas). 2- Inflamación y Fagocitosis. (Leucocitos) 3- Secreciones Gástricas. ( Estómago) 4- Interferón. (Sustancia inmunológica ) MECANISMOS ESPECÍFICOS DE DEFENSA. Son mecanismos que actúan específicamente contra un agente patógeno determinado. Constituyen el principio de la vacuna. Es la inmunidad mediada por células: Linfocitos ( T y B): T Son los responsables de la respuesta inmune del organismo y los B, sintetizan anticuerpos (inmunoglobulinas). Monocitos y Macrófagos. Células NK y Citotóxicas. 4 MECANISMOS DE LA HERENCIA La Genética es la ciencia que estudia la herencia y sus mecanismos. Para lo cual es importante conocer algunos conceptos tales como: Genotipo: Conjunto de genes que determinan las características de una especie o individuo y es único para cada uno. Fenotipo: Características externas de un individuo, las cuales están determinadas por su genotipo. Gen: Es un segmento de ADN que determina un carácter. Cariotipo: Número de cromosomas de una especie. Cromosomas homólogos: Cromosomas que determinan los mismos caracteres pero fueron aportados por distintos gametos. Genes alelos: Genes situados en los cromosomas homólogos. Homocigosis: Iguales genes para el mismo carácter.
  • 17. Heterocigosis: Diferentes genes para el mismo carácter. 4.1. TRABAJOS DE MENDEL Y SUS PRINCIPIOS DE LA HERENCIA Gregorio Mendel (siglo XIX) era un monje sueco del monasterio de Brun, en Moravia en la actual Checoslovaquia. Realizó experimentos de hibridación en plantas, específicamente en guisantes, al cruzar líneas puras de guisantes y obtener híbridos. A partir de estos experimentos determinó 2 leyes básicas para la herencia: 1ra Ley de Mendel o ley de la segregación de los factores. Plantea que durante la formación de las células reproductivas, los factores (Mendel llamó así a los genes) se separan y se segregan (separan) en los gametos de forma independiente. 2da Ley de Mendel o ley de la segregación independiente. Plantea que la distribución de un par de factores es independiente de la distribución de otro par. Experimentos de Mendel: Carácter: Color de la semilla en guisantes. Cruzó 2 líneas puras de semillas amarillas y semillas verdes y en la primera generación obtuvo el 100% de semillas amarillas, a esta primera generación la llamó F1. Luego cruzó F1 x F1 y obtuvo la F2. En la F2 el 75% era de semillas amarillas y el 25% de semillas verdes. Por lo que Mendel dedujo que había un factor que determinaba el color amarillo y que predominaba sobre el otro, a este carácter que predominaba le llamó Dominante y lo representó con letra mayúscula, y al carácter que no predominaba (color verde) lo llamó Recesivo y lo representó con letra minúscula. Por tanto, para representar el cruzamiento para obtener la F1 lo hizo de la siguiente forma: Progenitores: AA x aa A : representa el factor dominante. Gametos: A , A a , a a : representa el factor recesivo. F1: Aa 100% de color amarillo. El cruzamiento para obtener la F2 lo representó de la siguiente forma:
  • 18. La F2 se obtiene al cruzar F1 x F1: Progenitores: Aa x Aa Gametos : A , a A , a F2: AA , Aa , Aa , aa 75 % amarillas y el 25% verdes. A partir de estos resultados Mendel dedujo las leyes que formuló, ya que si en la F2 se presentaban semillas que mostraban el carácter recesivo era señal de que en la F1, donde todas mostraban el carácter dominante, entonces estaba el factor que determinaba el carácter recesivo porque de otra forma no se hubiese obtenido el resultado de la F2 en que el 25% mostraba dicho carácter. Por lo que las proporciones que determinó para la F2 en sus experimentos eran las siguientes: Proporción Fenotípica: 3:1 Esto significa que por cada 3 individuos que expresaban el color amarillo había 1 que expresaba el color verde de la semilla. Proporción genotípica: 1:2:1 Por cada individuo homocigótico dominante (AA), había 2 heterocigóticos (Aa) y 1 homocigótico recesivo (aa). 4.2.1 - FORMULACIÓN DE LA TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA. En la práctica , la tercera ley de Mendel se cumple con lmucha frecuencia de lo que cabría Esperar como consecuencia de la asociación de los genes. Si las unidades cromosómicas jamás cambiaran, los genes de cualquiera de los cromosomas siempre se heredarían en conjunto Sin embargo, durante la meiosis, cuando los cromosomas se aparean y forman sinapsis, ocurren Los fenómenos de entrecruzamiento y recombinación. Durante todo ese proceso, los cromosomas Homólogos intercambian , al azar, segmentos enteros de material cromosómico a lo largo del Cromosoma. Hay la posibilidad de que ocurran varios intercambios en diferentes puntos del mismo cromosoma durante una sola división meiótica. Cuanto más grande es la distancia entre dos genes del mismo Cromosoma, mayores son las posibilidades de que lleguen a segregarse por entrecruzamiento. 4.2.2 HERENCIA LIGADA AL SEXO. Es la herencia determinada por el cromosoma sexual X . El cariotipo humano es de 46 cromosomas 23 pares 22 pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales ( X , Y ). Los cromosomas sexuales determinan características sexuales humanas pero
  • 19. específicamente el cromosoma sexual X, contiene genes que no determinan dichas características, a estos se les denomina: genes ligados al sexo. Los genes ligados al sexo pueden ser: el gen de la hemofilia ( imposibilidad de la sangre para coagularse) y el gen del daltonismo (imposibilidad para distinguir algunos colores ). Estos genes siempre se encuentran en estado recesivo y se representan: h (hemofilia) y d (daltonismo). Por tanto, la ausencia de estos genes se representa : H y D. El óvulo (gameto femenino) siempre (en la especie humana) va a presentar un cromosoma sexual X y el espermatozoides ( gameto masculino), puede presentar un cromosoma sexual X o Y. Si un espermatozoide X fecunda a un óvulo el cigoto que se forma va a presentar dos cromosomas sexuales X ( XX ) y si es fecundado por uno que presente el cromosoma sexual Y (XY ). Ejem: Carácter: Hemofilia. H H X X Mujer sana H h X X Mujer sana portadora. ( No padece la hemofilia pero la porta) h h X X Mujer enferma H h X Y Hombre sano X Y Hombre enfermo 4.2.3 CONCEPTO E IMPORTANCIA DE LAS MUTACIONES MUTACIONES: Cambios que ocurren en el material genético o sea en el ADN. Por tanto, constituyen transformaciones genotípicas hereditarias. Pueden ser génicas o crom sómicas: Génicas: Si la variación ocurre a nivel de las bases nitrogenadas, o sea, a nivel molecular, por lo que varía el gen. Cromosómica: Si la variación ocurre a nivel del cromosoma. Tiene lugar cuando ocurren roturas de los brazos del cromosoma y estos extremos rotos se pueden unir a otro extremo cambiando la morfología del cromosoma y la forma en que ocurrirá la transmisión de la herencia. IMPORTANCIA : Si no tuvieran lugar las mutaciones cesarían las variaciones biológicas.
  • 20. En la mayoría de los casos las mutaciones son cambios desfavorables que evitarán la adaptación del organismo al ambiente. Las mutaciones favorables posibilitarán la adaptación del organismo al ambiente y por tanto su sobrevivencia y la trasmisión de dichas variaciones. Al originar nuevos genotipos son fuente importante en el proceso evolutivo. 4.3 INGENIERIA GENÉTICA 4.3.1 Aspectos generales de la tecnología del ADN recombinante y sus aplicaciones. La tecnología moderna ha permitido descubrir que un gen es un trozo de molécula de ADN con Individualidad de función, de mutación y de recombinación, que hasta hace poco se consideraba Indivisible. El ADN recombinante, la formación de nuevas combinaciones artificiales de ADN en organismos Muy diversos se consigue mediante las llamadas técnicas de ADN recombinante, que permiten Identificar el ADN de un gen específico entre todos los genes que integran el genoma. Ese ADN Específico puede ser aislado, transferido a un organismo diferente e incorporado en su genoma, de Tal manera que será replicado junto con el ADN del huésped. Si hacemos que el gen pueda ser Insertado de modo que el marco de lectura de sus tripletes sea correcto, y si el ADN que hemos Transferido y traducido, lo que da por resultado la producción de una nueva proteína que el huésped Jamás había producido antes. 5. EVOLUCIÓN La Evolución es la ciencia que estudia las transformaciones que sufren los organismos desde su origen hasta la actualidad. 5.1 TEORÍAS PARA EXPLICAR EL ORIGEN DE LA VIDA Controversia entre biogenistas y abiogenistas. Las tendencias abiogenistas explican varias teorías acerca del origen de la vida: Ej: Teoría de la Generación espontánea, plantea que la vida puede originarse a partir de la materia inanimada, de las carnes putrefactas, del suelo, etc. Esta teoría fue refutada por el médico italiano Francisco Redi al demostrar que la vida solo podía surgir de la materia viva. Teoría de la Panspermia, plantea que la vida al planeta llegó mediante esporas que viajaron desde el espacio y al caer en la tierra dieron lugar a las diferentes formas de vida que conocemos. Esta teoría fue invalidada al demostrarse que las esporas no pueden sobrevivir en las condiciones del espacio al recorrer grandes distancias en este. 5.1.1 TEORÍA QUIMIOSINTÉTICA DE OPARIN-HALDANE Es la teoría más aceptada en el mundo científico y explica el surgimiento de la vida a partir de las condiciones de la tierra primitiva.
  • 21. Según esta teoría , las temperaturas en la Tierra Primitiva eran muy altas y las variaciones de esta que ocurrían dependían de las reacciones que tenían lugar en la estrella más cercana al planeta, el sol. El calor se liberó en forma de manantiales térmicos y los gases expulsados constituyeron la atmósfera primitiva, la cual estaba compuesta por: Cianuro de hidrógeno, vapor de agua, metano, amoníaco, monóxido de carbono, dióxido de carbono, etc., los cuales se fueron acumulando gradualmente. Era además, una atmósfera reductora ya que no se encontraba el oxígeno libre. Al disminuir la temperatura el vapor de agua se condensó y tuvieron lugar lluvias torrenciales que conformaron los mares y océanos primitivos. Las lluvias al caer arrastraron consigo los gases atmosféricos, los cuales fueron incorporados a las aguas, de igual forma, la lluvia al caer erosionó la corteza y los elementos que formaban parte de esta también fueron incorporados. Oparin creyó que fue en estos mares donde tuvieron lugar las primeras reacciones químicas entre los elementos, las cuales dieron origen a la formación de los primeros compuestos orgánicos simples como: monosacáridos y aminoácidos. Estos primeros compuestos orgánicos se fueron acumulando poco a poco en los mares primitivos y se originó lo que Oparin llamó: “un mar de sopa orgánica”. Al acumularse lo suficiente reaccionaron entre sí y al asociarse constituyeron compuestos orgánicos más complejos como: proteínas, polisacáridos, lípidos, ácidos nucleicos, etc. Los cuales a su vez también se acumularon y al asociarse formaron lo que Oparin llamó: COACERVADOS. Estos eran agregados moleculares de macromoléculas (proteínas, polisacáridos, lípidos, etc) y se consideran sistemas precelulares que son un paso intermedio entre las macromoléculas y las primeras unidades vivientes. Estos coacervados se cree presentaban propiedades osmóticas y eran capaces de absorber sustancias e incorporarlas, etc. Las reacciones químicas que dieron origen a estos compuestos orgánicos tuvieron que haber utilizado gran cantidad de energía para efectuarse y en la tierra primitiva las fuentes de energía más probable fueron: la radiación solar, los meteoritos, las descargas eléctricas, las erupciones volcánicas, etc. El salto cualitativo ocurrió de forma gradual durante millones de años. Se cree que las primeras células que se originaron tenían una estructura celular procariota y estas evolucionaron hace 3500 millones de años. 5.1.2 TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA DE MARGULIS Explica que las células eucariotas surgieron a partir de las células procariotas,. Afirma que las mitocondrias, cloroplastos, centriolos y flagelos surgieron de relaciones simbióticas entre dos organismos procariotes.
  • 22. Los cloroplastos se consideran bacterias fotosintéticas y las mitocondrias como bacterias precedentes que han perdido su capacidad fotosintética. Estas bacterias fueron ingeridos por una célula , sobrevivieron y se reprodujeron con las célula huésped. Dichas bacterias que vivían en una relación de simbiosis con otras células procariotas se les denominó endosimbiontes. Los dos organismos desarrollaron una relación de mutualismo y al final perdieron su capacidad de vivir fuera del huésped. Esta teoría estipula que cada uno aportó a la relación algo de lo que el otro carecía: La mitocondria............la capacidad de utilizar el metabolismo oxidativo. El cloroplasto................utilizar una fuente simple de carbono (CO2) La bacteria espiral.......la capacidad de desplazamiento ya que esta se convirtió en un flagelo. La célula huésped.........un hábitat seguro y nutrientes. La prueba principal de esta teoría es que la mitocondria y el cloroplasto, tienen su propio ADN en forma de un cromosoma circular igual al de las procariotas y sus propios ribosomas semejante a los de las células procariotas, poseen parte de la maquinaria de síntesis de proteína incluyendo ARN t., son capaces además de multiplicarse de forma independiente a la célula en que residen., y es posible intoxicar a la célula procariota y no a la eucariota, sin embargo sí afecta a cloroplastos y mitocondrias. Limitaciones: Esta teoría no constituye la respuesta final de la evolución de las células eucariotas a partir de las procariotas. No explica el modo en que el ADN en el núcleo quedó envuelto por una membrana. Son insustanciales los datos que apoyen la evlución de cilios y flagelos ya que en ellos no hay rastro de material genético y su disposición de 9+2, no se observa en ningún procariote. 5.2- TEORÍAS PARA EXPLICAR EL PROCESO EVOLUTIVO 5.2.1 TEORÍA DE LAMARCK Teoría de la evolución formulada por Jean Bautista Lamarck. (Naturalista francés del siglo XIX). Plantea cuatro elementos importantes en su teoría: - Los organismos se encuentran en un proceso de adaptación a las condiciones ambientales . - En este proceso de adaptación sufren variaciones las cuales se producen por la necesidad que tiene este de cambiar, o sea, por un sentimiento o impulso interno que los obliga a cambiar. - Uso y desuso de los órganos , indica que aquellos órganos que se usan con más frecuencia por los organismos se desarrollan y los que no se usan se atrofian. - Herencia de los caracteres adquiridos, o sea, las variaciones que se adquieren durante la vida de un individuo se heredan.
  • 23. La limitación más importante de Lamarck es la referente a la explicación del por qué los organismos cambian o varían y esto se debió al desarrollo alcanzado por las ciencias naturales del siglo XIX, ya que no se conocían las mutaciones ni el ADN. 5.2.2 TEORÍA DE DARWIN-WALLACE Darwin era naturalista inglés del siglo XIX que realizó trabajos de investigación y observación de la vida de las especies de organismos. En esencia su teoría plantea lo siguiente: - Las poblaciones tienden a una superreproducción si las condiciones ambientales no se lo impidieran, por tanto, estos se encuentran en una lucha por la existencia. - De esta lucha o competencia, van a sobrevivir los más aptos o sea, los que presentan las mejores adaptaciones. Los cuales tendrán más probabilidad de desarrollarse, alcanzar la etapa adulta y obtener descendencia , la cual heredará estas características favorables. - Actuando por tanto un mecanismo de selección natural durante el cual se “seleccionan” aquellos individuos que presenten las mejores adaptaciones. 5.2.3- TEORÍA SINTÉTICA Esta teoría tiene en cuenta los aspectos más importantes de las teorías que le precedieron: Lamarck, Darwin y Hugo de Vries. En esencia plantea que los cambios evolutivos ocurridos en los organismos están dados por las mutaciones que tienen lugar en ellos. Si estos cambios o variaciones del genoma son favorables traerán consigo una mejor adaptación del organismo al ambiente y por tanto este individuo mejor adaptado tendrá más posibilidades de sobrevivir en la competencia impuesta por el ambiente, podrán reproducirse y trasmitir estas adaptaciones favorables. De Lamarck: Adaptación, y el Uso y desuso de los órganos. De Darwin: La Selección Natural. De Hugo de Vries: Las Mutaciones. 5.3 EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN: PALEONTOLÓGICA, ANATÓMICAS, EMBRIOLÓGICAS, GENÉTICAS Y BIOGEOGRÁFICAS EVIDENCIAS PALEONTOLÓGICAS.- El registro fosilífero representa el curso real de la historia De la vida en el planeta y demuestra que la mayoría de las formas extintas y vivientes Son distintas; no obstante, en un gran número de casos es posible identificar a los Ancestros putativos de las formas vivientes entre los organismos fósiles. EVIDENCIA ANATÓMICA .- Caracteres constitucionales y caracteres adaptativos . Los caracteres Constitucionales caracterizan un plan de organización básico y común para todos los Organismos con un antepasado común, mientras que los caracteres adaptativos son Exclusivos de ciertos organismos por modificación de los anteriores como consecuencia De la adaptación a un determinado tipo de vida.
  • 24. Órganos homólogos y órganos análogos así como los órganos vestigiales. EVIDENCIA GENÉTICA.- La ontogenia recapitula la filogenia, es decir, que el desarrollo de un ser Vivo es una recapitulación de su historia evolutiva. EVIDENCIAS BIOGEOGRÁFICAS.- Las áreas biogeográficamente aisladas tienden a estar habitadas Por organismos ecológicamente similares, pero con diferente origen taxonómico, lo que Indica que cada grupo de organismos representa una radiación adaptativa Independientemente. 5.4 CONSECUENCIAS DE LA EVOLUCIÓN: ADAPTACIÓN Y BIODIVERSIDAD Variación y Selección Natural. La variación en los organismos puede ser : Variación hereditaria: Cuando ocurren cambios en el genoma (mutaciones) y por lo tanto se heredan , las cuales son importantes para le evolución. Variación no hereditaria: Cambios que ocurren en le fenotipo pero no afectan el genotipo, por tanto no se heredan y no tienen importancia para la evolución. Selección natural: Se refiere a la teoría de Darwin y plantea que aquellos organismos que presenten la variaciones más favorables tendrán más probabilidad de sobrevivir en la competencia que el resto de la población y obtener descendencia, la cual va a heredar las características favorables de sus progenitores. Así la naturaleza “elige” de este modo los organismos mejores adaptados. Especiación alopátrica y simpátrica. Especiación: Transformaciones que van ocurriendo en los organismos y traen como consecuencia origen de nuevas especies. Alopátrica: Ocurren cuando en una población aparece una barrera geográfica (un río, un lago, una montaña, etc.) y la población queda dividida haciendo que se interrumpa el flujo genético. Estos grupos de organismos se van a desarrollar en ambientes diferentes, se acumularán mutaciones distintas, etc. En el transcurso de varios años o siglos, van a ocurrir transformaciones graduales o paulatinas que darán origen al surgimiento de nuevas especies. Simpátrica: Cuando en una población ocurren cambios genéticos como mutaciones poliploides trayendo consigo cambios genéticos importantes que van a hacer posible que se originen nuevas especies al estar modificado su genoma. Poliploidía, es el aumento del número de juegos diploides de una especie. Los organismos Diploides presentan 2 juegos de cromosomas aportado cada juego por los gametos, y se representan como “2n”.
  • 25. Cuando ocurre Poliploidía ese número se altera varias veces y se representa como “3n” o “4n”, etc. 5.4.1 CRITERIOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS La clasificación natural de los seres vivos refleja el árbol genealógico de los distintos reinos. La Unidad fundamental de clasificación es la especie. Todos los componentes de un mismo grupo Taxonómico son descendientes de una misma especie ancestral común. La especie.- Es definida como un conjunto de poblaciones naturales cuyos individuos son Semejantes en sus características estructurales y funcionales, que sólo se Reproducen por apareamiento entre ellos y que comparten una ascendencia Común. Categoría s taxonómicas. Son formas en las que se clasifican los organismos con el fin de determinar de forma universal una única metodología a la hora de hacer referencia a un organismo específico. Dichas categorías son: REINO, PHYLUM, SUBPHYLUM, ORDEN, CLASE, FAMILIA, GÉNERO, ESPECIE,etc. Ej. La especie humana se clasifica de la siguiente forma: Reino Animales Phylum Cordados Subphylum Vertebrados Orden Mamíferos Clase Primates Familia Homínidos Género Homo Especie Sapiens Taxón: Es el nombre de clasificación que se determina. De todas estas categorías taxonómicas las únicas que pueden cruzarse entre sí y obtener descendencia fértil o viable es la Especie. 5.4.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS CINCO REINOS Los organismos vivos se clasifican en 5 reinos, desde los más simples hasta los más complejos. Reino Mónera. Incluye a las Bacterias y Cianofitas o algas verde-azules. Son organismos unicelulares, autótrofos, procariotas, anaerobios y de reproducción asexual. Reino Protista. Organismos unicelulares, heterótrofos, eucariotas, aerobios y de reproducción asexual.
  • 26. Ej: Ameba, Paramecio, Euglena, etc. Reino Fungi. Unicelulares y Pluricelulares, heterótrofos saprótrofos, eucariotas, aerobios y de reproducción sexual y asexual. Reino Plantas. Organismos vegetales. Pluricelulares, autótrofos, aerobios, eucariotas y de reproducción sexual y asexual. Reino Animal. Pueden ser microscópicos o macroscópicos, pluricelulares, aerobios, heterótrofos, eucariota y de reproducción sexual y asexual. 6 LOS SERES VIVOS Y SU AMBIENTE 6.1 ESTRUCTURA DEL ECOSISTEMA 6.1.1 NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICOS: POBLACIÓN, COMUNIDAD Y ECOSISTEMA Población: Conjunto de organismos de la misma especie que viven en un lugar determinado, se relacionan entre sí y con el medio ambiente. Ej: Una colmena, una manada de leones. Comunidad: Conjunto de poblaciones que viven en un lugar determinado, se relacionan entre sí y con el medio. Ej: la comunidad de un río, de un bosque. Ecosistema: Al conjunto de interrelaciones entre la comunidad de seres vivos y el medio físico que la Sustenta. 6.1.2 CARÁCTERISTICAS DE LOS COMPONENTES ABIÓTICOS Y BIÓTICOS El Ecosistema está formado por factores bióticos y abióticos: Bióticos: Representado por los organismos vivos. Abióticos: Elementos no vivos del ambiente como el agua, el suelo, radiación solar, agua,etc. 6.2 DINÁMICA DEL ECOSISTEMA 6.2.1 FLUJO DE ENERGÍA EN LAS CADENAS Y TRAMAS ALIMENTICIAS
  • 27. La principal fuente de energía en el ecosistema es el sol. La luz solar es utilizada por las plantas en el proceso de fotosíntesis. A su vez, las plantas constituyen el alimento de organismos herbívoros, que son el alimento de los carnívoros. Al fluir esta energía a través de la cadena alimenticia disminuye esta de un organismo a otro, ya que cada uno la utiliza en sus propios procesos. A través de la Fotosíntesis las plantas producen alimentos para el ecosistema, por lo que su función (nicho ecológico) en este es el de ser organismos PRODUCTORES. De los que se alimentan directa e indirectamente el resto de los organismos en el ecosistema a los cuales se les llama CONSUMIDORES, que pueden ser primarios o secundarios en dependencia de la posición que ocupen en la cadena alimenticia. Por tanto, en el ecosistema la energía fluye de los productores a los consumidores y va disminuyendo en este sentido. 6.2.2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. Los organismos vivos están constituidos por compuestos esenciales para su existencia como son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc. Estos son utilizados todo el tiempo por los seres vivos por lo que se agotarían si no fueran repuestos. Los ciclos biogeoquímicos permiten el reciclaje de dichos elementos para los organismos y evitan el agotamiento de estos en el ecosistema al reponerlos al ecosistema para que puedan ser utilizados de nuevo por los organismos. CICLO DEL OXÍGENO. El O2 es consumido por los organismos en el proceso de respiración del cual se libera CO2, este es utilizado por las plantas para la fotosíntesis y como resultado de esta se libera O2 que es devuelto a la atmósfera para ser utilizado de nuevo en el proceso de respiración. CICLO DEL DIÓXIDO DE CARBONO. El CO2 es consumido constantemente por las plantas para la fotosíntesis (es la fuente de carbono de este proceso), del cual se libera O2 que es utilizado en la respiración de la que se desprende CO2, de este modo es repuesto en la atmósfera para ser utilizado de nuevo. CICLO DEL NITRÓGENO. El nitrógeno es parte esencial de proteínas y aminoácidos y se obtiene a través de las plantas que lo toman del suelo a través de las raíces, disueltos en el agua. Cuando los organismos animales y vegetales mueren, sobre ellos actúan los organismos descomponedores o desintegradores como las bacterias y los hongos. Estos transforman los compuestos nitrogenados en nitratos (NO3), nitritos (NO2) e iones amonio (NH4), los cuales se disuelven en el suelo y son absorbidos por las raíces de las plantas. Algunos compuestos nitrogenados pasan a la atmósfera
  • 28. en forma de gas, como el óxido nitroso. Algunos nitratos se disuelven en las capas profundas del agua subterránea y otros se pueden perder también con la erosión del suelo, en ambos caso ya no se pueden utilizar por los organismos. CICLO DEL HIDRÓGENO. La fuente de hidrógeno de los organismos vivos es el agua y este hidrógeno es utilizado cuando se descompone la molécula del agua durante la fotosíntesis durante la fotólisis del agua en la cual el H se separa del O para formar los carbohidratos, estos carbohidratos los cuales son utilizados en las reacciones oxidativas de la respiración y como consecuencia se forma agua, la cual vuelve a ser utilizada como fuente de H en la fotosíntesis. Los organismos descomponedores al degradar los compuestos orgánicos de los organismos muertos, estos átomos de H son separados del O se forma agua y de este modo es tomado por las plantas a través de las raíces. CICLO DEL FÓSFORO. Los animales y las plantas liberan fosfatos a través de la excreción, estos fosfatos son incorporados al suelo a través de la acción de las bacterias. Se disuelven en el agua y son absorbidos por las plantas mediante las raíces, por lo que las plantas son la fuente de fósforo de los organismos heterótrofos. Parte de estos fosfatos son arrastrados por la erosión al mar y se hallan en los sedimentos marinos los cuales son ricos en fósforo; aquí se encuentran en forma de fosfato y constituyen el alimento del fitoplancton los que a su vez son el alimento del zooplancton de los que se alimentan los peces y de estos, mamíferos y aves. 6.2.3 RELACIONES INTER E INTRAESPECÍFICAS Relaciones Intraespecíficas: Ocurren entre organismos de una misma población. Ej: Mutualismo, Cooperación y Competencia. Relaciones Interespecíficas: Entre organismos de diferentes poblaciones. Ej: MUTUALISMO: Se establece entre dos organismos de diferentes especies en la cual ambos se benefician mutuamente. Ej: Entre la vaca y la garza blanca, esta garza se alimenta de garrapatas y demás insectos que parasitan al ganado vacuno los cuales se encuentran adheridos a su piel.
  • 29. COMENSALISMO: Entre dos organismos en los que uno se beneficia y al otro le es indiferente la relación. Ej. Entre el pez rémora y el tiburón. El pez se adhiere a la región ventral del tiburón y así se alimenta de los fragmentos de alimentos que se le caen a este ,además se traslada por el océano y al mismo tiempo está protegido ya que el tiburón apenas tiene depredadores. COMPETENCIA: Ocurre cuando un elemento del ambiente está deficiente como por ejemplo: el alimento, el territorio, etc. Esta relación es negativa para ambos organismos competidores ya que uno excluye al otro. Ej: entre las hienas y los buitres, ambos se alimentan de cadáveres de animales. PARASITISMO: Tiene lugar cuando un organismo vive a expensas de otro, dentro o sobre él. Ej: La lombriz solitaria que vive en el intestino humano. DEPREDACIÓN: C uando un organismo caza a otro que le sirve de alimento. Ej: Entre el león (depredador) y la cebra (presa). 6.3 DETERIORO AMBIENTAL Las causas de la pérdida de la diversidad de formas de vida pueden deberse a 2 factores: 1- Eventos naturales de grandes dimensiones que afectan y destruyen la vida en el planeta como son: Terremotos, Erupciones volcánicas, Choque de meteoritos, etc. 2- La acción transformadora humana sobre el medio. Esta acción es la principal causa de la extinción de numerosas formas de vida, ya que la reducción del hábitat de numerosas poblaciones reduce su posibilidad de supervivencia y reproducción. La contaminación de estos hábitats también en un factor importante para la vida de estos seres vivos. La caza indiscriminada e irracional de especies de animales. La tala indiscriminada de árboles. El abuso de los recursos naturales puede traer un desequilibrio en los ecosistemas de las especies, así como su extinción. La cuestión clave consiste en determinar hasta dónde puede llegar el hombre en la manipulación del ambiente. Ejemplos: La impureza del agua está dada por los materiales químicos y biológicos que se depositan en ella. El agua contaminada no es adecuada para uso doméstico, industrial, pesquero, etc. Los desechos tecnógenos y contaminantes producto de la industrialización son los que más afectan la pureza de las aguas. Algunos de esos productos químicos alteran los procesos metabólicos en los seres vivos y provocan la muerte de muchas especies de plantas y animales. La tala indiscriminada de los árboles produce la erosión de los suelos por exposición de estos a la acción del viento y el sol, removiendo la materia orgánica de este y microorganismos como bacterias y hongos, disminuyendo la humedad de los suelos, etc., lo cual trae consigo infertilidad y empobrecimiento de estos. Disminuyendo o eliminando las fuentes de alimentación necesarias para los seres vivos. La pobreza extrema en que viven muchas comunidades en zonas semidesérticas, las cuales utilizan la madera de árboles y arbustos como material de combustible, además del pastoreo intensivo a que someten a estos pastizales. La sequía, las malas cosechas y la destrucción
  • 30. de los suelos, son fenómenos relacionados entre sí, agravados por la actividad humana. Actualmente se lanzan a la atmósfera gran cantidad de elementos contaminantes. El “smog” es una mezcla de polvo tecnógeno, humo, vapores de gasolina y otros carbonos, óxidos de nitrógeno, fotoquímicos, dióxido de azufre y óxidos de carbono. El monóxido de carbono que contienen estos gases es altamente nocivo para la vida. El smog reduce también la radiación solar en la ciudades, disminuyendo la purificación de la atmósfera. La extensión de las regiones urbanas limita el hábitat de muchos organismos y los conduce a una muerte segura.