BIOLOGÍA GUÍA DEL PROFESOR SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA SUBSISTEMA DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS ELABORÓ: GRUPO DE DIRECTORES DE REVISÓ: LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES APROBÓ: COORDINACIÓN GENERAL DE FECHA DE SEPTIEMBRE 2001 UNIVERSIDADES ENTRADA TECNOLÓGICAS EN VIGOR: Revisión No.0 Fecha de revisión: Septiembre 2001 COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL AGROINDUSTRIAL ALIMENTARÍA Página 1 de 34 F-CADI-SA-MA-24-GA-A I. DIRECTORIO DR. REYES TAMES GUERRA SECRETARIO DE EDUCACIÓN PÚBLICA DR. JULIO RUBIO OCA SUBSECRETARIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA DR. ARTURO NAVA JAIMES COORDINADOR GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS RECONOCIMIENTOS ING. ALEJANDRO RIVAS MEZA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE LA SELVA ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN D.R. 2001 ESTA OBRA, SUS CARACTERÍSTICAS Y DERECHOS SON PROPIEDAD DE LA: COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS (CGUT) FRANCISCO PETRARCA No. 321, COL. CHAPULTEPEC MORALES, MÉXICO D.F. LOS DERECHOS DE PUBLICACIÓN PERTENECEN A LA CGUT. QUEDA PROHIBIDA SU PRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL POR CUALQUIER MEDIO, SIN AUTORIZACIÓN PREVIA Y POR ESCRITO DEL TITULAR DE LOS DERECHOS. ISBN (EN TRÁMITE) IMPRESO EN MÉXICO. 1 II. ÍNDICE CONTENIDO PAGINA I. DIRECTORIO Y RECONOCIMIENTOS 1 II. ÍNDICE 2 III. INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA 3 IV. UNIDADES TEMÁTICAS 4 V. VI. UNIDAD I CONCEPTOS GENERALES UNIDAD II ESTRUCTURA Y FUNCIONES Y TISULARES 5 CELULARES 12 UNIDAD III MORFOFISIOLOGIA VEGETAL 22 UNIDAD IV MORFOFISIOLOGIA ANIMAL 30 REFERENCIAS 34 2 III. INTRODUCCIÓN DE LA ASIGNATURA El objetivo de la asignatura es que el alumno se pueda conceptualizar con las características mas importantes que manifiesta todo ser vivo y que al mismo tiempo pueda conocer los niveles de organización que tienen los seres vivos además de las características biológicas que constituyen el funcionamiento de una célula, además de los conceptos Gen, Especie, Cromosomas, en general que al finalizar el cuatrimestre les sea familiar los conceptos de los procesos biológicos dentro de los procesos agroindustriales. 3 UNIDADES TEMÁTICAS 4 UNIDAD 1 CONCEPTOS GENERALES INTRODUCCIÓN: El propósito de esta primera unidad de biología es que los alumnos se puedan conceptuar con las características más importantes que manifiesta todo ser vivo, al mismo tiempo conocer los niveles de organización, que tienen los seres vivos, Así como las características biológicas de la célula, Gen, especie y cromosoma. La Unidad esta programada para ser impartida en 3 Horas (tres), estas divididas en 1 (una) hora teórica y 2 (dos) horas practicas. OBJETIVO DEL APRENDIZAJE 1.- Describir los niveles de organización de los seres vivos. 2.- Identificar las características de los seres vivos y funciones generales. 3.- Conocer las características biológicas de los seres vivos. 4.- Lograr la utilización de conceptos generales propios de la morfofisiología de los seres vivos. 5 DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES 1. Lograr el entendimiento de los conceptos de la materia: Biología y características de los seres vivos (metabolismo, crecimiento y desarrollo, reproducción, movimiento, diferenciación y adaptación). 2. Lograr el entendimiento de la constitución de una célula vegetal y animal. ACTIVIDAD: 1. 2. 3. Recolección de plantas y animales de la región y describir los rangos de PH, altitud, % HR, en el habitat de estos organismos. Elaboraran en maqueta una célula vegetal y animal demostrando sus partes que la constituyen. elaboración de un cuadro que incluya los siguientes conceptos: mencionando su función biológica: Célula, Gen, Herencia, Especie, Cromosoma, Mutación. 6 BIOLOGÍA LA CIENCIA DE NUESTRA VIDA El término Biología (del griego bio= vida; logos= estudio) significa literalmente "estudio de la vida" y engloba un amplio campo que, partiendo desde la pequeña escala de los mecanismos químicos moleculares de nuestra maquinaria celular, llega hasta la gran escala de los conceptos de ecosistemas y cambios climáticos globales. La Biología estudia (entre otras cosas.....) los detalles íntimos del cerebro, la composición de los genes y el funcionamiento del sistema reproducido. Recientemente se ha completado el mapeo del genoma de una planta y del genoma humano es decir, en este último caso, la secuenciación del mensaje de ADN que determina mucha de nuestras capacidades innatas y la predisposición a determinadas enfermedades o a ciertas formas de comportamiento . Es ya motivo de controversia la lógica postura que la totalidad de la información del genoma humano debería ser de dominio público. Sin lugar a dudas, los seres vivos u organismos como también se les conoce, son el objeto de estudio de la biología. Sin embargo, ni la biología ni otras ciencias o disciplinas han logrado establecer un Concepto Unificador que logre definir completamente a estos entes naturales. Más bien, en vez de entregar un concepto es más fácil lograr entender a los Seres vivos a través de sus características. Esto último ha llevado a plantear que todos los seres vivos deben cumplir con estas características y éstas son en definitiva las "señales" que separan a los objetos inertes de los organismos vivos. 7 TEMA 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS La vida es parte integral del universo. Como tal, buscar definiciones de la vida como fenómeno diferenciado es tan difícil (algunos dirían que inútil) como la búsqueda de la localización del alma humana. No hay una respuesta simple a la cuestión de "¿qué es la vida?" que no incluya algún límite arbitrario. Sin ese límite, o nada está vivo, o todo lo está. Metabolismo: Definición: Procesos físicos y químicos del cuerpo que están relacionados con las funciones corporales. Procesos de generación y uso de energía, tal como nutrición, digestión, absorción, eliminación, respiración, circulación y regulación de temperatura. Crecimiento y desarrollo: En algún momento de su ciclo de vida TODOS los organismos crecen, esto es aumentan de tamaño. Aún los organismos unicelulares crecen, las bacterias duplican su tamaño antes de dividirse nuevamente. Los organismos multicelulares pasan por un proceso más complicado: diferenciación y órgano génesis. En todos los casos, el crecimiento comprende la conversión de materiales adquiridos del medio en moléculas orgánicas específicas del cuerpo del organismo que las captó. 8 Reproducción: Reproducción y herencia. Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual (con recombinación de material genético). La variación, que Darwin y Wallace reconocieran como fuente de la evolución y adaptación, se incrementa en este tipo de reproducción. La mayor parte de los seres vivos usan un producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el soporte físico de la información que contienen. Algunos organismos, como los retrovirus (entre los cuales se cuenta el HIV), usan ARN (ácido ribonucleico) como soporte. ADN (ácidodesoxirribonucleico) Un ácido nucleico compuesto de dos cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor de un eje central formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la síntesis de ARN. Lugar donde esta "depositada" la información genética. Ácido nucleico que funciona como soporte físico de la herencia en el 99% de las especies. La molécula, bicatenaria, está formada por dos cadenas antiparalelas y complementarias entre sí. Su unidad básica, el nucleótido, consiste en una molécula del azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina. Fórmula ARN(ácido ribonucleico): Ácido nucleico formado por una cadena polinucleotídica. Su nucleótido, consiste en una molécula del azúcar ribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, uracilo, citosina y guanina. Movimiento: Todos los seres vivos son capaces de moverse. Este movimiento no debe confundirse con el desplazamiento: un objeto se desplaza cuando cambia su posición dentro de un marco referencial, en cambio un ser vivo se puede mover sin cambiar de ubicación. * Los vegetales se mueven por acción del viento o cuando orientan sus hojas en dirección a la luz. Diferenciación: La vida se construye con un conjunto de modelos muy pequeño con los que produce una enorme variación de formas. La diversidad celular se basa en un patrón sencillo constituido por un núcleo y un citoplasma. A partir de la fusión de dos células, los gametos, se produce un zigoto que forma un nuevo individuo por división ¿Cómo es posible que las células procedentes de un zigoto lleguen a especializarse de manera tan diversa? En el centro de todo el proceso de nacimientos, diferenciación y muerte celular se encuentra la división celular. daptación: Esta característica se refiere a la capacidad de todos los seres vivos de modificar su "conducta" frente a estímulos del medio interno y externo. Es decir, la adaptación es una consecuencia de la irritabilidad. *Cuando una planta detecta agua subterránea (irritabilidad) es capaz de dirigir el crecimiento de sus raíces en dirección a la fuente de agua (adaptación). 9 ACTIVIDAD INSTRUCCIONES: Recolectar plantas y animales de la región. Recolectar 5 (cinco) plantas y 5 (cinco) animales de la región registrar sus características y reuniones generales. Investigar los rangos de PH y altitud, % HR, en la cual estos seres vivos puede vivir. Elaborar un cuadro comparativo de las características y funciones de cada uno de los seres vivos recolectando y registrando 10 TEMA 2. CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS El entendimiento de estas características apoyaran al alumno a conocer el funcionamiento y constitución de la célula, Gen, Herencia, Especie, Cromosoma, Mutación. Actividad: El Alumno Dibujara una célula vegetal y animal indicar cada una de sus partes. El Docente Definirá y Explicara el concepto de especie: CONCEPTOS DEFINICIÓN FUNCIÓN BIOLÓGICA 11 UNIDAD II ESTRUCTURA Y FUNCIONES CELULARES Y TISULARES INTRODUCCIÓN En esta unidad se presentarán las funciones celulares, estas como respiración fotosíntesis y reproducción, así como, los diferentes tejidos animales y vegetales, así como sus funciones biológicas, también en esta unidad se revisará todos los comportamientos que constituyen una célula. OBJETIVOS DEL APRENDIZAJE 1. Que el alumno conozca las diferentes funciones metabólicas de una célula. 2. Que el alumno pueda diferenciar los grupos de tejidos en animales y vegetales. 3. Conocer las diferencias y similitudes entre las estructuras celulares de vegetales y animales. 12 CÉLULA La célula es una unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas están formados por muchos millones de células organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propias de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen. 13 TEMA 1. FUNCIONES CELULARES Instrucción: Definir los siguientes conceptos, citando ejemplos de plantas y animales. Metabolismo: Respiración: Reproducción: FOTOSÍNTESIS: La fotosíntesis es uno de los procesos metabólicos de los que se valen las células para obtener energía. Es un proceso complejo, mediante el cual los seres vivos poseedores de clorofila y otros pigmentos, captan energía luminosa procedente del sol y la transforman en energía química (ATP) y en compuestos reductores (NADPH), y con ellos transforman el agua y el CO2 en compuestos orgánicos reducidos (glucosa y otros), liberando oxígeno: CO2 + H2O + LUZ GLUCOSA + O2 La energía captada en la fotosíntesis y el poder reductor adquirido en el proceso, hacen posible la reducción y la asimilación de los bioelementos necesarios, como nitrógeno y azufre, además de carbono, para formar materia viva. La radiación luminosa llega a la tierra en forma de "pequeños paquetes", conocidos como cuantos o fotones. Los seres fotosintéticos captan la luz mediante diversos pigmentos fotosensibles, entre los que destacan por su abundancia las clorofilas y carotenos. Al absorber los pigmentos la luz, electrones de sus moléculas adquieren niveles energéticos superiores, cuando vuelven a su nivel inicial liberan la energía que sirve para activar una reacción química: una molécula de pigmento se oxida al perder un electrón que es recogido por otra sustancia, que se reduce. Así la clorofila puede transformar la energía luminosa en energía química.. En la fotosíntesis se diferencian dos etapas, con dos tipos de reacciones: 1. Fase luminosa: en tilacoide en ella se producen transferencias de electrones. 2. Fase oscura: en el estroma. En ella se realiza la fijación de carbono 14 TEMA 2. CLASIFICACIÓN DE LOS TEJIDOS VEGETALES Introducción: Describir los tejidos vegetales, permanente, fundamental protector, conductor. Actividad: Laboratorio analizar en laboratorio los tejidos del chile, zanahoria y cebolla. 15 TEMA 3. CLASIFICACIÓN DE LOS TEJIDOS ANIMALES Los animales están constituidos por diferentes tejidos: el epitelial, el glandular, el muscular, el óseo, el sanguíneo y el nervioso, y éstos por células que realizan una función especializada. Epitelial: Características generales de los tejidos epiteliales En los tejidos epiteliales, las células están estrechamente unidas entre sí formando láminas. La matriz extracelular es escasa y se ubica por debajo de las de células epiteliales (Figura 1). Ella forma una delgada capa llamada lámina basal. Figura 2 Figura 1 Las células soportan las tensiones mecánicas, por medio de resistentes filamentos proteicos que se entrecruzan, en el citoplasma de cada célula epitelial, formando el citoesqueleto. Para transmitir la tensión mecánica de una célula a las siguientes, estos filamentos están unidos a proteínas transmembrana ubicadas en sitios especializados de la membrana celular. Estas proteínas se asocian, en el espacio intercelular, ya sea con proteínas similares de la membrana de las células adyacentes, o con proteínas propias de la lámina basal subyacente (Figura 2) Definición y funciones de los tejidos conjuntivos Los animales están constituidos por diferentes tejidos: el epitelial, el glandular, el muscular, el óseo, el sanguíneo y el nervioso, y éstos por células que realizan una función especializada. Los tejidos conjuntivos , constituyen una familia de tejidos que se caracterizan porque sus células están inmersas en un abundante material intercelular, llamado la matriz extracelular. Existen 2 variedades de células conjuntivas: células estables, las que se originan en el mismo tejido y que sintetizan los diversos componentes de la matriz extracelular que las rodea población de células migratorias, originadas en otros territorios del organismo, las que llegan a habitar transitoriamente el tejido conjuntivo. 16 La matriz extracelular es una red organizada, formada por el ensamblaje de una variedad de polisacáridos y de proteínas secretadas por las células estables, que determina las propiedades físicas de cada una de las variedades de tejido conjuntivo (Fig. 1) Existen varios tipos de tejidos conjuntivos. localizados en diversos sitios del organismo, adaptados a funciones específicas tales como: mantener unidos entre sí a los otros tejidos del individuo, formando estroma de diversos órganos (Fig. 2): TEJIDOS CONJUNTIVOS LAXOS. contener a las células que participan en los procesos de defensa ante agente extraños: constituyendo el sitio donde se inicia la reacción inflamatoria (Fig. 3):TEJIDOS CONJUNTIVOS LAXOS. 17 constituir un medio tisular adecuado para alojar células en proceso de proliferación y diferenciación para formar los elementos figurados de la sangre correspondientes a glóbulos rojos y plaquetas, y a los distintos tipos de glóbulos blancos, los que migran luego a los tejidos conjuntivos, para realizar en ellos sus funciones específicas ya sea como células cebadas, macrófagos, células plasmáticas, linfocitos y granulositos (Fig. 4): TEJIDOS CONJUNTIVOS RETICULARES. almacenar grasas, para su uso posterior como fuente de energía, ya sea por ellos mismos o para otros tejidos del organismo (Fig. 5) TEJIDOS ADIPOSOS. formar láminas con una gran resistencia a la tracción, tal como ocurre en la dermis de la piel, y en los tendones y ligamentos (Fig. 6): TEJIDOS CONJUNTIVOS FIBROSOS DENSOS. formar placas o láminas relativamente sólidas, caracterizadas por una gran resistencia a la compresión (Fig. 7): TEJIDOS CARTILAGINOSOS. 18 formar el principal tejido de soporte del organismo, caracterizado por su gran resistencia tanto a la tracción como a la compresión (Fig. 8): TEJIDOS ÓSEOS. muscular: Este tejido, de origen mesenquimático, está constituido por (Figs.1 y 2): células musculares (fibras musculares), capaces de generar movimientos al contraerse bajo estímulos adecuados y luego relajarse FIG. 2 FIG. 1 tejido conjuntivo estrechamente asociado a las células musculares. Este actúa como sistema de amarre y acopla la tracción de las células musculares para que puedan actuar en conjunto. Además, conduce los vasos sanguíneos y la inervación propia de las fibras musculares (Fig 3 y 4) FIG. 3 FIG. 4 19 NERVIOSO: DEFINICIÓN El tejido nervioso esta compuesto de células llamadas neuronas, especializadas en conducir impulsos nerviosos electroquímicos. Una neurona posee una parte dilatada, el cuerpo celular, dentro del cual entramos el núcleo y dos fibras nerviosas delgadas , parecidas a pelos que se extienden a partir de dicho cuerpo celular, las fibras nerviosas están formadas por citoplasma y cubiertas por membrana plasmática, varían de ancho desde unos cuantas micras y de longitud desde un milímetro o bien hasta mas de un metro. Este existe en el hombre, que van desde la medula espinal hasta el extremo del brazo o la pierna, con mas de un metro de longitud. Sanguíneo: Tejido sanguíneo. Tejido sanguíneo. Se encarga de regular la temperatura y transportar oxígeno, bióxido de carbono y nutrimentos en los animales. El tejido sanguíneo. Está constituido por la sangre y ésta, a su vez, por el plasma, los eritrocitos o glóbulos rojos; leucocitos o glóbulos blancos y trombocitos o plaquetas. Tejido nervioso. Participa en la integración y coordinación de todas las funciones que realiza el organismo. El tejido nervioso esta constituido por dos tipos principales de células: las neuronas, formadas por un cuerpo glandular, dendritas y axón y, las neuroglicas, que protegen y sostienen al sistema nervioso. Actividad del alumno: Elaborar un cuadro comparativo de los tejidos animales de producción pecuaria. 20 TEMA 4. LA CÉLULA Y SUS COMPARTIMENTOS Actividad practica del alumno: Definirá cada uno de los compartimentos celulares y elaborar una maqueta de una célula animal y vegetal. Definir y establecer la función biológica de la membrana: Núcleo: Citoplasma: Cloroplasto: Lisosoma: Peroxisomas: Centríolos: Actividad: Elaborar un cuadro para poder identificar las diferencias y similitudes entre un organismo unicelular y otro pluricelular. 21 UNIDAD III MORFOFISIOLOGÍA VEGETAL INTRODUCCIÓN: El propósito de estudiar a los vegetales es que el alumno pueda conocer de manera general los grupos que se encuentran dentro del reino vegetal y las características propias de las ANGIOSPERMAS y GIMNOSPERMAS además de poder identificar las diferentes partes de una planta. En esta unidad se tiene programada para ser impartida en 3 horas teóricas y 6 horas practicas. OBJETIVO DEL APRENDIZAJE Conocer los grupos que constituyen al reino Vegetal. Lograr que el alumno pueda diferenciar las características existentes entre los dos grandes grupos de vegetales en este reino. Lograr que el alumno conozca e identifique las principales partes que constituyen a una planta y conocer también el funcionamiento de cada una de ellas. 22 ACTIVIDAD: 1. Realizar un cuadro señalando las principales partes que constituyen a la planta, sus características y funciones principales durante su desarrollo vegetativo. 2. Realizar la recolección de plantas de la región y anotar sus características particulares de cada una de ellas. 23 TEMA 1. CLASIFICACIÓN VEGETAL EXISTEN DOS GRANDES GRUPOS EN EL REINO VEGETAL Y SON: Fanerógamas y las Criptógamas Las fanerógamas Son plantas cormofitas, con tejidos y órganos perfectamente diferenciados. Es el grupo de vegetales más numeroso, con más de 200.000 especies. Se las conoce también como espermafitas o espermatofitas y se reproducen por semillas con órganos sexuales visibles. Se dividen en Gimnospermas y Angiospermas. Gimnospermas Pertenecen a las plantas cormofitas, es decir, con tejidos y órganos perfectamente diferenciados. Son plantas que tienen las semillas al descubierto, con flores formadas por hojitas escamosas generalmente en forma de piña. Son perennes y tienen una gran importancia económica. Hay unas 700 especies de Gimnospermas y abundaron en determinados períodos geológicos, especialmente en el carbonífero. Sus géneros principales son las cicadales, ginkgoales, gnetales y coniferas. Las cicadales Son las gimnospermas más antiguas que se conocen, muy abundantes en la era Mesozoica. Suelen tener aspecto de helechos y de palmera, y las más conocidas son: la zamia, la cica y la Palma de Sagú. Llevan en el centro un rosetón de hojas con unos cogollos de inflorescencias femeninas y una especie de piñas, como inflorescencias masculinas. Las gnetales Se diferencian de las demás gimnospermas por la presencia de flores de 2 a 4 hojas. La fecundación se produce mediante un tubo polínico y el tallo tiene unos vasos conductores. 24 Son las gimnospermas más evolucionadas. Existen tres especies: Ephedra, Gnetum y Welwitschia. Esta última sólo crece en los desiertos del sudeste africano. Tienen solamente dos hojas que quedan hechas jirones por los vientos. El tallo es macizo y poseen unos conos con pequeñas flores. Las ginkgoales Solamente existe una única especie, muy común hace unos 150 millones de años. El ginkgo, árbol originario de extremo Oriente es muy vistoso con las hojas en forma de abanico que en otoño se vuelven amarillas. Las flores masculinas y femeninas crecen en árboles diferentes y tienen las semillas en óvulos formados en el extremo de unos pedúnculos. Las coníferas Son las gimnospermas más importantes, con más de 500 especies. Sus semillas están reunidas en conos o piñas que las protegen y pueden ser masculinas (en el extremo de los tallos) o femeninas (en la parte inferior). Sus hojas son, generalmente, en forma de aguja. Las coníferas son árboles madereros de gran importancia que llegan a alcanzar considerable altura. Algunas especies típicas: Abeto, Ciprés, Pino, Tejo, Sequoia. CIPRÉS PINO 25 Angiospermas Son las plantas fanerógamas más evolucionadas y extendidas de todos los vegetales y las más numerosas en especie (más de 200.000). Estas plantas tienen flores que producen semillas encerradas y protegidas por la pared del ovario (carpelos) que, posteriormente, se convierte en fruto. Las angiospermas pueden ser plantas herbáceas, arbustivas o arbóreas. Representan el bloque más importante del alimento humano y de muchos animales. La reproducción en las angiospermas. En estas plantas el aparato reproductor o gametofito está constituido por la flor, que puede contener a la vez las estructuras femeninas (carpelo o pistilo) y masculina (estambre), o bien pueden estar en plantas o flores diferentes. El polen o gameto masculino debe ser trasladado al pistilo (polinización) donde se desarrolla un tubo polínico que fecunda al óvulo y éste se transforma en semilla. Por sus semillas se clasifican en: Dicotiledóneas y Monocotiledóneas. dicotiledóneas Son una clase de plantas Angiospermas, cuya semilla está provista de dos cotiledones situados a ambos lados del embrión, y excepcionalmente de uno, por atrofia del segundo. La presencia de los dos cotiledones se puede observar seccionando la semilla. La raíz principal generalmente es resistente y dura toda la vida de la planta. El tallo posee vasos que se disponen en círculos. Entre los vasos leñosos y los liberianos existe un tejido llamado cambium, cuya proliferación permite a la planta el crecimiento en espesor. Las dicotiledóneas son las plantas más abundantes con unas 200.000 especies. monocotiledóneas Son plantas angiospermas, es decir con flor completa y visible, que poseen una sola hoja embrionaria o cotiledón en sus semillas. La raíz es del tipo fasciculado y de corta duración. El tallo no suele ser ramificado, no tiene cambium vascular de crecimiento en grosor, pero algunas especies carecen en espesor por otros medios. En las plantas herbáceas, el tallo es hueco. 26 Las hojas suelen ser envainadoras de tallo y paralelinervias, o sea, con nervaduras paralelas. La flor de las monocotiledóneas suelen ser casi siempre con tres elementos florales o múltiplo de tres. Existen más de 50.000 especies de monocotiledóneas. Clasificación actual de los grupos del reino Vegetal, su descripción y características generales. 27 TEMA 2. PLANTAS VASCULARES OBJETIVOS DEL APRENDIZAJE Lograr que el alumno elabore un cuadro comparativo para ver la diferencia entre este grupo. Características de ANGIOSPERMAS: CONÍFERAS Características de GIMNOSPERMAS: MONOCOTILEDÓNEAS: DICOTILEDÓNEAS: 28 TEMA 3. ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA VEGETAL Lograr que el alumno identifique la utilización de hormonas para el crecimiento de los vegetales e investigando los siguientes conceptos. - HORMONAS: - AUXINAS: - GIBERALINAS: - FOTOTROPISMO : - FOTOPERÍODO: Conocer ampliamente las partes que conforman a una planta, su descripción y presentación. RAÍZ, TALLO, HOJA, FLOR Y FRUTO. 29 UNIDAD IV MORFOFISIOLOGÍA ANIMAL INTRODUCCIÓN: El objetivo que se busca en esta unidad es el que el alumno conozca de manera general los grupos que se encuentran dentro del reino animal y las características de las estructuras anatómicas que constituyen a los organismos del grupo de los animales superiores. OBJETIVOS DEL APRENDIZAJE 1. Lograr el entendimiento de los diferentes grupos inmersos en el reino animal. 2. Conocer la anatomía de algunos animales superiores. ACTIVIDAD: 1. El docente ara la descripción del sistema circulatorio, nervioso y de reproducción en los animales superiores. 2. El alumno investigara sobre la estructura del aparato digestivo en los animales. 30 TEMA 1. CLASIFICACIÓN ANIMAL Animal, cualquier miembro del reino Animal. Este reino comprende todos los organismos multicelulares que obtienen energía mediante la digestión de alimentos, y contienen células que se organizan en tejidos. A diferencia de las plantas, que producen nutrientes a partir de sustancias inorgánicas mediante fotosíntesis, o de los hongos, que absorben la materia orgánica en la que habitualmente se hallan inmersos, los animales consiguen su comida de forma activa y la digieren en su medio interno. Asociadas a este modo de nutrición existen otras muchas características que distinguen a la mayoría de los animales de otras formas de vida. Los tejidos especializados les permiten desplazarse en busca de alimento o, si permanecen fijos en un lugar determinado casi toda su vida (animales sésiles), atraerlo hacia sí. La mayoría de los animales han desarrollado un sistema nervioso muy evolucionado y unos órganos sensoriales complejos que, junto con los movimientos especializados, les permiten controlar el medio y responder con rapidez y flexibilidad a estímulos cambiantes. Al contrario que las plantas, casi todas las especies animales tienen un crecimiento limitado, y al llegar a la edad adulta alcanzan una forma y tamaño característicos bien definidos. La reproducción es predominantemente sexual, y en ella el embrión atraviesa una fase de blástula (Ver Embriología). Al principio, debido a las grandes diferencias que existen entre plantas y animales, se estableció una división de todos los seres vivos en dos reinos, Vegetal y Animal. Cuando más tarde se investigó el mundo de los microorganismos se observó que algunos eran claramente del tipo vegetal, con células con pared celular y cloroplastos para realizar la fotosíntesis, mientras que otros se parecían a los animales porque se desplazaban (mediante flagelos o pseudópodos) y digerían alimentos. Este último tipo, los protozoos, se clasificó como un subreino del reino Animal. Sin embargo, surgieron dificultades ante muchas formas que presentaban características mixtas, y con grupos en los cuales algunos organismos eran similares a las plantas pero estaban emparentados con animales del tipo de flagelados. Finalmente, se propuso un modelo de clasificación con varios reinos en el que la definición de vegetal y animal era más restringida. Lo que se entiende por animal depende, pues, del modelo que se adopte. Esta enciclopedia utiliza el sistema de clasificación en cincos reinos en el que los animales se reducen a aquellos organismos con tejidos diferenciados, y los grupos de protozoos se asignan al reino Protistas. Sin embargo, la separación de los protozoos de los animales superiores no es totalmente satisfactoria debido a que los sistemas de clasificación suelen reflejar las relaciones evolutivas, y se cree que los organismos multicelulares descienden en más de una ocasión de los protozoos. Además, algunos de estos últimos forman colonias difíciles de distinguir de animales multicelulares simples. El problema que existe para establecer los límites del reino Animal es reflejo de la propia naturaleza, donde las fronteras son difusas y la evolución deja grupos intermedios en su avance hacia los grupos principales. 31 2 Orígenes y relaciones Imprimir sección Como se indica, es evidente que los animales multicelulares (metazoos) proceden de formas unicelulares de tipo animal (protozoos). La relación exacta no está clara debido a la escasez de fósiles disponibles y a la extinción de formas intermedias, aunque es posible que existan varias líneas evolutivas. Por ejemplo, ciertos flagelados de tipo animal forman colonias y es probable que puedan haber evolucionado hacia organismos más diferenciados. Además, los estadios embrionarios de algunos animales muestran una secuencia de cambios que proporcionan un modelo evolutivo razonable: un estadio unicelular, seguido de un estadio del tipo de colonia indiferenciada, una esfera de células hueca (blástula), y después un tubo (estadio de gástrula). Otras teorías sugieren la existencia de formas intermedias distintas, como un protozoo con varios núcleos celulares. Desde sus inciertos orígenes, el reino Animal se ha diversificado en varios linajes o ramas, que a su vez se han subdividido en filos, clases y grupos menores. Desde hace tiempo, se rechaza el antiguo concepto de que grupos de organismos han progresado desde formas inferiores a otras superiores, en lo que se denomina cadena vital. El curso de la evolución es más comparable a un árbol o a un arbusto con muchas ramas que sufre una diversificación adaptativa (véase Adaptación), con un cierto grado de evolución progresiva en todo el reino. Por tanto, aunque los insectos, cefalópodos y vertebrados siguieron diferentes líneas evolutivas, todos se pueden describir como animales superiores. Ya en las rocas más antiguas del cámbrico aparece una extensa variedad de fósiles que representan a los grupos principales de animales (filos), por lo que probablemente, gran parte de la diversificación del reino se produjo antes del cámbrico, hace más de 570 millones de años. Debido a que el filo se originó en épocas remotas y hay pocos fósiles, los parentescos se deducen según características perdurables, tales como la embriología, y con frecuencia son hipotéticas. Por lo general, las evidencias de que disponemos para establecer las subdivisiones dentro de cada filo son más precisas, ya que muchas de ellas tienen un origen más reciente. 3 Estructura anatómica Los diversos tipos de animales tienen estructuras anatómicas que se pueden interpretar tanto histórica como funcionalmente. Además, la anatomía comparada permite a los científicos clasificar a los animales en grupos principales, y establecer y explicar su evolución. 32 TEMA 2. ANATOMÍA COMPARADA DE ANIMALES SUPERIORES 3.1 Intestino Una parte básica del cuerpo es el intestino, cuya aparición en la evolución de los metazoos debió ser temprana. Los animales más simples, las esponjas, tienen cavidades internas que intervienen en la alimentación, pero los orificios de apertura no son comparables a una boca o a un ano. Tienen además tejidos, aunque carecen de órganos reales o nervios y de simetría bilateral. La medusa más compleja y sus parientes, animales más activos que generalmente se alimentan utilizando sus tentáculos, tienen un intestino con boca pero sin ano. El sistema nervioso está presente, aunque sin cerebro o cabeza. El cuerpo de la medusa tampoco tiene simetría bilateral, es decir, no hay un lado izquierdo o derecho, como ocurre en el cuerpo de los animales más evolucionados, incluyendo a los seres humanos. A pesar de ello, presentan una simetría radial, o simetría alrededor de un eje central. 3.2 Simetría La simetría proporciona una base para dividir de nuevo a la mayoría de los animales en dos grupos: radiados y bilaterales. Los tejidos de los primeros sólo tienen dos capas principales, mientras que en los animales bilaterales existen tres. Este cambio se produjo con la aparición de una capa intermedia (mesodermo) entre la externa (ectodermo) y la interna (endodermo). Durante el desarrollo embrionario de los animales, el ectodermo se diferencia en la piel y el sistema nervioso, el endodermo en el revestimiento intestinal y algunos de sus derivados, y el mesodermo en el resto de las estructuras, como los músculos. La simetría bilateral es también un rasgo de evolución ligado a un aumento de la capacidad de locomoción activa, aunque con frecuencia dicha movilidad se pierde en líneas evolutivas posteriores. El movimiento en una dirección está facilitado por el desarrollo de una cabeza, que contiene el cerebro y los órganos de los sentidos en la parte delantera. 33 REFERENCIAS: BIBLIOGRAFIA: Biología General. 2ª Edición en Español. Lamotte, M. Alhambra, S. A. México , 1981. Biología Moderna: La Celula, Bioquímica, Genetica, Biología General. Ondarza, V. y Raul, N. 9ª Edición en Español. Edit. Trillas, S.A. México, 1991. Curso de Practicas de Biología General. Salomón, F. Blume, S.A. España, 1979. Introducción a la Botánica. 2ª Edición en español. Cronquist, A. Continental, S.A. México, 1982. Manual de Laboratorio de Biología General. Falco, P. y Esperanza, V. Colombia, 1971. 34