Biologia I (Plantel 17).

Guía de estudio para presentar
exámenes de Recuperación y
Acreditación Especial
Julio de 2005
Biología I
ii
Biología I
ÍNDICE
PRESENTACIÓN
PRÓLOGO
Pág.
v
vii
UNIDAD I CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
1.1 Introducción a la Biología ………………..……….………………………………...
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ………………………………………………………...……
3
8
12
1.2 Niveles de organización …………………………………..…………………….…
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………...
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
13
19
22
1.3 Características distintivas de los seres vivos …………………………………..
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
23
26
27
1.4 Composición química de los seres vivos …………………………………………
EJERCICIOS ……………………………………...………………………………………....
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
28
43
46
1.5 Teorías sobre el origen de la vida …………………………………………………..
EJERCICIOS ……………………………………...………………………………………....
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
47
57
61
AUTOEVALUACIÓN ……………………………………………………………………….
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………...
62
71
UNIDAD II BIOLOGÍA CELULAR
2.1 La célula ……………………………..……….……………………………..…………..
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
75
80
83
2.2 Estructura y función celular .……………………………………………………....
EJERCICIOS …………………………………………………………………………………
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………..
84
93
96
2.3 Metabolismo celular ………………………………………………………………….
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
97
107
113
AUTOEVALUACIÓN ………………………………………………………………………..
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………....
114
118
iii
Biología I
Pág.
UNIDAD III DIVERSIDAD BIOLÓGICA
3.1 Introducción a la diversidad biológica ...…………………………………………
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
121
127
129
3.2 Virus ………………………….………………………………………………………….
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
130
136
138
3.3 Bacteria y Archea …………….……………………………………………………..
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
139
147
149
3.4 Composición química de los seres vivos ….……………………………………..
EJERCICIOS ………………………………………………………………………………….
TABLA DE COMPROBACIÓN ……………………………………………………………...
150
164
170
AUTOEVALUACIÓN ………………………………………………………………………..
CLAVE DE RESPUESTAS ………………………………………………………………….
171
175
BIBLIOGRAFÍA ………………………………………………………………………………
177
SUGERENCIAS PARA PRESENTAR EXÁMENES DE RECUPERACIÓN O
ACREDITACIÓN ESPECIAL ……………………………………………………………….
178
iv
Biología I
PRESENTACIÓN
Permítenos felicitarte cordialmente por estar leyendo esta guía, ya que es una muestra de tu interés y
decisión de explorar y utilizar los materiales que te ofrece el Colegio de Bachilleres para prepararte
adecuadamente antes de presentar un examen de Recuperación o Acreditación Especial.
Esta guía que constituye un trabajo realizado por profesores del Colegio de Bachilleres, del plantel 17
“Huayamilpas-Pedregal”, que con base en su experiencia docente y en el conocimiento del programa de
estudios de la Reforma Curricular 2003, se fijaron el propósito de colaborar contigo en varias formas:




Especificando los temas y aprendizajes sobre los que serás evaluado en un examen
extraordinario.
Elaborando síntesis de cada tema para apoyarte en tu estudio.
Elaborando preguntas, similares a las que encontrarás en los exámenes extraordinarios, para
que también te ejercites en la solución de estos tipos de reactivos y te autoevalúes.
Planteando sugerencias y recomendaciones para apoyar tu preparación adecuada para el
examen.
¿Qué ventajas obtendrás al resolver la Guía?
1. Tendrás un material de estudio sencillo y concreto que te permitirá prepararte adecuadamente en
un lapso corto de tiempo.
2. Estudiarás todos los temas del programa de asignatura, en los que serás evaluado.
3. Podrás autoevaluarte para saber si estas preparado para presentar con éxito tu examen de
Recuperación o Acreditación Especial, o saber qué temas deberás estudiar con mayor ahínco.
¿Cómo estudiar para tener éxito?
Recuerda que una buena preparación es fundamental para lograr aprobar tus materias, por lo cual te
recomendamos:





Leer con cuidado cada uno de los resúmenes de tema y contestes las preguntas que vienen a
continuación.
Revisar tus respuestas y si te equivocaste realizar las actividades que se sugieren en las tablas
de comprobación.
Al término de cada unidad contestar las preguntas de autoevaluación en el tiempo que se indica
en cada bloque. Ten en cuenta que para contestar el examen de Recuperación o Acreditación
Especial tendrás dos horas y por ello también debes ejercitarte en resolver los ejercicios bien y
rápido.
Si al concluir la autoevaluación te equivocaste, vuelve a repasar la guía o pregúntale a tus
profesores o al jefe de materia de tu plantel.
Para contestar toda la guía dedícate a estudiar al menos dos horas diarias durante 15 días, así
estarás bien preparado para presentar con éxito tu examen.
v
Biología I
vi
Biología I
PRÓLOGO
En el Programa Nacional de Educación 2001-2003, elevar la calidad de la educación que se ofrece, así
como incorporar conocimientos básicos para la sociedad del conocimiento, se han destacado como
objetivos que orientan a la educación del siglo XXI. Es por ello que el Colegio de Bachilleres, junto con
otras instituciones de educación media superior, inició la operación, en un plantel guía, de nuevos
programas de estudio.
En el semestre 03-B se operaron por primera vez, en el plantel 17 “Huayamilpas Pedregal”, los programas
de primer semestre de la Reforma Curricular, y sus profesores elaboraron materiales didácticos para
apoyar los diferentes momentos del proceso de enseñanza–aprendizaje.
Entre los materiales elaborados se encuentran las guías de estudio, las cuales tienen el propósito de
apoyar a los estudiantes que presentarán exámenes de Recuperación o Acreditación Especial de las
asignaturas de la Reforma Curricular 2003, con objeto de favorecer el éxito en los mismos.
En este contexto, la Guía de estudio para presentar exámenes de Recuperación o Acreditación Especial
de BIOLOGÍA I se ha elaborado pensando en los estudiantes que por diversas causas reprobaron la
asignatura en el curso normal y pueden acreditarla a través de exámenes en periodos extraordinarios.
Esta guía se caracteriza por abordar, de manera sintética, los principales temas señalados en el programa
de estudios, para que el alumno defina a la materia a partir de sus propiedades y explique sus cambios, y
que proporcione elementos de autoevaluación y sugerencias en caso de que sea necesario mayor
información para comprender los temas
La guía se organiza por unidades igual que el programa de estudios y en cada una de ellas encontrarás un
resumen de los temas y aprendizajes que se te van a evaluar, una serie de preguntas y ejercicios por
tema, la tabla de respuestas a estos ejercicios, así como, al término de cada unidad, nuevos ejercicios
para que te autoevalúes.
Así, en la primera unidad denominada CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS, se da una
introducción a la Biología; se estudian los niveles de organización y el método científico aplicado a la
Biología se explican también las características distintivas de los seres vivos, así como su composición
química y por último se revisan las teorías sobre el origen de la vida.
En la segunda unidad, BIOLOGÍA CELULAR, se estudia la estructura, la función, el metabolismo y la
evolución de las células (procarionte y eucarionte).
La tercera y última unidad llamada DIVERSIDAD BIOLÓGICA, define a la biodiversidad y se comparan
las propuestas de clasificasión de Whittaker y Woese; se estudian las características generales de virus,
bacterias, archaeas y eukarya, y para finalizar se presenta información elemental sobre el desarrollo
sustentable.
Por último se proporciona una bibliografía básica para consultar en fuentes originales los temas
desarrollados en la guía.
vii
Biología I
viii
UNIDAD 1
CARACTERÍSTICAS DE LOS
SERES VIVOS
Biología I
Unidad 1
10
Biología I
Unidad 1
1.1 INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA
APRENDIZAJES




Reconocer a la Biología como ciencia.
Identificar el campo de estudio de la Biología.
Reconocer la relación con otras disciplinas.
Reconocer la relación de la Biología con el desarrollo
tecnológico y social.
La ciencia se considera como el conjunto sistematizado de conocimientos de alguna rama del saber; los
conocimientos científicos se logran mediante la investigación y deben ser racionales, objetivos, exactos y
verificables. Las explicaciones proporcionadas por las ciencias son objetivas porque expresan, mediante
las ideas, los diferentes tipos de procesos; y con veracidad describen los hechos y son punto de partida
para explicaciones de nuevos hechos. Son racionales porque surgen de investigaciones acerca del tema
seleccionado en las que se aplica la lógica deductiva para establecer las relaciones entre hechos y datos;
asimismo surgen de comparaciones experimentales (cuando es posible) y se constituyen como
conocimientos objetivos. Este tipo de conocimientos son verificables o repetibles, lo que les confiere un
carácter universal.
De igual manera los conocimientos permiten al ser humano entender y transformar su realidad, así como
resolver problemas sociales.
Los hechos científicos sólo se pueden determinar sobre la base de la observación cuidadosa de los
fenómenos actuales y la construcción de los conocimientos anteriores y la modificación de las ideas en vez
de su rotundo rechazo son la norma de la ciencia.
La Biología, como otras ciencias, además de investigar utiliza la experimentación, pone a prueba y ensaya
diferentes condiciones de algunos fenómenos o problemas a fin de descubrir hechos y procesos hasta ese
momento desconocidos; de esa manera se construye su cuerpo de conocimientos. La Biología como
ciencia forma parte de la actividad humana relacionada con el desarrollo cultural de la sociedad en su
contexto espacio temporal.
11
Biología I
Unidad 1
Asimismo la Biología busca descubrir hechos nuevos sobre la naturaleza. En la medida en que más
especies biológicas sean descubiertas y estudiadas, los cambios en el cuerpo de conocimientos se hacen
inevitables, por lo que la generación de conocimientos científicos es continua.
Así, la Biología pertenece al grupo de ciencias experimentales, lo mismo que la Física, la Química y otras
más; estas ciencias se caracterizan porque además de investigar, experimentan algunas de las
condiciones de ciertos acontecimientos o problemas con la finalidad de descubrir hechos y procesos
desconocidos.
La palabra Biología se deriva de dos vocablos griegos bios, que significa vida, y logos, estudio o tratado,
por lo tanto la Biología es la ciencia de la vida, estudia a los seres vivos y todo lo que con ellos se
relaciona. Los organismos son el principal objeto de estudio de la Biología; su campo de estudio es muy
extenso y debido al constante avance de la ciencia y la tecnología sus fronteras se amplían cada vez más.
El enfoque morfológico fisiológico tradicional de los estudios biológicos se ha ampliado con el enfoque
químico molecular, a partir del nacimiento de la Biología Molecular, abordando estudios sobre el origen de
los seres vivos, la evolución, el análisis estructural, y el funcional que les son comunes; su capacidad de
adaptación a las diferentes condiciones climáticas del planeta, principios que regulan la transmisión de los
caracteres hereditarios a través de su reproducción y la manera cómo se relacionan entre si y con el
ambiente donde se desarrollan,* el aprovechamiento y conservación de los recursos naturales,* así como
el deterioro del ambiente por la contaminación; y también estudia las características químico-moleculares
de la materia viva por lo que se han aclarado algunas interrogantes como el origen de la vida o el
conocimiento a nivel molecular de la genética, estrechamente ligada con la evolución biológica, con las
relaciones de parentesco evolutivo, con la taxonomía y los avances de ingeniería genética, lo que ha
permitido el desarrollo de la biotecnología, la creación de organismos transgénicos y la obtención de
clones.
Los conocimientos generados por la Biología a través de los años de su desarrollo son abundantes, por lo
que ha sido necesario dividir los conocimientos de esta ciencia dando lugar a diferentes ramas o divisiones
que a continuación se señalan con su campo de estudio.

Propios de la Ecología.
12
Biología I
Unidad 1
Disciplinas biológicas
Campo de estudio
1.
Micología
1.
Lo relacionado con los hongos.
2.
Anatomía
2.
Órganos, aparatos y sistemas de los organismos.
3.
Embriología
3.
Formación y desarrollo de los embriones hasta su nacimiento.
4.
Zoología
4.
Todo tipo de animales.
5.
Bacteriología
5.
Lo relacionado con las bacterias.
6.
Ecología
6.
Las relaciones de los organismos con el ambiente.
7.
Ingeniería genética
7.
Organismos y productos genéticamente modificados.
8.
Evolución
8.
Origen y cambios de las especies a través del tiempo.
9.
Paleontología
9.
Los fósiles.
10.
Ficología
10. Las algas.
11.
Genética
11. Herencia y sus variaciones.
12.
Protozoología
12. Lo relativo a los protozoarios.
13.
Taxonomía
13. Clasificación de los organismos.
14.
Fisiología
14. Funciones de los seres vivos.
15.
Etología
15. Comportamiento de los organismos.
Gama, M. A. Biología. Pearson Prentice Hall.2004. pág. 20.
Además de las diferentes divisiones de la Biología, la ciencia de la vida se interrelaciona con otras
disciplinas científicas en la realización de estudios más integrales dentro de su respectivo campo, tal como
se muestra en el siguiente esquema.
Gama, M.A. Biología 1. Pearson Prentice Hall. 2004. Pág. 20.
13
Biología I
Unidad 1
El avance que actualmente tiene la ciencia en el área biológica como la ingeniería genética, la bioquímica
y la biología celular, ha abierto un número inimaginable de oportunidades en muchas actividades como la
investigación biológica de enfermedades, en la agricultura y la ganadería, dando lugar a la biotecnología,
concebida ésta como cualquier tecnología que utiliza seres vivos o alguna de sus partes para hacer,
modificar, mejorar y desarrollar organismos para diferentes usos o propósitos.
La biotecnología ha transformado significativamente los procesos de estudio e investigación, así como
muchas de las actividades del hombre. Cabe señalar que en México ya existen ciertas empresas que
elaboran diferentes productos comerciales obtenidos a partir de la biotecnología, como sucede en la
fabricación de distintos productos lácteos y bebidas alcohólicas.
La aplicación de la biotecnología ha despertado grandes polémicas entre los distintos sectores de la
sociedad como, por ejemplo, el proyecto genoma humano publicado en el año 2001, el cual consiste
fundamentalmente en el total conocimiento e identificación de cada uno de los aproximadamente 35 000
genes que determinan las características físicas y fisiológicas de la especie humana, fenotípicas y
genotípicas.
La reacción de la sociedad ante este acontecimiento ha sido muy controvertida, ya que mediante los
análisis genéticos puede determinarse si una persona tiene probabilidades de desarrollar en alguna etapa
de su vida enfermedades hereditarias. Aunque la terapia genética humana inicia y todavía presenta
muchas dificultades le espera un futuro muy prometedor, por que ofrece grandes esperanzas de cura para
muchas enfermedades, sobre todo las de origen hereditario, porque la información genética permitirá
realizar mejores tratamientos de manera más temprana.
También puede darse el caso de que algunas personas les detecten probabilidades de desarrollar alguna
enfermedad hereditaria de alto riesgo como Cáncer o Alzheimer. Sin embargo el una persona presente
alto riesgo de desarrollar alguna de esas enfermedades no significa que necesariamente deba padecerla,
pero el solo hecho de contemplar la posibilidad puede llenarla de angustia, tal vez inducirla a tomar alguna
decisión negativa.
Por otra parte existe el temor que haya discriminación genética en ciertos sectores de la sociedad, por
ejemplo, en el caso de las compañías aseguradoras y erediticias ciertas personas podrían ser rechazadas
o se les puede restringir la posibilidad de adquirir créditos, seguros de vida o gastos médicos, al conocer
sus características genéticas desfavorables.
14
Biología I
Unidad 1
Por tanto es evidente que la biotecnología actual está causando una revolución científico-tecnológica, y su
potencialidad en beneficio del medio ambiente y de la humanidad parece evidente. Por otra parte han
surgido ciertas inquietudes referentes a las consecuencias que todo esto pudiera tener, ya que si bien es
cierto que el aumento de la capacidad humana puede reflejarse en aplicaciones benéficas muy
importantes, también es un hecho que existe el peligro del mal uso y abuso en la creación de organismos
transgénicos con fines contrarios a los principios éticos que rigen a la humanidad, lo que podría ocasionar
lamentables consecuencias para todos, por lo que se hace verdaderamente necesario legislar
cuidadosamente en nuestro país sobre este asunto.
15
Biología I
Unidad 1
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda
la letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
1. (
) Para mejorar la producción en un campo de cultivo se determinan el ciclo reproductor de las
plantas que lo conforman, los nutrientes que requiere y las plagas que lo afectan, ¿cuál es la
ciencia que atiende este estudio?
a) Biofísica.
b) Biología.
c) Geografía.
d) Taxonomía.
2. (
) La biología es una_________ porque reúne los conocimientos que explican los fenómenos
que ocurren en los seres vivos y los verifica y repite a través de la_________
a) ciencia – teoría.
b) ciencia - experimentación.
c) experiencia – teoría.
d) teoría – ley.
3. (
) Para reconocer a la Biología como ciencia es necesario considerarla como…
a) un conjunto sistematizado de conocimientos adquiridos mediante la investigación y la
experimentación, racionales, exactos y repetibles.
b) la información empírica producto de ensayo y error en las áreas naturales, sin la intervención
del ser humano.
c) el bloque de conocimientos empíricos, consecuencia de las observaciones y desarrollo
espontáneo de los sucesos.
d) la serie de datos que explican el comportamiento de fenómenos, basados en la creatividad
humana.
16
Biología I
Unidad 1
4. (
) El despliegue actual de la Biología modificó el enfoque morfofisiológico y amplió su campo
con el desarrollo de la Biología….
a) general.
b) molecular.
c) zoológica.
d) evolutiva.
5. (
) Cuando un grupo de biólogos indaga sobre el desarrollo y caracteres hereditarios de una
especie de reptiles, se apoya en:
a) Paleotología y Zoología de vertebrados.
b) Taxonomía y Sistemática.
c) Embriología y Genética.
d) Fisiología y Anatomía.
6. (
) Para conocer sobre el origen de la materia en el Universo, la Biología se relaciona con la….
a) Sociología.
b) Física.
c) Astrofísica.
d) Geografía.
7. (
) Un distinguido biólogo investiga las formas de manejo agrícola de los tzotziles del sureste
de Chiapas, por lo cual apoya su investigación en la…
a) Etnología.
b) Antropología.
c) Historia.
d) Ética.
17
Biología I
Unidad 1
8. (
) Para llegar a la hipótesis del origen de la vida por síntesis abiótica, Oparin y Haldane se
apoyaron en los conocimientos de….
a) Física.
b) Matemáticas.
c) Geografía.
d) Química.
9. (
) ¿Cuál es la forma general que permitiría regular la aplicación de la Biotecnología?
a) Apelando a la moral y sentido común de los seres humanos.
b) Legislando, en pro de la preservación del medio.
c) Tomando como base el sentido biótico de la tecnología.
d) Ampliando la tecnología a otros campos del conocimiento.
10. (
) El conocimiento del genoma humano repercute favorablemente en la sociedad al tener la
posibilidad de encontrar la ________________ adecuada para la cura de muchas enfermedades.
a) terapia genética
b) sustancia química
c) macromolécula
d) ciencia
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y contesta lo que se te solicita.
11. Relaciona ambas columnas anotando la letra que corresponda al enunciado correcto dentro del
paréntesis de la izquierda.
Campo de estudio
18
Disciplinas biológicas
(
)
Estudia la descripción de órganos, aparatos y sistemas.
A) Citología
(
)
Estudia la formación y desarrollo de los embriones hasta su
B) Ecología
nacimiento.
C) Anatomía
(
)
Estudia la herencia biológica y sus variaciones.
D) Histología
(
)
Estudia las relaciones de los organismos con el ambiente.
E) Genética
(
)
Estudia la estructura y la función celular.
F) Embriología
Biología I
Unidad 1
12. Marca con una X sobre la línea de la izquierda los ejemplos que representan los beneficios de los
conocimientos aportados por la Biología.
a)
____
La preservación de la biodiversidad que es un patrimonio de la humanidad.
b)
____
Contribuye en gran medida al desequilibrio de los ecosistemas.
c)
____
Se aplican conocimientos enfocados a la planeación y control del nacimiento de nuevos
seres humanos.
d)
____
Mejora las características de los individuos transgénicos y de sus productos tales como:
desarrollo, resistencia al clima y a ciertas enfermedades.
e)
____
Obtención de hormonas como la insulina.
f)
____
Resuelve problemas actuales que están deteriorando al ambiente.
19
Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
b
2
b
3
a
4
b
5
c
6
c
7
a
8
d
9
b
10
a
11
C, F, E, B, A
12
a, c, d, e
Sugerencias
Si te equivocaste en algunas respuestas, repasa nuevamente en la guía el
desarrollo sintético del tema o consulta el libro: Starr y Ralph Taggart. Biología.
Unidad y Diversidad de la vida. International Thompson Editores. División
Iberoamericana. México. 2004.
20
Biología I
Unidad 1
1.2 NIVELES DE ORGANIZACIÓN
APRENDIZAJES


Identificar los niveles de organización de la materia y
ubicar los niveles que estudia la Biología.
Reconocer el método científico como el medio para
estudiar fenómenos y procesos biológicos.
La vida ha sido estudiada por los biólogos desde dos perspectivas complementarias: una a partir de las
estructuras y los procesos de lo simple a lo complejo y de los niveles más pequeños a los mayores, la otra
y considerando los patrones de evolución de la vida a través del tiempo, que permiten reconstruir la
historia evolutiva y de parentesco de las diferentes especies que pueblan nuestro planeta.
Estos dos modos de investigar en Biología ayudan a establecer las relaciones jerárquicas entre seres
vivos, además de proporcionar su importancia espacio-temporal.
De la jerarquía de las interacciones entre las unidades de la Biología, de su nivel menor al mayor, se
determinan los niveles de organización de la materia. Son subdivisiones, constituidos por elementos que
interactúan entre sí y que le dan características propias formando niveles cada vez más complejos.
Al analizar cada uno de estos niveles se puede observar que la materia evoluciona desde partículas
subatómicas y moléculas, hasta el Universo mismo. A medida que se asciende, cada nivel implica mayor
especialización e integración con sus propias características. Los niveles de organización permiten
entre otras cosas, establecer límites, ordenar conceptos, y estudiar sistemáticamente al mundo
vivo.
Los niveles estudiados por la Biología van desde la célula hasta la biosfera (ver cuadro 1). Cabe señalar
que desde el nivel célula y hasta el de sistemas y aparatos, se pueden encontrar organismos con las
diferentes complejidades estructurales, referidas a los niveles de ese intervalo.
Los organismos representan las unidades centrales de estudio de la Biología, pero para su comprensión
es necesario considerar a los niveles por abajo y por encima de ellos.
21
Biología I
Unidad 1
Cada nivel tiene propiedades emergentes que no se encuentran en el nivel anterior, de ahí que no deban
considerarse como la suma de las partes. Cada uno de los niveles posee características propias que
surgen por las interacciones de su arreglo estructural y determinan sus funciones.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA
N
I
V
E
L
E
S
E
S
T
U
D
I
A
D
O
S
P
O
R
L
A
B
I
O
L
O
G
Í
A
BIOSFERA
Todas las regiones de la corteza terrestre, las aguas y la atmósfera que albergan las diferentes formas de vida
ECOSISTEMA
La comunidad y su medio ambiente
COMUNIDAD
Las poblaciones de todas las especies que ocupan una misma área
POBLACIÓN
O
R
Grupo de individuos de la misma especie que ocupan una misma región
SISTEMAS DE ÓRGANOS
G
Dos o más órganos que interactúan a nivel químico, físico o en ambos, de manera que contribuyen a la supervivencia
del organismo multicelular de mayor complejidad
A
ÓRGANO
N
Unidad estructural en la cual los tejidos combinados en cantidades y patrones específicos, llevan a cabo una tarea
común (organismo multicelular, con nivel de complejidad orgánica)
I
S
TEJIDO
Agregado organizado de células y sustancias que funcionan de manera conjunta para llevar a cabo una actividad
específica (organismo multicelular, con nivel de complejidad tisular)
M
CÉLULA
O
Unidad estructural y funcional de los seres vivos. Unidad de organismos unicelulares
S
N
I
V
E
L
E
S
ORGANELO
Compartimiento interno limitado por una membrana donde se llevan a cabo reacciones especializadas
MOLÉCULA
Unidad que consta de dos o más átomos unidos, los cuales pueden ser del mismo elemento o de elementos distintos
ÁTOMOS
Unidad más pequeña de un elemento que aún mantiene las propiedades de dicho elemento
Q
U
Í
M
I
C
A
22
PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
Electrones, protones, neutrones o cualquier otra unidad fundamental de la materia
Biología I
Unidad 1
En el nivel químico las partículas subatómicas como los protones, neutrones y electrones forman los
átomos que constituyen las unidades de los elementos químicos, los que a su vez se combinan entre si
para formar las moléculas que pueden ser orgánicas o inorgánicas, las cuales son la parte más
pequeña de un compuesto.
En el nivel biológico los diferentes tipos de moléculas se combinan entre sí para formar estructuras
celulares llamadas organelos, como la membrana celular, las mitocondrias y los cromosomas que
realizan funciones organizadas en las unidades biológicas, que son las células, las cuales, además de
conformar la unidad de los seres unicelulares, se unen cuando comparten forma y función para formar
tejidos, que cuando se agrupan de acuerdo con sus características propias para formar órganos, que se
combinan coordinadamente de diferentes maneras para formar los aparatos o sistemas, constituyen
finalmente a los organismos multicelulares de mayor complejidad como resultado de la organización y
funcionamiento de todos y cada uno de los anteriores niveles. También en el nivel de tejido y órgano hay
organismos con estos respectivos niveles de complejidad pluricelular.
Dentro de los niveles estudiados por la Biología se encuentran aquellos de carácter ecológico: los
individuos no viven aisladamente, ya que forman conjuntos que interactúan y originan niveles de
organización más complejos como: las poblaciones, comunidades y ecosistemas, que conjuntamente
constituyen la biosfera que es el mayor nivel de organización biológica de nuestro planeta porque incluye
a todos los seres vivos de todos los ecosistemas.
La Biología no es sólo un cúmulo de conocimientos, es un proceso, es una manera de saber. Los biólogos
tienen una forma organizada de descubrir el mundo natural.
Tomando en cuenta que la Biología es una ciencia “evolutiva”, los biólogos estudian los procesos y
fenómenos biológicos desde la perspectiva funcional y adaptativa, tratando de dar respuestas a preguntas
del tipo ¿cómo funciona el organismo? y ¿por qué evolucionó para funcionar así? Para poder responder,
los biólogos, al igual que otros científicos, utilizan métodos que les permiten modificar y corregir ideas a
medida que avanzan en la recopilación de información y generación de nuevos conocimientos. Así, el
conocimiento de la Biología se adquiere por medio de la aplicación del método científico experimental.
El método científico experimental es un procedimiento común, y como tal tiene varias etapas, mismas
que varían en detalles, estructuraciones y orden, de acuerdo con diversos autores. En el siguiente
diagrama se observa cada una de estas etapas.
23
Biología I
Unidad 1
Pasos del Método Científico Experimental
Observación
Planteamiento del problema
Problema
Biológico
Elaboración de la hipótesis
Diseño del experimento
Experimentación
Confirmación de la hipótesis
Redescubrimiento del contexto
histórico
Rechazo de la hipótesis
Surgimiento de nuevos planteamientos
Modificación de la hipótesis
 Observación: Es la primera etapa del método científico experimental y consiste en toda
percepción refinada de uno o más hechos, con la intención de integrar un fenómeno determinado.
 Planteamiento del problema: Deriva de la observación que conduce a la formulación de algunas
interrogantes acerca de la misma.
 Hipótesis: Es una explicación provisional sobre un fenómeno observado y que puede ser
aceptada o rechazada a través de la experimentación.
 Experimentación: Consiste en manipular ciertas variables escogidas expresamente con el fin de
obtener los resultados previstos por la hipótesis.
 Resultados: Una vez que se han recopilado una serie de datos a partir de la observación y de los
experimentos realizados, es necesario reflexionar sobre ellos con el fin de obtener conclusiones
en relación con la hipótesis propuesta. El comportamiento de las variables se puede expresar
mediante la utilización de fórmulas y procedimientos estadísticos.
El Método Científico Experimental es el procedimiento más adecuado a utilizar por las Ciencias
Naturales para lograr sus fines; es decir, el conocimiento y explicación de fenómenos naturales y
aspectos de la naturaleza por medio de la formulación de conclusiones generales, leyes y teorías.
24
Biología I
Unidad 1
En el caso de la Biología la etapa del método que tiene mayor importancia es la experimentación. Los
experimentos deben ser rigurosos y bien pensados, de tal suerte que controlen el mayor número de
factores, a fin de que sólo una variable se ponga en juego mediante la experimentación; de esta manera
habrá mayor seguridad de que lo observado y documentado es veraz, confiable y repetible, por tanto, con
carácter científico.
Los experimentos son procedimientos con los cuales se ponen a prueba las hipótesis, mediante la
recolección de información en condiciones controladas. Por tal motivo, el científico requiere en su
investigación contar con un grupo control, "testigo" o estándar, en el cual se mantienen constantes
todas las variables, y un grupo experimental o de prueba, en el que se altera la condición que se va a
probar, manteniendo constantes el resto de los parámetros. Por ejemplo, si se desea saber cómo afecta la
concentración de carbonato de calcio el crecimiento de un cultivo de espinacas, el grupo control se riega
con agua pura, en tanto que al experimental se le agrega agua con el carbonato a diferentes
concentraciones, previamente determinadas. La condición de prueba es la concentración de carbonato,
todas las otras variables, tipo de suelo o sustrato, cantidad de luz, temperatura, permanecen iguales para
los dos grupos, control y experimental.
En un experimento controlado sólo cambia una condición a la vez. La condición que se varía
intencionalmente es la variable independiente, de la cual depende la condición que cambia; la variable
dependiente, por ejemplo, en el caso que nos ocupa, el agua con el carbonato aplicada o añadida a las
plantas de espinaca del grupo experimental es la variable independiente y el efecto que cause en la tasa
de crecimiento de las espinacas es la variable dependiente.
Agua con carbonato,
diferentes concentraciones
Variable independiente
Tasa de crecimiento de
las plantas de espinaca
Variable dependiente
Así, por medio de este método avanzan todas las ciencias experimentales, descubriendo cada vez nuevas
conclusiones, leyes y teorías sobre diversos aspectos de la naturaleza. El conocimiento y uso de tal
información le ha permitido al hombre conocer varios aspectos de la naturaleza y utilizarlos en beneficio
propio para lograr una mejor adaptación al medio en que vive.
A continuación se presenta un ejemplo de la aplicación del método científico experimental en Biología.
25
Biología I
Unidad 1
EXPERIMENTO DE FRANCESCO REDI
Observación
Hipótesis
E
X
P
E
R
I
M
E
N
T
A
C
I
Ó
N
La carne dejada a la intemperie atrae
moscas y aparecen larvas en la misma.
Las moscas producen las larvas; si se
impide que las moscas se acerquen a la
carne, no aparecerán larvas.
Obtener trozos idénticos de carne y dos
frascos iguales (misma forma y volumen)
Colocar carne en ambos frascos
Dejar destapado un frasco
Dejar expuesto varios días
Se acercan moscas y
aparecen larvas
Variable experimental
la gasa impide que
entren moscas.
Variables controladas
tiempo, temperatura,
lugar.
Resultados
Dejar tapado varios días
Tapar el frasco con gasa
gasagasa gasa
Las moscas no tocan la
carne, no aparecen
larvas
SITUACIÓN DE CONTROL
SITUACIÓN EXPERIMENTAL
Conclusión
26
No hay Generación Espontánea de larvas a partir
de la carne; es probable que las moscas sean el
origen de las larvas.
Biología I
Unidad 1
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te solicita.
1. Ordena los siguientes niveles de organización anotando en el paréntesis de la izquierda los
números del 1 al 5 de acuerdo con la secuencia de complejidad.
(
) Molécula
(
) Partículas subatómicas
(
) Elementos químicos
(
) Átomos
(
) Célula
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el patentéis de la izquierda la
letra de la opción que contesta correctamente cada una de ellas.
2. (
) ¿Cuáles son los niveles de organización de la materia que puedes identificar en el siguiente
ejemplo?
“En el laboratorio de bioquímica, una investigadora estudia la participación de la membrana
plasmática en la producción de enzimas ATPasas, durante las primeras tres horas de la
germinación de semillas de maíz”.
a) Macromoléculas - organelos - organismo multicelular.
b) Biomoléculas - proteínas - seres vivos.
c) Membranas - proteínas - enzimas.
d) Organelas - membranas - maíces.
3. (
) ¿Cuáles de los niveles de organización enunciados en las siguientes opciones estudia la
Biología?
a) Partículas subatómicas, átomos, moléculas.
b) Tierra, sistema solar, galaxias.
c) Célula, tejido, órgano.
d) Partículas subatómicas, átomos, célula.
27
Biología I
Unidad 1
4. (
) ¿Cuáles son los pasos del método científico utilizado por la Biología para resolver un
problema?
a) Hipótesis, experimentación, observación, conclusiones
b) Experimentación, observación, planteamiento del problema, conclusión
c) Observación, hipótesis, experimentación, prueba absoluta
d) Observación, hipótesis, experimentación, conclusión
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te solicita.
5. Lee el siguiente texto y escribe en la línea la etapa del método científico que le corresponda.
Un agricultor cultiva rosales, pero recientemente la parcela ha disminuido la producción de flores,
su compadre le aconsejó agregar a la tierra fertilizantes para probar qué tanto se aumenta la
producción; el agricultor dividió la parcela de rosales en dos lotes, y a uno de ellos le agregó el
fertilizante, y al otro no. Esperó la floración y para beneplácito suyo, la producción sí aumentó en
el lote con fertilizante”.
¿Qué infieres a partir del consejo del compadre del agricultor?___________________________
¿Qué representa la división y tratamiento que dio el agricultor a sus parcelas? _______________
Clasifica, según sean control o experimental, los lotes del agricultor.
Control _________________________
Experimental _____________________
¿Cuál es la variable independiente? ________________________
¿Cuál es la variable dependiente? __________________________
¿Qué la producción aumentara en el lote con fertilizante, a qué etapa del método científico hace
referencia?__________________________.
28
Biología I
Unidad 1
6. Lee los siguientes enunciados del experimento de Redi y relaciónalos con las etapas del método
científico experimental, colocando la letra que corresponda a cada etapa en el paréntesis de la
izquierda.
(
)
Las larvas de la carne en descomposición proceden de los huevecillos
depositados por las moscas sobre la carne fresca.
(
)
¿Qué relación existe entre las moscas atraídas por la carne fresca y
los gusanos que aparecen sobre ella?
(
)
Se colocan dos frascos con carne fresca. El primero se cubre con
una gasa, el segundo permanece abierto y las moscas entran en
contacto con la carne.
(
)
Después de unos días, la carne del frasco abierto se descompone,
aparecen larvas; en el frasco cubierto con gasa no aparecen larvas.
(
)
a) Observación
b) Experimentación
c) Hipótesis
d) Resultados
e) Planteamiento del problema
f) Conclusiones
La carne sólo se descompone cuando está en contacto directo con las
moscas.
29
Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
Respuesta correcta
3, 1, 2, 4, 5
a
c
d
 Hipótesis.
 Diseño experimental.
 Parcela sin fertilizante.
 Parcela con fertilizante.
 Concentración de fertilizante.
 Tasa de producción de flores.
 Resultados.
c, e, b, d, f
Sugerencias
Si te equivocaste en reconocer los niveles de organización de la materia consulta el
tema en: Starr y Ralph Taggart. Biología. Unidad y Diversidad de la vida.
International Thompson Editores. División Iberoamericana. México. 2004.
Si tienes dudas sobre las preguntas 4 a 6, relacionadas con el método científico,
consulta en: Audesirk Teresa, et al. Biología. Ciencia y naturaleza. Paerson
Education. México. 2004.
30
Biología I
Unidad 1
1.3 CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS DE LOS SERES VIVOS
APRENDIZAJE

Describir las características distintivas de los seres vivos
mediante modelos naturales.
Cualquiera de nosotros puede diferenciar entre un ser vivo y la materia inanimada; generalmente
consideramos a lo vivo a partir de algunas características como el movimiento, el crecimiento y la
capacidad de reproducción; sin embargo, si observamos algunos cristales al contacto con el agua, se
mueven y aparentemente crecen. Algo similar sucede si observas la flama de una vela, se mueve y crece.
Por ello y para que no haya dudas acerca de cómo identificar a lo exclusivamente vivo, los biólogos han
propuesto una lista de características y propiedades exclusivas de la materia viva, de tal manera que sólo
aquellos que presenten todas y cada una de esas características podrán considerarse como seres vivos.
¿Cuáles son? La primera es la referida a su estructura, la cual se ordena y denomina organización, de ahí
que al referirnos a la materia viva o a los seres vivos utilicemos el término organismo. Es la célula la
unidad que representa el nivel más pequeño de dicha organización.
Los seres vivos están formados de una o varias células, unidades estructurales básicas. Aún los
organismos más sencillos, como las bacterias y los protozoarios, constan de por lo menos una célula
capaz de realizar las funciones fundamentales como nutrirse, respirar y reaccionar a estímulos;
características que junto con crecer y reproducirse definen a un ser vivo. El organismo, sea unicelular
o multicelular, intercambia permanentemente materia y energía con su medio externo para realizar sus
múltiples funciones vitales, y requiere de una fuente externa de energía, la cual se transforma a través de
reacciones químicas denominadas metabolismo.
El metabolismo comprende funciones constructivas que requieren en forma constante energía y nutrientes
para la síntesis de nueva materia, proceso llamado anabolismo; a las funciones del metabolismo que
aportan energía se les conoce como catabolismo, haciendo posible su crecimiento que consiste en el
aumento progresivo de tamaño por incremento de volumen y/o número de células, hasta alcanzar los
31
Biología I
Unidad 1
límites de su especie debido a la fabricación o síntesis de mayor cantidad de materia viva producto de los
nutrientes adquiridos de los alimentos.
Asimismo los seres vivos tienen irritabilidad, sensitividad o excitabilidad, otra de las características
propia de organismos, es decir, la capacidad de reaccionar a los estímulos químicos o físicos que se
presentan en el medio interno o externo, por ejemplo: la reacción a la intensidad de la luz, la temperatura,
la presión, la humedad, el sonido, los cambios químicos del medio externo, estímulos táctiles, la presencia
de depredadores, y otros. Los organismos más sencillos están provistos de estructuras o mecanismos que
les permiten reaccionar y desplazarse, como los cilios, flagelos y seudópodos de los protozoarios; en los
organismos multicelulares las respuestas son complejas y están gobernadas por el sistema nervioso y por
las hormonas.
Los seres vivos tienen la capacidad de reproducirse, es decir, de formar nuevos individuos semejantes a
ellos en forma y función, que continúan o perpetúan su especie y reemplazan a los organismos que
desaparecen. Los organismos menos evolucionados, como las bacterias y los protozoarios, presentan
reproducción asexual, que se lleva a cabo sin la participación de gametas o células reproductoras, sin
embargo la mayoría de los seres vivos poseen reproducción sexual, es decir, con la participación de
gametas. Algunas especies presentan los dos tipos de reproducción, por ejemplo, los hongos, musgos,
helechos y celenterados.
Los individuos que presentan reproducción sexual tienen mayores oportunidades de variar sus
características debido a la mezcla del material hereditario de sus progenitores, lo que representa mayores
oportunidades de adaptarse al medio, es decir, de sumar caracteres morfológicos, fisiológicos y de
conducta que han heredado, dotándolos de mayores posibilidades de subsistir en su medio. La
adaptación es progresiva y puede manifestarse en los organismos mediante cambios en su estructura,
tamaño, color, comportamiento, etc.; cada organismo parece diseñado exactamente a las condiciones de
su medio, por ejemplo, las plantas que viven en lugares de escasa humedad poseen hojas muy reducidas
o espinas que además de disminuir los efectos de la radiación solar representan ahorro de agua, ya que la
mayor pérdida de ésta ocurre en las plantas que viven en medios húmedos. Los tejidos de plantas de las
zonas con humedad escasa, están adaptados para retener el agua, en las pocas ocasiones que cuentan
con ésta.
En los animales también se observan ejemplos de adaptación, como el aparato picador–chupador de los
mosquitos y los de otros insectos, o los dientes y garras de los carnívoros.
Los organismos además tienen la capacidad de mantener su medio interno constante a través de
mecanismos homeostáticos; por ejemplo, cuando un individuo consume azúcares,
32
éstos pasan
a
Biología I
Unidad 1
través de su intestino y entran en la sangre, si el nivel de esta sustancia aumenta, el páncreas secreta
más insulina, que estimula a las células a captar azúcares. Cuando las células hacen esto el nivel de
azúcares en la sangre regresa a la normalidad.
A continuación se presenta un cuadro que resume las características distintivas de los seres vivos.
CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS
DE LOS SERES VIVOS
Características
Descripción
Particularidades
Estructura
Todos los seres vivos están formados por
una o más células.
La célula es la unidad de estructura,
de función y de origen.
Metabolismo
Suma de todas las funciones que realizan los
seres vivos con base en reacciones químicas
reguladas por enzimas.
Se dividen en anabolismo (procesos
constructivos)
y
catabolismo
(procesos desintegradores).
Crecimiento
Aumento progresivo de talla de acuerdo con
su especie.
Construcción o síntesis de la nueva
materia viva.
Adaptación
Capacidad de reacondicionamiento o de
reajuste a las condiciones del medio para
evolucionar o sobrevivir.
Son capaces de transmitir sus
cambios
a
sus
descendientes
mediante su material hereditario.
Irritabilidad
Capacidad de reaccionar a los estímulos del
medio interno y externo.
Los animales presentan respuestas
complejas mediante su sistema
nervioso.
Reproducción
Proceso mediante el cual se forman nuevos
organismos semejantes a sus progenitores.
Permiten la reposición de individuos y
la continuidad de las especies.
Homeostasis
Capacidad de mantener su medio interno
constante.
Se
logra
mediante
diferentes
mecanismos homeostáticos.
Organización
Los seres vivos presentan orden de
complejidad creciente: química, estructural,
funcional y ecológica.
Cada nivel superior implica mayor
integración y especialización.
33
Biología I
Unidad 1
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo se te solicita.
1. Relaciona las siguientes columnas escribiendo en el paréntesis del lado izquierdo la letra de la
respuesta correcta.
(
)
Función que permite a los seres vivos la continuidad a través del
tiempo y del espacio.
(
)
Capacidad de los seres vivos de responder a los estímulos
externos e internos.
(
)
Proceso mediante el cual los organismos transforman materia y
utilizan la energía para la síntesis y degradación de compuestos.
(
)
Conjunto de mecanismos que permite a los organismos regular su
medio interno.
(
)
A) Irritabilidad
B) Metabolismo
C) Reproducción
D) Adaptación
E) Homeostasis
F) Crecimiento
G) Organización
Capacidad de los seres vivos de reacondicionarse o readecuarse
mejor a los factores del medio.
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
2. (
) El crecimiento de los seres vivos, hasta alcanzar la talla de su especie, es producto de la
característica de los seres vivos denominada…
a) metabolismo.
b) reproducción.
c) irritabilidad.
d) catabolismo.
3. (
) Las plantas de zonas secas presentan hojas reducidas a espinas, con lo cual "ahorran" agua.
Este es un ejemplo de la característica de los seres vivos de…
a) metabolismo.
b) irritabilidad.
c) respiración.
d) adaptación.
34
Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
Respuesta correcta
C
A
B
E
D
c
d
1
2
3
Sugerencias
Si te equivocaste en reconocer las características de los seres vivos consulta el
tema en: Starr Cecie y Ralph Taggar. Biología. La Unidad y Diversidad de la Vida.
International Thompson Editores. División Iberoamerica. México. 2004.
35
Biología I
Unidad 1
1.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
APRENDIZAJES




Identificar las estructuras químicas y las funciones de los
bioelementos primarios y secundarios.
Identificar las estructuras químicas y las funciones de los
compuestos químicos inorgánicos de los seres vivos.
Identificar las estructuras químicas y las funciones de los
compuestos químicos orgánicos de los seres vivos.
Identificar los nutrientes esenciales y componentes nutritivos de los
diferentes grupos de alimentos, y sus fuentes y modos de obtención
en la dieta humana.
Los seres vivos presentan características particulares que los diferencian fácilmente de la materia
inanimada, dentro de éstas su composición química es fundamental ya que aun cuando existen gran
diversidad de seres vivos, todos están integrados por los mismos bioelementos, los cuales, a su vez,
forman biomoléculas que participan en la realización de funciones vitales para la célula, como la síntesis
de proteínas.
Los bioelementos son los elementos químicos que constituyen a los seres vivos; de éstos
aproximadamente el 80 % corresponden al carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), y nitrógeno (N),
los cuales se combinan con el fósforo (P) y azufre (S) para construir moléculas orgánicas, indispensables
para que se manifieste la vida, por constituir tanto organelos como las propias células.
Otros elementos químicos comunes para los seres vivos son el sodio (Na), potasio (K), cloro (Cl),
magnesio (Mg), cobre (Cu), cobalto (Co), zinc (Zn), calcio (Ca), hierro (Fe) y manganeso (Mn), que
aun cuando se presentan en proporción muy baja, resultan indispensables para la célula, pues cada uno
participa en funciones características que en conjunto contribuyen al funcionamiento integral de la misma.
+
+
++
-
++
Estos bioelementos se encuentran libres en forma de iones (Na , K , Mg , Cl , Ca
formando radicales
-2
(SO4 )
y
-2
(CO3 ).
) o combinados
Bajo esta forma dichos elementos pasan al interior de la célula para
intervenir en diversas funciones. En la célula se encuentran algunos minerales, aunque en pequeñísimas
cantidades, que desempeñan una función fundamental durante las diferentes reacciones metabólicas; por
esto su presencia es requerida para cualquier organismo. Así, estos minerales pueden ser ingeridos, junto
con los demás alimentos, por las células animales, o bien, pueden ser absorbidas junto con el agua por las
células vegetales.
36
Biología I
Unidad 1
En los organismos cada mineral desempeña una función específica, por esta razón la carencia de alguno
de ellos provoca serios daños a la células. Entre los minerales necesarios en el metabolismo de la célula
se encuentran: fósforo (P), potasio (K) magnesio (Mg), cloro (Cl), manganeso (Mn), calcio (Ca), cinc
(Zn), Cobalto (Co) y Cobre (Cu).
FUNCIONES DE LOS MINERALES EN EL ORGANISMO
Calcio
Se concentra en el citoplasma de las células óseas, intervienen en la contracción
muscular y en la coagulación de la sangre.
En los vegetales promueve la descomposición de la materia orgánica y la liberación
de nutrientes.
Magnesio
Interviene en la fosforilación oxidativa durante la respiración; es un activador
enzimático; constituye parte de la molécula de clorofila; en las células vegetales
favorece la síntesis de azúcares.
Fósforo
Constituye el radical fosfato y deforma la molécula de ATP, la cual almacena gran
cantidad de energía; además, forma parte de los ácidos nucleicos o de algunas
coenzimas.
Azufre
Forma parte de algunos aminoácidos y, por lo tanto, de algunas proteínas; en las
células vegetales favorece la liberación de nutrientes.
Potasio
Interviene en los procesos osmóticos; en los vegetales regula el consumo de agua y
en los animales regula los impulsos nerviosos.
Sodio
Interviene en los procesos osmóticos y en la contracción muscular.
Manganeso
Interviene en la actividad enzimática como activador.
Cloro
Interviene en los procesos osmóticos y en equilibrio ácido base.
Cobalto
Forma parte de las vitaminas del complejo B, es activador de enzimas.
Zinc
Interviene en la actividad enzimática como activador.
Cobre
Participa en la actividad enzimática y en el sistema de citocromos.
Fierro
Interviene en la actividad enzimática. Forma parte de la hemoglobina.
Los átomos de los bioelementos se enlazan para formar moléculas que se dividen en dos grandes grupos:
compuestos inorgánicos y orgánicos.
37
Biología I
Unidad 1
Agua
Sales minerales
Compuestos inorgánicos
Bióxido de carbono
Oxígeno molecular
Carbohidratos
Lípidos o grasas
Compuestos orgánicos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Vitaminas
El agua es una molécula triatómica compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, unidos
mediante enlaces covalentes; es el compuesto inorgánico más abundante en la materia viva, se encuentra
en una proporción de 70 a 90 %, aunque algunos organismos llegan a superar esta cifra; por ejemplo, en
la medusa un 90 % de su peso corporal es agua. Ésta presenta una serie de propiedades físicas y
químicas importantes para el metabolismo celular, como es el caso de su solubilidad, que permite disolver
tanto nutrientes como desechos y transportarlos de la célula al medio y viceversa; asimismo, constituye el
medio líquido necesario para que se efectúen un buen número de reacciones químicas en el interior de la
célula, como la respiración, la nutrición, la excreción y otras. Además tiene la capacidad de albergar y
transportar calor, constituyendo un regulador térmico.
Otra molécula inorgánica de gran importancia para los seres vivos es el bióxido de carbono (CO2) pues
participa en los procesos de fotosíntesis; además es la materia prima necesaria para sintetizar
carbohidratos y proporciona los átomos de carbono para formar otras moléculas orgánicas de los seres
vivos. El bióxido de carbono se encuentra en el aire, de allí es incorporado por los organismos autótrofos a
sus células a través del proceso fotosintético. Durante este proceso los átomos de carbono se liberan y
pasan a formar parte de moléculas de carbohidratos, algunas son ingeridas por los heterótrofos
(consumidores y descomponedores) que efectúan en sus células una oxidación de las moléculas de
carbohidratos para libre energía ya degradadas las moléculas. Se liberan los átomos de carbono, los
cuales constituyen nuevamente moléculas de bióxido de carbono, que son expulsadas fuera de las células
como producto de la respiración.
El oxígeno molecular es de gran importancia para los organismos, pues participa en el proceso
respiratorio; es el aceptor de los hidrógenos liberados, con los cuales forma la molécula de agua, producto
38
Biología I
Unidad 1
final de la respiración; la molécula de oxígeno es de tamaño pequeño, razón por la cual se traslada
fácilmente en el interior de la célula.
Los compuestos orgánicos se caracterizan químicamente porque sus moléculas contienen átomos de
carbono unidos a otros elementos como hidrógeno, nitrógeno, azufre o fósforo. La cadena de carbono que
forma los esqueletos de estas moléculas se une a grupos de átomos llamados grupos funcionales que
determinan la reactividad química de las moléculas. Estos grupos también facilitan la identificación de los
compuestos y determinan sus propiedades físicas y químicas.
Para que reconozcas los grupos funcionales se presenta la siguiente tabla:
GRUPO FUNCIONAL
R - OH
- C = O Al principio de la cadena (aldehído)
En un carbono intermedio (cetona)
R - COOH
R – NH2
R- SH
NOMBRE
HIDROXILO
GRUPO CARBONILO
CARBOXILO
AMINO
SULFHIDRILO
Los carbohidratos también conocidos como azúcares están formados por carbono, hidrógeno y oxígeno
en la proporción de dos átomos de hidrógeno por uno de oxígeno, por lo que su fórmula general es
Cn(H2O)n.
Los grupos funcionales presentan en su estructura –OH (hidroxilo) y sólo en uno de sus átomos de
carbono el grupo funcional es = C = O (carbonilo).
Todos los carbohidratos son azúcares simples solubles en agua como la glucosa y la fructosa, o forman
cadenas como el almidón y la celulosa que se elaboran mediante el enlace de unidades de azúcares
simples. Si los carbohidratos están formados por una sola molécula de azúcar se les llama
monosacáridos, si tienen de dos a diez moléculas de azúcar se les denomina oligosacáridos, y si se
componen por más de diez unidades son polisacáridos.
La glucosa es el más común de los monosacáridos presentes en los seres vivos y es la unidad de la que
están formados casi todos los polisacáridos; tiene seis carbonos por lo que su fórmula química es
39
Biología I
Unidad 1
C6 H12 O6 y
la producen las plantas durante el proceso de la fotosíntesis. Otros monosacáridos con la
misma fórmula que la glucosa son la fructosa (presente en la miel de maíz y en el jugo de los frutos) y la
galactosa (parte de la lactosa o azúcar de la leche). La ribosa y la desoxirribosa son azúcares con cinco
átomos de carbono y forman parte de las moléculas genéticas como el ácido ribonucleico (ARN) y ácido
desoxirribonucleico (ADN).
RIBOSA
DESOXIRRIBOSA
Entre los oligosacáridos más conocidos están; la sacarosa, formada por glucosa y fructosa, se encuentra
en vegetales como la caña de azúcar y el betabel; la lactosa o azúcar de la leche, formada por glucosa y
galactosa; la maltosa, azúcar de malta
que contiene lactosa y sacarosa. En estos compuestos las
unidades de monosacáridos se unen a través de un enlace glucosídico con desprendimiento de una
molécula de agua. Estos compuestos, igual que la glucosa, tienen una vida relativamente corta en las
células ya que se descomponen para liberar energía química, la cual se usa en diversas actividades
celulares o se encadenan para formar polisacáridos mediante reacciones de deshidratación.
Los polisacáridos se forman con la unión de muchos monosacáridos, sobre todo la glucosa en forma
lineal o ramificada, y son insolubles en agua. Algunos llegan a tener miles de unidades por lo que su peso
molecular es muy elevado. Son ejemplos de estos compuestos el almidón, la celulosa y el glucógeno.
El almidón se sintetiza en las plantas y constituye la principal reserva de energía, se encuentra en
alimentos tales como la papa, cereales y leguminosas.
40
Biología I
Unidad 1
Molécula de celulosa.
El glucógeno se almacena en el hígado y músculos de los animales como reserva de energía. La
celulosa funciona como elemento estructural en la célula vegetal y forma parte de la pared celular
proporcionándole resistencia, sostén y protección a la planta.
Molécula de almidón.
Otro polisacárido es la quitina en la que las unidades de glucosa han sufrido una modificación química por
la adición de un grupo funcional nitrogenado; se encuentra formando las cubiertas duras (exoesqueleto)
de los insectos, cangrejos y arañas, y proporciona rigidez a las paredes celulares de muchos hongos. Las
paredes celulares de las bacterias contienen otros tipos de polisacáridos modificados, y lo mismo están
presentes en cartílagos, fluidos lubricantes en las articulaciones y en las córneas de los ojos.
Molécula de quitina.
41
Biología I
Unidad 1
Los lípidos constituyen un grupo heterogéneo de compuestos en los seres vivos cuyas propiedades
físicas es que son insolubles en agua y solubles en solventes orgánicos como el cloroformo, gasolina,
alcohol y benceno. Se clasifican en grasas, aceites y ceras. Estos compuestos tienen en común estar
formados por carbono, hidrógeno y oxígeno, y contienen una o más unidades de ácidos grasos, los cuales
son largas cadenas de carbono e hidrógeno con un grupo carboxilo (-COOH) en un extremo. Las grasas
y los aceites se forman mediante síntesis por deshidratación a partir de tres unidades de ácidos grasos y
una molécula de glicerol mediante un enlace éster, un alcohol de tres carbonos que tiene un grupo
hidroxilo en cada carbono. Esta estructura de tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol da a
las grasas y aceites el nombre químico de triglicéridos.
Glicerol + 3 ácidos de gases
Triglicérido
Los ácidos grasos de las grasas presentan enlaces sencillos de carbono – hidrógeno, por lo que la cadena
está saturada y forman sólidos a la temperatura ambiente, por ejemplo, el sebo, la manteca, y la
mantequilla.
Los aceites se componen generalmente de ácidos grasos insaturados, es decir, que en la cadena se
encuentran enlaces dobles (carbono = carbono), esto hace que los aceites sean líquidos a temperatura
ambiente. Un aceite se puede convertir en grasa rompiendo los dobles enlaces C=C sustituyéndolos por
enlaces C – C y añadiendo hidrógenos a las posiciones de enlace restantes. Son ejemplos de aceites el
aceite de maíz, girasol, ajonjolí y cacahuate.
Las ceras son químicamente parecidas a las grasas, son sólidas a temperatura ambiente, forman un
recubrimiento impermeable en hojas y tallos de plantas terrestres, y los animales sintetizan ceras como
impermeabilizantes para el pelo de los mamíferos, los exoesqueletos de los insectos, la cerilla formada en
los conductos auditivos y las abejas para construir sus colmenas.
La membrana plasmática que separa el interior de una célula del medio ambiente contiene varios tipos de
fosfolípidos, éstos son similares a los aceites con la excepción que uno de los tres ácidos grasos es
reemplazado por un grupo fosfato. A diferencia de los ácidos grasos que son insolubles en agua, la región
42
Biología I
Unidad 1
que ocupa el grupo fosfato es soluble; esta naturaleza dual de los fosfolípidos es importante para la
estructura y función de la membrana plasmática.
Los esteroides poseen una estructura diferente a la de los triglicéridos y fosfolípidos, pero como son
insolubles en agua se incluyen dentro de la clasificación de los lípidos. Están constituidos por cuatro anillos
de carbono entrelazados. Un tipo de esteroide es el colesterol, componente vital de las membranas de las
células animales y también se usa para sintetizar otros esteroides que incluyen las hormonas sexuales
como los estrógenos, progesterona y testosterona; hormonas que regulan la sal y la secreción de bilis que
ayuda a digerir las grasas. El colesterol puede convertirse en vitamina D por acción de la radiación
ultravioleta del sol; esta vitamina es importante para el desarrollo y mantenimiento del sistema óseo. La
acumulación de colesterol en las arterias causa la enfermedad conocida como aterosclerosis.
Molécula de fosfolípidos.
Los lípidos tienen diversas funciones en los organismos, como moléculas estructurales de las membranas
celulares, como hormonas, cubiertas impermeables en el cuerpo de plantas y animales, y de manera
fundamental como medio de reserva energética.
43
Biología I
Unidad 1
Las proteínas son moléculas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y son polímeros de
aminoácidos en los cuales están presentes los grupos funcionales amino (NH2) y el carboxilo (-COOH),
un grupo hidrógeno (-H ) y un grupo variable ( R -) que difiere entre los aminoácidos y confiere a cada uno
sus propiedades distintivas.
Aninoacido
+
aminoácido
dipéptido
En las proteínas se encuentran comúnmente 20 aminoácidos, de los cuales 10 son esenciales porque no
pueden ser sintetizados por el organismo.
AMINOÁCIDOS ESENCIALES
Fenilalanina
Treonina
Isoleucina
Triptófano
Leucina
Valina
Lisina
Arginina
Metionina
Histidina
Igual que los polisacáridos y los lípidos, las proteínas se forman como resultado de la síntesis por
deshidratación del grupo amino (-NH3), de un aminoácido con el grupo carboxilo (-COOH), de otro
aminoácido mediante un enlace covalente sencillo llamado enlace peptídico, y la cadena resultante de
dos aminoácidos se llama péptido. Si se agregan más aminoácidos a la cadena hasta formar una de 50 o
más aminoácidos se da el nombre de proteína.
La estructura de estas macromoléculas se describe a continuación, para lo cual se considera la
organización de la molécula por lo que resultan cuatro niveles de estructura.
44
Biología I
Unidad 1
La estructura primaria está formada por una serie de aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos en
forma de cadena. La estructura secundaria se
forma por una cadena polipeptídica que adopta
la forma de una escalera de caracol llamada
hélice alfa ( ), o bien adquiere la configuración
de una lámina plegada conocida como tipo beta
(). La estructura terciaria se presenta cuando
la cadena en forma de hélice alfa sufre otros
dobleces, enrollándose sobre sí misma y dando
la configuración globular o alargada, como la de
las enzimas y la albúmina del huevo. La
estructura cuaternaria se manifiesta cuando
dos o más cadenas polipeptídicas se unen
formando
una
hemoglobina
proteína
encargada
gigante
de
como
la
transportar
el
oxígeno de la sangre.
La desnaturalización es una alteración que se presenta cuando la proteína pierde su estructura secundaria
o terciaria sin romper los enlaces peptídicos entre los aminoácidos; por ejemplo, la desnaturalización con
calor o rayos ultravioleta desnaturaliza las proteínas de bacterias o virus y hace que pierdan su función;
otro ejemplo: es el calor de la sartén al cocinar un huevo desnaturaliza la proteína albúmina del huevo y
cambia su aspecto de transparente a blanco y su textura de líquida a sólida.
Las proteínas desempeñan varias funciones en los seres vivos; las estructurales, como la elastina y la
colágena, dan elasticidad a la piel; la queratina, es la principal proteína del pelo, de los cuernos de los
animales y de las uñas; la seda de las telarañas y los capullos de las polillas de la seda. También tienen
un papel regulador al formar parte de hormonas como la insulina que regula el metabolismo de la glucosa;
para transporte como la hemoglobina portadora de oxígeno en la sangre, la actina y miosina son
proteínas contráctiles porque participan en la contracción muscular; las inmunitarias que actúan en
defensa del organismo como anticuerpos y las enzimas que dirigen casi todas las reacciones químicas
que se llevan a cabo dentro de la célula. Las proteínas se encuentran en la carne, el pescado, los huevos,
la leche y sus derivados.
45
Biología I
Unidad 1
Los ácidos nucleicos son largas cadenas de unidades similares llamadas nucleótidos. Cada nucleótido
está formado por una base nitrogenada que puede ser púrica (adenina y guanina) o pirimídica (citosina,
timina y uracilo), una pentosa que puede ser la ribosa o la desoxirribosa y un grupo fosfato.
Fórmula de la molécula de la base púrica de adenina.
Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico o
ADN y el ácido ribonucleico o ARN, ambos difieren entre sí por el
tipo de pentosa y el tipo de nucleótidos presentes en cada molécula.
El ADN tiene en su estructura desoxirribosa y las bases
nitrogenadas adenina, guanina, citosina y timina, mientras que el
ARN tiene en su estructura ribosa y las bases nitrogenadas adenina,
guanina, citosina y uracilo.
El ADN se encuentra en los cromosomas en el núcleo de las
células. La sucesión de nucleótidos contiene la información
hereditaria en forma de genes y organizados dan el código
genético necesario para construir las proteínas de cada organismo.
El ARN, llamado mensajero, copia el código genético en el núcleo
de la célula y lo lleva al citoplasma para la síntesis de proteínas.
Como puedes ver son las moléculas responsables de la transmisión
de las características hereditarias.
Comparación de los modelos de las moléculas de DNA y RNA.
46
Biología I
Unidad 1
Las vitaminas son sustancias orgánicas que el organismo necesita en pequeñas cantidades para el
equilibrio de las diferentes funciones vitales. Actúan en su mayoría como coenzimas favoreciendo la
acción de las enzimas, de esta manera contribuyen a un mejor metabolismo y ayudan a prevenir
enfermedades. No son bloques de construcción, ni producen energía, sino son eslabones que logran
uniones para que las funciones orgánicas se lleven a cabo y se mantengan dentro de complicado mundo
químico de nuestro organismo.
Nuestros problemas de salud se reducirían en gran medida si tomáramos las cantidades adecuadas de
vitaminas. Las frutas y las verduras son una importante fuente de vitaminas.
Estos compuestos se clasifican en liposolubles o hidrosolubles. Las liposolubles son solubles en grasa y
corresponden a las vitaminas A, D, E y K. Las hidrosolubles son solubles en agua y comprenden a las del
grupo o complejo B (B1, o tiamina, B2 o riboflavina, B5 niacina, B6 o piridoxina, ácido pantoténico, ácido
fólico y la B12) así como la vitamina C.
Todos los compuestos químicos tanto inorgánicos como orgánicos los obtiene el organismo a través de la
alimentación.
La nutrición se refiere al conjunto de pasos por los cuales los alimentos ingeridos se transforman
químicamente mediante la digestión para poner a disposición del organismo (absorción) los nutrimentos
contenidos en los alimentos y sean asimilados y utilizados para su crecimiento, formación de nuevos
tejidos, reemplazo de tejidos que se desgastan o destruyen, así como para la reproducción y como fuente
de energía para satisfacer las necesidades calóricas del organismo. La necesidad total de Kilocalorías
(energía) por día para un adulto que trabaja es de 3 000Kcal, los hombres jóvenes (14 –19 años) 3 000 a 3
800 Kcal, mujeres jóvenes (12 – 19 años) 2 500 a 3 000 Kcal.
En la siguiente tabla se muestra en qué alimentos podemos encontrar las diferentes vitaminas, así como
las enfermedades que se producen cuando faltan estas vitaminas en la alimentación.
VITAMINA
ALIMENTOS QUE LA CONTIENEN
Jitomate,
A
betabel,
REQUERIMIENTOS
ENFERMEDADES POR
DIARIOS
DEFICIENCIA
zanahoria,
chabacano, yema de huevo, leche,
Xeroftalmia,
5 000 U. I*
ceguera
nocturna,
alteraciones en la piel y mucosas.
mantequilla y verduras de hoja.
B1
Cereales,
hígado,
leche,
pescado,
levadura
de
huevo,
cerveza,
2 mg
Beriberi,
que
afecta
al
sistema
nervioso, el tracto gastrointestinal y
47
Biología I
Unidad 1
nueces, verduras y leguminosas.
el sistema circulatorio.
VITAMINA
ALIMENTOS QUE LA CONTIENEN
B2
Hígado, carne, verduras de hoja
REQUERIMIENTOS
ENFERMEDADES POR
DIARIOS
DEFICIENCIA
1.5 a 2 mg.
Quelosis, descamación de los labios
verde y pescado.
y las comisuras y alteraciones de la
piel.
B5
Leguminosas,
hígado,
leche,
maíz, carnes y huevo.
9 meq** por cada
1 000 Kcal ingeridas
Pelagra, que causa alteraciones de
la piel y del tubo digestivo y
del
sistema nervioso.
B6
B12
Hígado,
plátano,
aguacate,
2 mg.
Depresión,
dermatitis
seborreica,
oleaginosas, leguminosas, leche y
irritabilidad y glositis (inflamación de
derivados y carnes.
la lengua).
Hígado, carne y riñón (es sintetizada
5 a 6 micro gramos
Anemia.
por la flora intestinal).
ÁCIDO FÓLICO
ÁCIDO
Verduras de hojas verdes e hígado.
0.4 mg
Anemia y glositis.
En casi todos los alimentos.
0.4 mg
Deficiencias en el metabolismo de
PANTOTÉNICO
carbohidratos y grasas.
Frutas y verduras frescas
VITAMINA C
50 mg
(antioxidante).
Escorbuto, disminuye la resistencia
de los vasos sanguíneos, retrasa la
cicatrización, debilidad y dolor en los
huesos.
Se produce en la piel por la
VITAMINA D
400 U. I.
Raquitismo
exposición al Sol, es escasa en la
huesos
yema del huevo y el pescado.
inferiores).
Calciferol
(deformidades
de
las
en
los
extremidades
Puede haber deformaciones en la
columna vertebral .
Aceites de maíz, ajonjolí, nueces,
VITAMINA E
almendras,
hojas
verdes
de
vegetales y germen de trigo.
20 a 30 U. I.
Anemia. Si se consume en exceso
puede producir hipertensión arterial,
alteraciones en la mineralización de
los huesos y la coagulación.
VITAMINA K
Espinaca, acelgas, se sintetiza en el
Coagulante
intestino por medio de la flora
sanguíneo
microbiana.
Hemorragias.
*U. I = Unidades internacionales.
** Mili equivalentes.
La dieta diaria debe ser completa, es decir, contener todos los nutrimentos esenciales y cubrir los
requerimientos de cada individuo. Los alimentos se han clasificado en cuatro grupos:
48
Biología I
Unidad 1
 I. Verduras y frutas. Contienen
vitaminas, minerales,
antioxidantes y fibra; muchas de ellas ayudan a bajar los
niveles de colesterol y protegen la aparición de ciertos cánceres
 II. Granos y sus derivados. Los cereales integrales son mejores
porque sus cubiertas contienen nutrimentos, además proporcionan
la fibra que mejora el funcionamiento del intestino. Los cereales son
energéticos y si se combinan con las leguminosas pueden incluso
sustituir el valor proteínico de la carne o el huevo.
 III. Productos animales. La carne, leche y huevo tienen
principalmente
proteínas,
hierro,
calcio
y
vitaminas.
Se
recomiendan tres raciones al día. Los adultos deben consumir
los que contengan menos grasa.
 IV. Grasas y azúcares. Son importantes pero su consumo máximo
debe corresponder del 25% al 35% de las calorías y sólo el 10% de
grasas saturadas.
Una pirámide de alimentos se observaría de la siguiente manera:
49
Biología I
Unidad 1
Con base en esta clasificación de los alimentos, la regla central es incluir por lo menos un alimento de
cada grupo en cada comida y variar lo más posible tanto los alimentos de cada grupo como la forma de
prepararlos. Por último, la dieta diaria debe contener un 65% de carbohidratos, 30 o 40% de grasa y un
15% de proteínas, además de vitaminas, minerales y agua.
50
Biología I
Unidad 1
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y anota en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que conteste correctamente cada una de ellas.
1. (
) Elementos químicos más abundantes en los seres vivos.
a) Na, K, Mg, C, Mg.
b) C, H, O, N, P, S.
c) O, S i. A l, Fe Mg.
d) O, C, Na, Cu, Co.
2. (
) El _____________es un bioelemento que forma parte de la clorofila y el____________forma
parte de la molécula de ATP.
a) magnesio – fósforo
b) azufre – cloro.
c) zinc – cobre.
d) potasio – fósforo.
3. (
) Son los minerales que en estado iónico participan en los fenómenos osmóticos regulando el
equilibrio hídrico en las células.
a) Fierro, zinc y magnesio.
b) Zinc, potasio y cloro.
c) Sodio, potasio y cloro
d) Sodio, zinc y cloro.
4. (
) El bióxido de carbono es importante en el proceso de fotosíntesis porque…
a) es una de las principales moléculas orgánicas de los seres vivos.
b) libera átomos de oxígeno para formar carbohidratos.
c) proporciona moléculas de monóxido de carbono para formar carbohidratos.
d) proporciona los átomos de carbono para formar carbohidratos.
51
Biología I
Unidad 1
5. (
) Los compuestos químicos inorgánicos presentes en los organismos son…
a) agua, bióxido de carbono, oxígeno, sales minerales.
b) carbohidratos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.
c) hidrocarburos, carbohidratos, alcoholes, vitaminas.
d) Alcoholes, éteres, aminas, esteres.
6. (
) Las propiedades físicas y químicas del _____________ son importantes para el metabolismo
celular, ya que es el medio donde se efectúan las reacciones químicas en el interior de la célula.
a) oxígeno
b) bióxido de carbono
c) carbono
d) agua
7. (
) Los carbohidratos son importantes para la vida porque…
a) se almacenan en tejido adiposo como reserva de energía.
b) son la principal fuente de energía para los seres vivos.
c) son la clave para la herencia.
d) dirigen y regulan el metabolismo celular.
8. (
I
) ¿Qué opciones contiene enunciados correspondientes a los ácidos nucleicos?
Son compuestos orgánicos aldehídicos o cetónicos que proporcionan energía al organismo.
II Están formados por cadenas de unidades monoméricas llamadas nucleótidos.
III Son cadenas polipeptídicas que forman estructuras como el pelo, la piel y las uñas.
IV Contienen la información hereditaria en forma de código genético.
V Presentan en su estructura grupos fosfato, bases nitrogenadas y un azúcar.
a) I, II, IV
b) II, III, V
c) II, IV, V
d) I, III, V
52
Biología I
Unidad 1
9. (
) La papa, los cereales y las leguminosas son alimentos ricos en...
a) grasas.
b) Glucosa.
c) Glucógeno.
d) almidón.
10. (
) Los organismos adquieren los ____________ a través de la alimentación. La_________se
entiende como proceso por el cual se transforma el alimento químicamente para su asimilación.
a) nutrimentos - nutrición
b) alimentos - alimentación
c) nutrimentos - absorción
d) alimentos - ingestión
11. (
) Los alimentos del grupo II proporcionan a la dieta del individuo...
a) proteínas animales.
b) cereales y fibras.
c) frutas y verduras.
d) Grasas y azúcares
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te pide.
12. Relaciona ambas columnas. Escribe en el paréntesis de la izquierda la opción que corresponda a
cada enunciado.
(
)
Se identifican por tener en su estructura los grupos funcionales
oxidrilo y carbonilo; su fórmula general es C n(H2O)n y proporcionan
energía al organismo.
(
)
Presentan los grupos funcionales amino y carboxilo, se unen
mediante enlaces peptídicos para formar proteínas.
(
)
Se forman a partir de tres unidades de ácidos grasos y una molécula
de glicerol; son reservas de energía.
(
)
Tienen en su estructura un grupo fosfato, una base nitrogenada y un
azúcar; son las unidades del ADN y ARN.
(
)
A. Nucleótidos
B. Aminoácidos
C. Vitaminas
D. Alcoholes
E. Lípidos
F. Carbohidratos
Son sustancias orgánicas que actúan como coenzimas favoreciendo
la acción enzimática en el metabolismo.
53
Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
b
2
a
3
c
4
d
5
a
6
d
7
b
8
c
9
d
10
a
11
b
12
F, B, E, A, C
Sugerencias
Si te equivocaste en algunas respuestas repasa nuevamente el desarrollo sintético
del tema y corrige los errores. Si tienes dudas pregunta a tu profesor asesor.
1.5 TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
54
Biología I
Unidad 1
APRENDIZAJES



Comparar los fundamentos de las teorías del origen de la
vida.
Reconocer los experimentos que apoyan la teoría de la
síntesis abiótica.
Identificar los fundamentos de nuevas teorías sobre el
origen de la vida.
¿Cómo se originó la vida en la Tierra? ¿Cómo y cuándo hicieron su aparición los primeros seres vivos? La
respuesta a estas preguntas constituye un gran reto para la ciencia. Se han propuesto muchas ideas,
hipótesis y teorías, pero el misterio aún no está resuelto. Ayer como hoy, los científicos han intentado
contestar estas preguntas apoyados en el Método Científico.
Es común encontrarnos a lo largo de la historia de las culturas humanas con la creencia del origen divino
de la vida, es decir, que la vida no surgió de manera espontánea sino que fue puesta en la Tierra por un
creador, por un Dios. Esta idea conocida como Teoría Creacionista es enseñada por las principales
religiones, que encuentran imposible creer que la vida pudiera surgir sin la intervención de un poder
sobrenatural. Más que una teoría científica es una creencia porque es aceptada con base en la fe ya que
no puede ser comprobada por medio de la experimentación.
Hace dos mil años algunos filósofos griegos como Aristóteles creían que la vida podía haber aparecido
espontáneamente a partir de materiales inertes que tenían un principio activo que podía organizar o
dirigir una serie de eventos que producirían la vida. Para los primeros científicos la idea de que el lodo
producía peces y de que la carne en descomposición producía moscas eran explicaciones razonables para
lo que la gente observaba. Abundan los escritos medievales con observaciones similares y fabulosas
recetas para crear vida; se pensaba que los microorganismos surgían espontáneamente del caldo, los
gusanos de la carne descompuesta, los gansos de ciertos abetos que habían tenido contacto con agua de
mar y los ratones de mezclas de camisas sudadas y trigo. Este concepto de que la vida surge de la
materia inanimada constituye el fundamento de la Teoría de la generación espontánea.
Probablemente estas creencias te parecerán absurdas pero los hombres que las sostenían no eran
ignorantes sino científicos de renombre, sólo tenemos que considerar el contexto histórico en que
surgieron.
55
Biología I
Unidad 1
La interpretación incorrecta de los hechos
y la falta de control de variables, que
afectaron los
resultados finales de los experimentos realizados para probar la hipótesis de la generación espontánea,
fueron la causa de que se sostuviera como explicación al origen de la vida.
En 1668 el físico italiano Francesco Redi diseñó un experimento en condiciones controladas con el fin de
refutar la idea de la generación espontánea. Formuló una hipótesis que puede demostrarse: las moscas
producen los gusanos. En su experimento, Redi quería demostrar sólo una variable: el acceso de las
moscas a la carne. Tomó dos frascos limpios y los llenó de pedazos de carne. Dejó un recipiente abierto
(el recipiente control) y el otro lo tapó con gasa para impedir el acceso a las moscas (recipiente
experimental).Después de unos días observó que había gusanos sobre la carne que se encontraba en el
recipiente abierto, pero no los había en la carne del recipiente cubierto. Redi concluyó que su hipótesis era
correcta y que los gusanos eran producidos por las moscas y no por la carne misma. Sólo mediante
experimentos controlados pudo contradecirse la antigua hipótesis de la generación espontánea.
A pesar de que Redi había refutado la generación espontánea en organismos macroscópicos y los
microorganismos eran tan numerosos y tan extendidos, se continuó con la creencia de que éstos surgían
espontáneamente de una fuerza vital que estaba en el aire. Como puedes darte cuenta, los experimentos
de Redi no destruyeron la idea de la generación espontánea.
John Needham (1713 -1781), científico inglés, intentó demostrar la existencia de una fuerza vital
mediante experimentos en los cuales llenaba botellas con caldos nutritivos, los hervía durante dos minutos
aproximadamente y luego las sellaba. A pesar de todas sus precauciones, los caldos se infestaban con
microorganismos, por lo que concluyó que la generación espontánea de microorganismos era el resultado
obligado de la materia orgánica en descomposición, al ser animada por una fuerza vital.
En Italia, Lázaro Spallanzani (1729- 1799) no aceptó las conclusiones de Needham convencido de que
los resultados que éste había obtenido eran provocados por una esterilización insuficiente, repitió los
experimentos hirviendo los cultivos durante lapsos mayores y en ningún caso aparecieron microbios en
ellos. Sin embargo los seguidores de la generación espontánea rechazaron sus experimentos
argumentando que el hervor excesivo había dañado el aire y el caldo de las botellas, impidiéndose así la
aparición de nuevos seres vivos.
A finales del siglo XVIII, Anton van Leewenhoek (1632-1723) logró perfeccionar el microscopio óptico y
descubrió que el aire y el agua contenían gran cantidad de microorganismos y que éstos eran los que
contaminaban sus cultivos, sin embargo esto dio nuevos ánimos a los propugnadores de la generación
espontánea.
56
Biología I
Unidad 1
Louis Pasteur, científico francés, en 1862 había trabajado en los problemas de la acidificación de la leche,
de la fermentación del jugo de uva y de la transformación del vino en vinagre. Esta experiencia le permitió
diseñar un experimento en el que solamente el aire, y no los microorganismos, pudiera entrar en contacto
con un caldo nutritivo.
Diseñó matraces de cuello de cisne en los que colocó soluciones nutritivas que hirvió hasta esterilizarlas.
Al enfriarse las soluciones, el aire volvía a entrar al matraz, pero los microorganismos o esporas quedaban
atrapados en el cuello del matraz sin entrar en contacto con el caldo nutritivo, que permanecía inalterado.
Cuando el cuello se rompía, el líquido rápidamente se descomponía, mostrando así que el hervor no lo
había dañado. Y como el aire había estado en contacto con la solución, los allegados a la generación
espontánea no podían alegar que éste también se hubiese estropeado. Pasteur cerró la puerta a la
generación espontánea y demostró que la vida procede de la vida, es decir, que los organismos vivos
provienen sólo de otros organismos vivos, éste es el fundamento de la biogénesis y ha sido aceptado
por los biólogos por más de 100 años; aunque su trabajo echó por tierra la idea de la generación
espontánea, no contesta a la pregunta de ¿Cómo comenzó la vida en la Tierra? Nadie sabe con certeza
cuáles fueron las condiciones que reinaron en la Tierra primitiva.
Es de consenso general que para que naciera la vida debieron ocurrir dos procesos:
1) La formación de moléculas orgánicas simples importantes para la vida.
2) La organización de esas moléculas en moléculas orgánicas complejas, como las proteínas.
En la década de 1930, un científico ruso, Alexander Oparin, y el inglés John B. S. Haldane postularon
la Teoría de la síntesis abiótica o Quimiosintética, también conocida como Teoría de Oparin-Haldane.
Ambos propusieron la hipótesis de que la vida empezó en los océanos primitivos, hipótesis que es
ampliamente aceptada hoy en día. Ellos advirtieron que hace varios millones de años, la atmósfera de la
Tierra no tenía oxígeno libre como hoy en día y se componía de vapor de agua (H 2O), hidrógeno (H2),
metano (CH4), amoniaco (NH3), bióxido de carbono (CO2) y ácido cianhídrico (HCN). La atmósfera rica en
oxígeno que conocemos no habría permitido la formación de moléculas orgánicas necesarias para la vida,
pero sí una atmósfera altamente reductora por la abundancia de hidrógeno. Estos gases provenientes
de la intensa actividad volcánica integraron la atmósfera secundaria de la Tierra.
¿Cómo pudieron formarse estas sustancias sencillas de manera abiótica y dar lugar después a
compuestos orgánicos simples importantes para la vida?
57
Biología I
Unidad 1
La radiación ultravioleta, las descargas eléctricas, choques de meteoritos, radiaciones cósmicas y
el calor emanado por los volcanes, constituían las principales fuentes de energía que desencadenaron
las reacciones químicas para producir compuestos orgánicos sencillos a partir de las sustancias
presentes en la atmósfera en aquel entonces. Al cabo de millones de años la Tierra se enfrió lo suficiente
para permitir la existencia de agua líquida, la cual se condensó y precipitó en forma de lluvias torrenciales
arrastrando muchas sales minerales y compuestos, formándose así los océanos primitivos. Oparin imaginó
que se producían muchas reacciones químicas en la atmósfera y que los productos caían en forma de
lluvia en los océanos para formar lo que con frecuencia se ha denominado sopa primitiva o caldo
nutritivo.
En 1953, dos científicos americanos, Stanley
Miller y Harold Urey decidieron probar la
hipótesis de Oparin, simulando las condiciones de
la Tierra primitiva en el laboratorio. Colocaron una
mezcla de agua en forma de vapor con amoniaco,
metano e hidrógeno en un matraz y sometieron la
mezcla a descargas eléctricas que simulaban los
relámpagos, también la calentaron y enfriaron una
y otra vez para simular las fluctuaciones diarias de
la
temperatura.
Después
de
una
semana,
analizaron las sustancias químicas del matraz y
encontraron
varios
tipos
de
aminoácidos,
azúcares y otros compuestos orgánicos, estos
resultados
confirmaron
que
los
compuestos
fundamentales para los seres vivos se podían
Figura 1.5.1 Experimento de Miler-Urey.
originar abióticamente tal como Oparin lo había
predicho (figura 1.5.1).
Experimentos posteriores basados en los principios generales de Miller – Urey se fueron haciendo más
complicados, no solamente se simulaban las condiciones de la atmósfera primitiva sino también la
hidrosfera como lo hizo Ponnamperuma; colocó un matraz en el que el agua se evaporaba y acumulaban
todos los productos de la reacción de la atmósfera reductora que en contacto directo con ella formaba una
sopa primitiva. Más adelante, al conocer la composición química de los gases volcánicos se empezaron a
utilizar otras sustancias como el ácido sulfídrico (H 2S), el formaldehído (H2CO) y el monóxido de carbono
(CO).
58
Biología I
Unidad 1
De esta diversidad de experimentos se obtuvieron una gran cantidad de compuestos orgánicos como
aminoácidos, purinas, pirimidinas, carbohidratos, moléculas energéticas como ATP y otros más;
todos ellos presentes en los seres vivos.
Figura1.5.2.
Los compuestos orgánicos sencillos presentes en la sopa primitiva serían monómeros como los
aminoácidos, monosacáridos, ácidos grasos, glicerol, bases púricas y pirimídicas, formados a partir de
amoniaco, metano y vapor de agua. Una vez formadas las unidades de construcción primordiales por
síntesis abiótica, la etapa siguiente de su evolución química tiene que haber consistido en la formación
de enlaces covalentes entre los bloques de construcción, originando biomoléculas más complejas, tales
como péptidos, nucleótidos, lípidos y, después, polímeros como polisacáridos, proteínas y ácidos
nucleicos, mediante reacciones de condensación.
Oparin sugirió que la primera célula surgió de modo espontáneo de esta disolución concentrada y caliente
de compuestos orgánicos, ya que los océanos primitivos alcanzaban casi el punto de ebullición.
Quienes objetan la idea de Oparin-Haldane de que es en el mar primitivo donde tuvo lugar el origen de la
vida, se basan en estudios que muestran que si se deja gotear una mezcla de monómeros sobre arcilla,
arena o una roca caliente, el agua se evapora, lo cual acelera la unión de monómeros, o sea, la
polimerización; además, mencionan que estas reacciones pueden catalizarse por sustancias metálicas
que componen la arcilla o las rocas. Si bien la síntesis abiótica de compuestos orgánicos pudo darse en el
océano, la polimerización para la formación de moléculas complejas debió llevarse a cabo sobre arcillas,
59
Biología I
Unidad 1
en las zonas costeras o lagunas desecadas, que por la lluvia o el oleaje y las mareas fueron regresadas al
mar.
El siguiente paso en el origen de la vida fue la formación de compuestos orgánicos complejos y su
inclusión en algún tipo de membrana circundante.
Oparin también desarrolló la teoría de que los primeros precursores de las células, a los que denominó
protobiontes, surgieron cuando se formó una interfase o membrana alrededor de una o más
macromoléculas por el proceso de coacervación (coacervar significa agrupar o aglomerar). Los
coacervados son modelos de sistemas poli moleculares que se obtienen mezclando dos soluciones
diluidas de compuestos de alto peso molecular como proteínas y carbohidratos, se observan como
pequeñas gotitas provistas de membrana que las separa del medio líquido que los rodea. Oparin estudió
minuciosamente las propiedades de los coacervados, proponiéndolos
como modelo de evolución prebiológica, encontrando que en
aquellos
formados
a
partir
de
sustancias
como
proteínas,
carbohidratos, ácidos nucleicos y otras más, ocurrían una serie de
procesos físicos; reacciones químicas de síntesis de relativa
complejidad que llevan a la formación de polímeros. Los coacervados
exhiben
características
parecidas
a
las
células
pues
crecen
absorbiendo materiales del medio y se dividen al alcanzar un tamaño
determinado.
Figura 1.5.3 Coavervados.
Tomado de Lazcano Araujo. El origen de la vida.
Otro experimento a favor de la teoría de la síntesis abiótica es la obtención
de las
microesférulas proteicas; pequeñas gotitas que se forman en
soluciones concentradas de proteinoides y cuyas dimensiones son
comparables a las de una célula. Fueron propuestas por Sydney W. Fox
como modelos precelulares, y se obtienen fácilmente a partir de
aminoácidos que se polimerizan por acción del calor. Estos proteinoides
disueltos en agua hirviendo dan lugar a las microesférulas. Tienen similitud
morfológica
y dinámica con las células, presentan fenómenos osmóticos, lo cual sugiere que poseen una
Figura 1.5.4 Microesférulas.
Tomado de Lazcano Araujo. El origen de la vida.
membrana,
incorporan materiales del medio, crecen y pueden romperse en un proceso semejante a la
fisión binaria o a la gemación.
A principios de 1930 el científico mexicano Alfonso L. Herrera,
experimentó con una serie de estructuras minúsculas con
60
Biología I
Unidad 1
apariencia de microorganismos que formaba a partir de diferentes proporciones de sustancias como
aceite, gasolina y diversas resinas. Los colpoides son estructuras que se obtienen mezclando aceite de
oliva y gasolina blanca, posteriormente se agrega una solución de hidróxido de sodio y hematoxilina como
colorante, que por su carga negativa se adhiere a la superficie de los colpoides. Las estructuras
resultantes exhiben una membrana, vigoroso movimiento amiboideo, corrientes internas y tendencia a
dividirse, características parecidas a las células.
Figura 1.5.5 Colpoides.
Tomado de Lazcano Araujo. El origen de la vida.
En 1942, Herrera publicó un artículo en el que describió la formación de lo que llamó sulfobios, que no
eran sino microestructuras organizadas con apariencia de células formadas a partir de tiocinato de amonio
y formalina; informaba al mismo tiempo de la síntesis de dos aminoácidos y de otros productos de
condensación, incluyendo algunos pigmentos.
El estudio de los posibles precursores de las primeras células o protobiontes demuestra la importancia de
la formación de una membrana que aísla el interior de las gotas (coacervados, microesférulas, sulfobios y
colpoides) del medio externo, permitiendo al mismo tiempo el intercambio de materia y energía. Este tipo
de funciones, junto con otras más complejas, las realizan actualmente las membranas biológicas y están
directamente relacionadas con su estructura.
Más tarde, posiblemente debido a la selección natural, los protobiontes desarrollaron un metabolismo
más eficiente y la aparición de la relación entre los ácidos nucleicos y las proteínas favoreció la adquisición
de material orgánico del medio (nutrición), su síntesis interna, reacciones químicas de degradación
mediante procesos sencillos para la obtención de energía (respiración) y, lo que es más importante, la
transmisión de esta información a sus descendientes (herencia) formados por fisión, fragmentación o
gemación (reproducción) que los transformaron en los primeros organismos unicelulares o eubiontes.
Los primeros seres vivos fueron células de nutrición heterótrofa, es decir, incapaces de producir sus
propios alimentos por lo que debían obtenerlos de las sustancias orgánicas de la sopa primitiva formada
en forma abiótica y de respiración anaerobia por la ausencia de oxígeno.
Hasta hoy, la teoría de la síntesis abiótica ha sido la más aceptada por su carácter multidisciplinario, lo
cual se refleja en la relación que se establece entre los procesos de evolución cósmica, geológica,
química, prebiológica y biológica.
61
Biología I
Unidad 1
Otra posible explicación del origen de la vida es la Teoría de la panspermia propuesta por Svante
Arrhenius en 1908. Sugiere que la vida en la Tierra se desarrolló a partir de una espora o bacteria muy
resistente a temperaturas extremas, al vacío y a las radiaciones, que llegó del espacio exterior en
meteoritos, que a su vez se habría desprendido de otro planeta en el que hubiera vida.
Esta teoría ha tenido objeciones en el sentido de que ninguna forma de vida terrestre como la conocemos
podía resistir a las radiaciones cósmicas así como las altas temperaturas que se generaron al entrar
meteoritos en la atmósfera terrestre. Los argumentos que invalidaron esta teoría en su tiempo fueron que
no resuelve el problema del origen de la vida ya que sólo lo traslada a ese otro planeta de donde
supuestamente procedían las primeras manifestaciones vivientes.
Descubrimientos recientes han dejado sorprendidos a los científicos al encontrar bacterias en el fondo del
Océano Pacífico en zonas cercanas a chimeneas volcánicas cuya temperatura alcanza más de 300°C.
Estas bacterias obtienen su energía de compuestos químicos por un proceso llamado quimiosíntesis y
forman la base de una variada cadena alimenticia que incluye camarones, cangrejos, gusanos tubulares,
almejas, peces y pulpos. Todos ellos deben estar adaptados para soportar un ambiente extremo: una
oscuridad total, temperatura de agua que varia entre 2°C en agua marina y 400°C en la boca de las
chimeneas y presiones cientos de veces superiores a las de la superficie del mar, además de altas
concentraciones de sulfatos y otros elementos nocivos.
Thomas Gold de la Universidad de Cornell (Estados Unidos) y colaboradores, comunicaron el hallazgo de
restos de bacterias encontradas a varios kilómetros de profundidad en el fondo de un pozo experimental
de petróleo en el norte de Suecia; estas bacterias se desarrollan en rocas porosas y calientes que se
encuentran bajo la tierra y obtienen su energía por el mismo proceso que las bacterias encontradas en la
chimeneas volcánicas submarinas. La existencia de estas bacterias también fue confirmada por Lloyd
Hamilton quién encontró restos de diferentes tipos de ellas en las rocas profundas localizadas en Arabia
Saudita.
Otro hallazgo es el descubrimiento de un antiguo grupo de seres primitivos parientes de las bacterias
llamados Archaeas. Viven en una fuente termal ubicada a 200 m bajo la superficie en Idaho, Estados
Unidos. Generan energía combinando hidrógeno de las rocas con dióxido de carbono, liberando metano
como subproducto.
Estos descubrimientos han llevado a los científicos a proponer Nuevas Teorías sobre el origen de la vida y
a pensar que la vida pudo tener su origen en las profundidades del océano, ya que estas bacterias han
62
Biología I
Unidad 1
estado viviendo desde hace muchos años en la profundidad de la corteza terrestre. Esto lleva a la idea de
que la vida tiene un Origen Subterráneo y que para sobrevivir evolucionaron sobre la superficie terrestre.
Gold piensa que la vida se desarrolló en las rocas más profundas y calientes, ya que es probable que la
vida de los primeros organismos dependiera del silicio y que, al adaptarse a las condiciones terrestres, fue
sustituido por el carbono. El fundamento de esta hipótesis es el siguiente:
 El hecho de que la corteza terrestre presenta un ambiente más estable que la superficie, porque la
temperatura es más o menos constante, esto podría proteger de daños a las moléculas primitivas.
 La corteza terrestre brinda protección contra las radiaciones cósmicas y las de la propia Tierra.
 Mientras exista agua subterránea y suficiente combustible químico, puede haber vida microbiana.
Otra hipótesis que se ha retomado actualmente es el Origen Extraterrestre de la vida. Existen evidencias
de que tanto los procesos prebióticos como los protobióticos ocurren en superficies cometarias, en
meteoritos y en polvo interestelar. Los estudios a través de técnicas de análisis de espectrometría de estos
cuerpos
en el espacio exterior arrojan datos de la existencia de materia orgánica, en especial de
aminoácidos y bases nitrogenadas (de las que están hechos el ADN y ARN), moléculas cuya relación con
las proteínas determinan en los seres vivos las características físico-químicas y el metabolismo. El estudio
de algunos meteoritos que han caído en la Tierra también revela la presencia de gran cantidad de
compuestos orgánicos, sobre todo aminoácidos.
Esta hipótesis extraterrestere pone objeciones a la teoría de Oparin-Haldane, ya que modelos teóricos
recientes de la formación de la Tierra sugieren que la atmósfera primitiva en lugar de reductora era
ligeramente oxidante, esto parece estar parcialmente confirmado por observaciones recientes realizadas
en yacimientos volcánicos del norte de África, que datan de 4 000 millones de años, en los que se ha
encontrado abundante oxígeno prehistórico atrapado en los minerales que conforman dichos yacimientos.
Aparentemente la atmósfera primitiva no albergaba las condiciones reductoras para que se llevara a cabo
la formación de moléculas orgánicas complejas y, por lo tanto, para que surgiera la vida.
Otra objeción es el tiempo. En 1992 los paleontólogos encontraron en Sudáfrica y en el oeste de Australia,
en los estromatolitos más antiguos del planeta, fósiles de cianobacterias (organismos unicelulares
llamados algas verde azules) de aproximadamente 3 600 millones de años de antigüedad, y en
Groenlandia, en rocas volcánicas se encontraron vestigios de actividad biológica, que datan de hace 3 900
millones de años. Si la antigüedad de la Tierra es de aproximadamente 4 500 millones de años y los
primeros 500 millones de años de su existencia fue bombardeada por meteoritos y asteroides que
calentaron su superficie lo suficientemente (temperaturas arriba de los 200°C) como para impedir cualquier
intento de formación de moléculas orgánicas, significaría que, entre que el planeta se enfrió y aparecieron
63
Biología I
Unidad 1
las primeras moléculas inorgánicas en la sopa primitiva y después las orgánicas, los primeros sistemas
moleculares auto replicantes con ácidos nucleicos, proteínas, azúcares y membranas, y además con un
metabolismo complejo, transcurrieron apenas 100 millones de años, lo que se ha considerado por algunos
investigadores como “poco tiempo” para que se formaran organismos vivos, aunque fueran unicelulares.
El llevar la explicación del origen de la vida fuera de la Tierra, hacia el espacio exterior, resuelve algunos
de los problemas que se presentan cuando se supone que la vida se originó aquí mismo.
En el espacio exterior el oxígeno libre existe en cantidades muy pequeñas, mientras que el hidrógeno es el
elemento más abundante, por lo tanto, las condiciones reductoras requeridas para la formación de
proteínas y ácidos nucleicos se dan en el exterior.
En el espacio exterior la temperatura es muy baja (entre -260 y -270°C), por lo que las moléculas
orgánicas pueden formarse sin ningún problema.
Los materiales arcillosos con los que están hechos los cometas sirven como catalizadores para la
formación de proteínas y ácidos nucleicos.
En el espacio exterior se tiene muchísimo tiempo para que se lleven a cabo los procesos prebióticos y
protobióticos y no sólo los 100 millones de años disponibles en la Tierra. En el espacio exterior se dispone
de 10 mil millones de años para la realización de estos procesos, que era la edad del Universo cuando la
Tierra se formó.
Como puedes ver, quedan todavía bastantes problemas que resolver y existe mucha controversia en la
comunidad científica con relación al origen de la vida tanto en el origen terrestre como en el extraterrestre,
falta mucho trabajo todavía por hacer para llegar a una respuesta definitiva.
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención los siguientes enunciados y escribe en el paréntesis la letra de la
opción correcta.
1. (
) La vida surge de manera repentina a partir de la materia inanimada, es el fundamento de la
Teoría
64
de
la____________________________,
en
cambio
la
Teoría
de
la
Biología I
Unidad 1
__________________________ propone que la vida tuvo su origen por un proceso de evolución
química y prebiológica de la materia.
a) generación espontánea - panspermia
b) panspermia - biogénesis
c) generación espontánea - síntesis abiótica
d) Biogénesis – panspermia
2. (
) El fundamento de la Teoría de la _________________ es que la vida se origina de la vida; en
cambio la Teoría de la ___________________ propone que la vida se desarrolló en la Tierra en
forma de esporas o bacterias resistentes a condiciones ambientales extremas, que habrían llegado
al planeta en meteoritos.
a) biogénesis – panspermia
b) síntesis abiótica – panspermia
c) generación espontánea – síntesis abiótica
d) biogénesis – generación espontánea
3. (
) ¿Cuál es la opción que contiene algunos fundamentos de la Teoría de la síntesis abiótica?
I. La atmósfera contenía metano, amoniaco, hidrógeno y vapor de agua. Estos gases
reaccionaron por la acción de radiaciones, calor de los volcanes y choque de meteoritos
formando compuestos orgánicos simples (monómeros).
II. La vida se origina de materia inerte mediante la presencia de un principio activo que hace surgir
la vida; por ejemplo, de lodos, suciedad y carne en descomposición.
III. La vida se originó en los océanos, cuando los compuestos resultantes de los gases
atmosféricos se disolvieron en el mar creando moléculas orgánicas complejas formando la sopa
primitiva.
IV. La evolución hacia los sistemas polimoleculares o protobiontes rodeados por una membrana
permitió el intercambio de materia y energía, así como el desarrollo de procesos metabólicos
cada vez más complejos.
V. La vida se desarrolló a partir de esporas o bacterias que entraron a la Tierra del espacio exterior
en meteoritos, que al chocar sobre la Tierra expandieron el material contenido en ellos.
a) I, II, III
b) I, III, IV
65
Biología I
Unidad 1
c) II, III, IV
d) I, II, IV
4. (
) Los experimentos de Miller – Urey y Ponnamperuma al simular las condiciones primitivas de
la Tierra, reforzaron la teoría de la__________________al obtener en el laboratorio
______________ y otros compuestos orgánicos que se encuentran presentes en los seres vivos.
a) generación espontánea – aminoácidos
b) panspermia – carbohidratos
c) biogénesis – ácidos grasos
d) síntesis abiótica – aminoácidos
5. (
) Oparin experimentó mezclando soluciones diluidas de carbohidratos y proteínas y obtuvo
modelos precelulares que se observan como pequeñas gotitas rodeadas de una membrana,
llamados_________________, exhiben características parecidas a las ___________________, los
más complejos realizan procesos físicos y reacciones químicas que semejan el metabolismo.
a) coacervados – células
b) sulfobios – microesférulas
c) colpoides – células
d) coacervados – microesférulas
6. (
) Los experimentos realizados por Sydney W. Fox que apoyan la ___________________se
basaron en la obtención de modelos precelulares a los que llamó microesférulas. Éstas se
obtienen mezclando soluciones concentradas de____________________ en las que se observa
también una interfase o membrana.
a) generación espontánea – carbohidratos
b) panspermia – proteinoides
c) síntesis abiótica – proteinoides
d) biogénesis – aminoácidos
66
Biología I
Unidad 1
7. (
) Una de las nuevas teorías sobre el origen de la vida se basa en que ésta pudo ocurrir en la
corteza
terrestre ya que es más estable que la superficie y brindó protección contra daños a las
moléculas primitivas. ¿cuál es la opción que apoya ésta hipótesis?
a) La existencia de formas de vida subterránea que soportan condiciones ambientales extremas y
obtienen su energía por quimiosíntesis.
b) La presencia de moléculas orgánicas formadas abióticamente en las superficies cometarias y
de meteoritos que han caído en la Tierra.
c) La obtención de compuestos orgánicos en condiciones experimentales que comprueban la
posibilidad de que se formara una sopa primitiva.
d) El análisis espectroscópico de cuerpos del espacio exterior que arrojan datos sobre la
existencia de materia orgánica, en especial aminoácidos.
8. (
) De las siguientes opciones ¿cuál contiene las evidencias que apoyan el origen extraterrestre
de la vida?
a) La existencia de archaeas y cianobacterias en fuentes termales y chimeneas volcánicas.
b) Los procesos prebióticos y protobióticos que ocurren en superficies cometarias y en meteoritos.
c) Bacterias que se desarrollan en rocas porosas y calientes encontradas en un pozo
experimental.
d) La certeza de que la vida de los primeros organismos dependía del silicio.
9. (
) La objeción a la teoría de Oparin de que la atmósfera primitiva de la Tierra no era reductora
sino ligeramente oxidante parece estar confirmada por...
a) el oxígeno prehistórico atrapado en minerales, encontrado en yacimientos volcánicos.
b) la abundancia de oxígeno presente en el Universo, por ejemplo, en cometas y meteoritos.
c) la formación de compuestos orgánicos en presencia de oxígeno en la Tierra primitiva
d) la gran cantidad de compuestos reducidos presentes en la atmósfera primitiva.
67
Biología I
Unidad 1
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
68
Respuesta correcta
c
a
b
d
a
c
Biología I
Unidad 1
7
8
9
a
b
a
Sugerencias
Si te equivocaste en algunas respuestas, repasa nuevamente en la guía el
desarrollo sintético del tema o consulta el libro: Starr y Ralph Taggart. Biología.
Unidad y Diversidad de la vida. International Thompson Editores. División
Iberoamericana. México. 2004.
AUTOEVALUACIÓN
El tiempo para la resolución de todos los ejercicios: 30 minutos.
INSTRUCCIONES: Coloca dentro del paréntesis de la izquierda la letra de la opción que responda
correctamente cada planteamiento.
1. (
) El carácter científico de la Biología se manifiesta por la naturaleza de sus conocimientos que
son:
69
Biología I
Unidad 1
a) empíricos e hipotético deductivos.
b) racionales, objetivos, y verificables.
c) inductivos, empíricos y racionales.
d) empíricos e hipotético inductivos.
2. (
) El carácter racional de los conocimientos de la Biología implican….
a) aplicar la lógica deductiva para relacionar hechos y datos mediante experimentos.
b) buscar la facilidad de crear modelos repetibles con carácter universal.
c) cuidar cada uno de los detalles en el planteamiento de problemas o fenómenos.
d) diseñar un experimento controlado con una o más variables dependientes.
3. (
) El campo de estudio de la Biología considera todo lo relacionado con …
a) los fenómenos socioculturales.
b) el origen y evolución de la materia en el Universo.
c) los seres vivos y todo lo que a ellos concierne.
d) el origen y la evolución de la Tierra.
4. (
) La Taxonomía es la rama de la Biología que estudia...
a) la herencia biológica.
b) la clasificación de los seres vivos.
c) el desarrollo de embriones a partir del huevo.
d) la descripción de órganos, aparatos y sistemas.
5. (
) Cuando se realiza un conteo de la población para conocer las edades de sus integrantes, la
Biología se interrelaciona con la….
a) Sociología.
b) Geografía.
c) Matemáticas.
d) Ética.
70
Biología I
Unidad 1
6. (
) Cuando los estudios biológicos se encaminan a resolver problemas de la salud humana, la
Biología se relaciona con….
a) Sociología.
b) Ética.
c) Ciencias de la Salud.
d) Antropología.
7. (
) Los denominados organismos genéticamente transformados (OGT) evidencian la aplicación
de la…
a) Biotecnología.
b) Bioética.
c) Ciencia.
d) Biología.
8. (
) Las células transforman la materia y la energía mediante reacciones químicas que conocemos
______________ dan respuesta a los estímulos del medio mediante la ________________ y son
capaces de mantenerse en _____________________ a pesar de los cambios del medio interno y
externo.
a) Homeostasis – irritabilidad - reproducción
b) Crecimiento – homeostasis - irritabilidad
c) Metabolismo – irritabilidad – homeostasis
d) Irritabilidad – reproducción - crecimiento
9. (
) La mariposa monarca migra desde los bosques del norte de Canadá hasta los bosques de
Michoacán en la República Mexicana, la migración es propia de la característica de…
a) metabolismo.
b) comportamiento.
c) conducta.
d) adaptación.
71
Biología I
Unidad 1
10. (
) ¿Cuál de los siguientes bioelementos forma parte de la hemoglobina de la sangre?
a) Calcio.
b) Hierro.
c) Sodio.
d) Potasio.
11. (
) Bioelemento que forma parte de algunas proteínas.
a) Azufre.
b) Potasio.
c) Calcio.
d) Cloro.
12. (
) ¿Qué opción contiene los enunciados que corresponden a las funciones del agua en los
seres vivos?
I. Es el compuesto inorgánico más abundante en la materia viva en proporción de 70 a 90%.
II. Participa en los procesos respiratorios como aceptor de hidrógenos.
III. Interviene en los fenómenos osmóticos bajo la forma de iones.
IV. Es el vehículo de transporte de nutrientes y desechos dentro y fuera de las células.
V. Es el medio donde se llevan a cabo las reacciones químicas en el interior de la célula.
a) I, II, V
b) II, III, V
c) I, IV, V
d) II, III, IV
13. (
) Es el compuesto inorgánico más abundante en la materia viva.
a) Agua.
b) Oxígeno.
c) Bióxido de carbono.
d) Carbonato.
72
Biología I
Unidad 1
14. (
) Son las moléculas que tienen la función de regular el metabolismo, dirigir la síntesis de
proteínas y transmitir los caracteres hereditarios.
a) Aminoácidos.
b) ADN y ARN.
c) Lípidos.
d) Carbohidratos.
15. (
) Los __________________ se sintetizan durante el proceso de fotosíntesis y se degradan para
liberar ____________ utilizada en las actividades celulares.
a) lípidos - oxígeno
b) ácidos nucleicos – energía
c) aminoácidos - hidrógeno
d) carbohidratos – energía
16. (
) La _________________ es un polisacárido que forma los exoesqueletos de los insectos,
mientras que la celulosa_______________integra las paredes celulares de las células vegetales y
el_____________ es la reserva energética contenida en el hígado de los animales.
a) quitina – celulosa – glucógeno
b) celulosa – quitina – almidón
c) quitina – celulosa – almidón
d) celulosa – quitina – glucógeno
17. (
) Los alimentos del grupo I son abundantes en...
a) Grasas y carbohidratos.
b) Vitaminas y minerales
c) Proteínas y grasas
d) Minerales y proteínas.
73
Biología I
Unidad 1
18. (
) ¿Cuál es la proporción de nutrimentos que requiere la dieta diaria de un individuo para
satisfacer sus necesidades diarias?
a) 80% de carbohidratos, 10% de grasas y 10% de proteínas.
b) 30% grasas, 50% de carbohidratos y 20 % de proteínas.
c) 65% de carbohidratos, 30% de grasas y 15% de proteínas
d) 30% de carbohidratos, 65% de grasas y 15% de proteínas
19. ( ) La teoría de la ____________________afirma que todo ser vivo procede de otro ser vivo y la
____________________________ afirma que los seres vivos se desarrollan a partir de la materia
inerte.
a) generación espontánea – biogénesis
b) biogénesis – generación espontánea
c) síntesis abiótica – biogénesis
d) panspermia - síntesis abiótica
20. ( ) De acuerdo con los experimentos realizados en apoyo a la teoría de la síntesis abiótica, la
concentración
de
moléculas
orgánicas
en
lodos
y
arcillas
favoreció
la
formación
de____________________ mediante reacciones químicas de ______________________ que
dieron lugar a los primeros sistemas________________________________
a) polímeros – degradación – polimoleculares.
b) aminoácidos – condensación – polimoleculares.
c) azúcares – degradación – polimoleculares.
d) polímeros – condensación – polimoleculares.
21. (
) De las siguientes opciones ¿Cuál contiene las evidencias que apoyan el origen subterráneo
de la vida?
a) La certeza de que la vida de los primeros organismos dependía del silicio.
b) El oxígeno prehistórico encontrado y el tiempo entre los procesos prebióticos y protobióticos
c) La existencia de archaeas y cianobacterias en fuentes termales y chimeneas volcánicas.
74
Biología I
Unidad 1
d) Los procesos prebióticos y protobióticos que ocurren en superficies cometarias y en meteoritos.
22. (
) De las siguientes opciones, ¿cuál contiene las objeciones a la teoría sobre el origen de la
vida propuesta por Oparin?
a) La certeza de que la vida de los primeros organismos dependía del silicio.
b) La existencia de archaeas y cianobacterias en fuentes termales y chimeneas volcánicas.
c) Los procesos prebióticos y protobióticos que ocurren en superficies cometarias y en meteoritos.
d) El oxígeno prehistórico encontrado y el tiempo entre los procesos prebióticos y protobióticos
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y contesta lo que se te solicita.
23. Lee con atención los siguientes enunciados y escribe en el paréntesis del 1 al 5 de acuerdo con la
secuencia de eventos, relacionándolos con los experimentos que apoyan la teoría para explicar el
origen de la vida en la Tierra según Oparin y Haldane.
(
) Aparición de los primeros seres vivos o eubiontes.
(
) Atmósfera formada por metano, amoniaco, vapor de agua e hidrógeno.
(
) Formación de sistemas polimoleculares o protobiontes.
(
) Síntesis de polímeros como proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos.
(
) Síntesis de monómeros como aminoácidos, nucleótidos, ácidos grasos y monosacáridos.
24. Marca con una X sobre la línea de la izquierda los ejemplos que representan los beneficios de los
conocimientos aportados por la Biología.
a) ____ Desarrollo de productos utilizados en la elaboración de medicamentos y en la industria.
b) ____ Propicia la explosión demográfica que está alcanzando niveles alarmantes.
c) ____ Tratamiento de aguas negras para combatir los derrames de petróleo.
75
Biología I
Unidad 1
d) ____ Obtención de diferentes productos como detergentes, azúcares, aditivos alimenticios,
saborizantes.
e) ____ Desplazamiento de los productos naturales de los mercados.
f)
____ Aplicación de terapias genéticas.
25. Relaciona las siguientes columnas. Escribe en el paréntesis de cada descripción la letra del nivel
de organización que corresponda.
Descripción
(
)
Nivel de organización
Unidad biológica producto de la unión de los diferentes tipos de
moléculas que se combinan entre sí para formar estructuras celulares
que realizan funciones.
A) Aparatos o sistemas
(
)
Unión de células que comparten forma y función.
(
)
Se produce cuando los tejidos se agrupan de acuerdo con sus
características propias.
(
)
Es el resultado de la organización y funcionamiento de todos y cada
uno de los niveles, desde célula hasta sistema de órganos.
(
)
B) Órgano
C) Organismo multicelular
D) Célula
E) Tejido
Nivel de complejidad que se produce por la unión de diferentes
órganos.
26. Ordena los siguientes niveles de organización, anotando en los paréntesis de la izquierda los
números del 1 al 5 de acuerdo con la secuencia de complejidad creciente.
(
) Sistema
(
) Célula
(
) Órgano
(
) Tejido
(
) Organismo
27. Relaciona las siguientes columnas escribiendo en el paréntesis del lado izquierdo la letra de la
respuesta correcta.
(
76
)
Serie de pasos utilizados en las Ciencias Naturales como en
a) Hipótesis
la Biología para dar validez científica a sus descubrimientos y
b) Ley
generación de conocimientos.
c) Teoría
Biología I
Unidad 1
(
)
Explicación provisional sobre un fenómeno observado
d) Método experimental
(
)
Es la primera etapa del método científico y consiste en toda
e) Observación
percepción refinada de uno o más hechos, con la intención de
f) Planteamiento de problemas
integrar un fenómeno determinado.
g) Experimentación
(
)
Deriva de la observación que conduce a la formulación de
algunas interrogantes acerca de la misma.
(
)
Consiste en manipular ciertas variables escogidas con el fin
de obtener los resultados previstos por la hipótesis.
28. Lee el siguiente texto y contesta lo que se te solicita.
“Los estudiantes de Ecología de sexto semestre hicieron un experimento para probar el efecto de la
longitud de onda de la luz sobre el crecimiento de plántulas de lenteja. Para ello, en cinco cajas colocaron
20 semillas de lenteja, las pusieron a germinar y cubrieron cada “germinador” con papel celofán de un
color diferente: verde, amarillo, azul, rojo, transparente, y a uno lo cubrieron con cartulina negra. Las
opiniones respecto a cuál será el lote de semillas que crezca más está muy dividida, pero la mayoría de los
estudiantes consideran que el mayor crecimiento se obtendrá con el celofán rojo”.
¿Cuál es el diseño experimental del caso?__________________________________________________
¿Cuál es la hipótesis que prevalece?_______________________________________________________
¿Cuál es la variable independiente?________________________________________________________
¿Cuál es la variable dependiente?__________________________________________________________
29. Relaciona ambas columnas. Escribe en el paréntesis de la izquierda la letra de la columna de la
izquierda que le corresponda.
77
Biología I
Unidad 1
(
)
(
)
FUNDAMENTOS
Los seres vivos se originan de la materia inerte como lodo, carne o
cualquier otra sustancia en descomposición.
Esporas y bacterias fueron transportadas en meteoritos y al caer en la
Tierra fueron los precursores de las primeras formas de vida.
La evolución química de los compuestos presentes en la Tierra en
(
)
moléculas orgánicas complejas y su posterior organización en
sistemas polimoleculares originaron los primeros seres vivos.
(
)
(
)
TEORÍAS
Diversos experimentos como los de F. Redi, Spallanzani y L. Pasteur
demostraron que la vida procede de la vida.
A. Biogénesis
B. Síntesis abiótica
C. Panspermia
D. Creacionista
E. Plasmogenia
F. Generación espontánea
La vida fue puesta en la Tierra por un ser sobrenatural durante un
acto divino.
CLAVE DE RESPUESTAS
Número de pregunta
1
2
3
4
78
Respuesta correcta
b
a
c
b
Biología I
Unidad 1
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
 Los
c
c
a
c
d
b
a
c
a
b
d
a
b
c
b
b
c
c
5,1,4,2,3,
a, c, d, f
D, E, B, C, A
4,1,3,2,5
d, a, e, c, f, g
cinco
germinadores
bajo
condiciones diferentes de luz.
 Mayor crecimiento en el germinado
28
cubierto con celofán rojo.
 Las diferentes longitudes de onda dadas
por papeles de diferente color.
 Tasa de crecimiento de plántulas.
29
F, C, B, A, D
79
UNIDAD 2
BIOLOGÍA CELULAR
Biología I
Unidad 2
74
Biología I
Unidad 2
2.1 LA CÉLULA
APRENDIZAJES



Explicar el concepto de célula mediante los fundamentos de la
Teoría Celular.
Identificar las diferencias estructurales y fisiológicas entre célula
procariontes y eucariontes.
Reconocer los fundamentos de la Teoría de Endosimbiosis para
explicar la evolución de células procariontes a eucariontes.
Te has preguntado, ¿cuáles son las características que nos unen a todos los organismos, sean
microscópicos o macroscópicos? Una de esas características es nada menos que la célula.
La célula es la unidad funcional básica morfológica más pequeña de los seres vivos, en ella se manifiestan
las funciones fundamentales de la vida. Es un sistema abierto que permite intercambiar con su medio
externo materia y energía, y al mismo tiempo mantiene un equilibrio dinámico interno, producto de las
diferentes funciones que realiza. También es una estructura tridimensional, porque todos sus componentes
y organelos tienen longitud, anchura y profundidad, y a su vez es capaz de vivir de forma independiente,
como lo demuestran los numerosos organismos unicelulares.
Si es destruida o si son separados de ella sus organelos esenciales, pierde su capacidad de vida. Las
células varían de un modo extraordinario en forma y tamaño y con frecuencia tienen funciones
especializadas, relacionadas con estas diferencias.
En el transcurso del tiempo varios naturalistas y científicos han estudiado a la célula, su estructura y
función, y aunque la creación de la Teoría Celular se atribuye a Matthias Schleiden (1838) y a Theodor
Schwann (1839), en realidad es el resultado de los trabajos de varias personas dedicadas a la
investigación; a continuación se mencionan algunas de las aportaciones más importantes acerca del
conocimiento sobre la célula:

Robert Hooke observó cortes muy delgados de corcho, se dio cuenta que estaban formados por gran
cantidad de pequeños espacios a los que llamó celdillas o células (1665).

Nehemiah Grew propuso que la célula es la unidad fundamental de los organismos (1672).

Anton Van Leeuwenhoek perfeccionó la manufactura de lentes para microscopios y concluyó también
que la célula es la unidad fundamental de los organismos (1674).
75
Biología I
Unidad 2

Dutrochet sostiene que la materia viva está constituida por diminutas células redondas, las cuales
aumentan en tamaño y en cantidad (1824).

Robert Brown describe el núcleo (1831).

Rudolf Virchow llega a la conclusión de que todas las células se derivan de células preexistentes
(1858).
A partir de estos estudios y de otros más se desarrolló y conformó la Teoría Celular, la cual enuncia de
forma clara tres principios:
1) Todos los seres vivos están constituidos por una o más células, o dicho de otro modo, la célula es la
unidad morfológica - estructural de todos los seres vivos.
2) La célula es capaz de realizar todos los procesos metabólicos necesarios para permanecer con vida,
es decir, es la unidad fisiológica de los organismos.
3) La célula sólo puede aparecer a partir de otra ya existente, cuya idea se expresa en latín con la
famosa frase: Omnis cellula ex cellula (toda célula proviene de otra célula), es decir, la célula es la
unidad genética o de origen autónoma de los seres vivos.
Toda célula comparte tres características esenciales en cuanto a su estructura:

La presencia de una membrana externa que separa el protoplasma de la célula del medio externo.

El material genético ácido desoxirribonucleico (ADN), que es la información hereditaria que dirige
las actividades de la célula y que permite reproducirse y transmitir sus características a la
progenie.

La presencia de ribosoma y su metabolismo básico es semejante.
Ahora bien, basándose en la complejidad estructural y particularmente en la presencia o ausencia de una
envoltura que rodea el material genético (ADN), existen dos tipos distintos de célula:
1. Procarionte (del griego pro: antes y carion: núcleo), que literalmente significa “antes del núcleo” y
se le aplica a las células cuyo material hereditario no está limitado por una membrana nuclear.
2. Eucarionte (del griego eu: verdadero y carion: núcleo), “célula con núcleo verdadero” y su material
hereditario está limitado por una membrana nuclear.
76
Biología I
Unidad 2
En las células procariontes el material genético se encuentra en forma de una molécula grande y circular
de ADN al que no están asociadas diversas proteínas, y está ubicado en una región definida llamada
nucleoide.
Los procariontes son las formas de vida más antiguas que se conocen, incluye bacterias como la
Escherichia coli que es un heterótrofo, a las cianobacterias, grupo de procariontes fotosintéticos
también llamados algas azules o azul - verdes.
En las células eucariontes por el contrario, el ADN es lineal y está fuertemente unido a proteínas
especiales, su material genético está rodeado por una doble membrana nuclear que lo separa de las otras
subestructuras celulares. Los organismos eucariontes pueden ser unicelulares (protozoarios y algas),
multinucleados (hongos) y pluricelulares (plantas y animales).
Diferencias entre una célula Procarionte y Eucarionte
Estructura/proceso
Procarionte
Eucarionte
Membrana nuclear
Ausente
Presente
ADN
Desnudo y circular
Combinado con proteínas (histonas)
Cromosomas
Único
Múltiples
División celular
División binaria
Mitosis y/o meiosis
Los tipos celulares procarionte y eucarionte difieren entre sí en varios aspectos, pero lo fundamental es la
presencia en los eucariontes del núcleo que contiene el material genético rodeado por una membrana.
¿Cómo fue el proceso de evolución que dio origen a la célula eucarionte a partir de la procarionte? Existen
varias teorías que proponen una explicación acerca del proceso evolutivo de los procariontes hacia los
eucariontes. Una de ellas es la Tería Autógena, sostenida por F. J. A. Taylor y E. D. Dodson, la cual
“estipula que la célula eucarionte se originó como resultado de la formación progresiva de compartimentos
en el citoplasma y por el incremento progresivo del tamaño de la célula”. Si bien no se ha refutado no se
han presentado argumentos que expliquen la inexistencia de formas intermedias.
Una segunda teoría es la propuesta por Lynn Margulis, de las comunidades microbianas coevolucionadas
o endosimbiosis serial, la cual se basa en el establecimiento de una relación simbiótica, en la que los
individuos relacionados entre sí se benefician; tal asociación pudo darse entre una célula procarionte
77
Biología I
Unidad 2
mayor y una pequeña cianobacteria fotosintética o una bacteria heterótrofa y aerobia. La célula hospedera
aportaba protección y algunas sustancias a la célula pequeña y ésta retribuía alimentos si era fotosintética
o ATP si era aerobia. Al establecerse esta relación simbiótica, las células pequeñas evolucionaron dentro
de la mayor como sus estructuras funcionales, con lo que las cianobacterias pudieron derivar como
cloroplastos con función fotosintética; en algunas bacterias aerobias derivaron como las mitocondrias
con función respiratoria.
Apoya esta teoría el hecho de que las mitocondrias y los cloroplastos de las eucariontes actuales
presentan ADN y un código genético independiente de la célula y, por tanto, también se reproducen de
manera independiente. Esta simbiosis da un paso más hacia el estatus eucarionte al incorporar dentro de
su citoplasma una célula ambeboide flagelada, la cual tiene proteínas de microtúbulos. Además, se supone
que las estructuras tubulares de los centríolos se originaron de esta nueva incorporación. La nueva
adquisición mejoró la capacidad del simbionte para moverse, convirtiéndose así en un heterótrofo.
El evento final es que un procarionte altamente mejorado incorporó una cianobacteria con estructuras
eficientes de fotosíntesis para dar origen a un eucarionte autótrofo.
Estudios bioquímicos han aportado pruebas a esta teoría al encontrar bastante semejanza en la estructura
molecular de las membranas de las mitocondrias y la de algunas bacterias, así como en la membrana de
los cloroplastos y las cianobacterias. También se ha demostrado que algunas funciones metabólicas de las
mitocondrias y los cloroplastos son realizadas también por algunos procariontes.
En la década de los sesenta se descubrió el genoma de los cloroplastos y mitocondrias cuyo ADN es
parecido al de los procariontes, sus ribosomas en donde sintetizan las proteínas son más pequeños que
los del citoplasma, pero de igual tamaño que los ribosomas procariontes.
En la misma década los trabajos de Lynn Margulis y Sarah P. Gibbs sugirieron la simbiosis pero sin tomar
en cuenta al núcleo ya que lo consideran junto con el citoplasma como “partes integrantes de un sistema
genético coordinado”.
A continuación se presenta en forma esquemática el posible origen endosimbiótico de las células
eucariontes autótrofas y heterótrofas (fig. 2.1.1).
78
Biología I
Unidad 2
Figura 2.1.1 Esquema de la Hipótesis de la teoría Endosimbiosis (Wallace et al. 1990).
79
Biología I
Unidad 2
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee detenidamente las siguientes expresiones y contesta lo que se te pide.
1. (
) ¿A qué hacen referencia los siguientes enunciados?
I.
Son las unidades de la estructura y función de los seres vivos.
II. Todos los organismos están formados por una o más de ellas.
III. Representan la unidad que permite que se originen nuevos seres a partir de las que ya
existen.
a) subestructuras celulares.
b) concepto de célula.
c) fisiología celular.
d) anatomía de la célula.
Lee los siguientes enunciados y responde lo que se solicita.
“Las bacterias como los robles, leones, amibas y hongos están formados por células.”
“En unos y otros organismos se llevan a cabo los procesos vitales, como metabolismo e
irritabilidad.”
“Y sólo pueden generarse nuevos organismos de los progenitores”.
2. (
) En los enunciados anteriores se recuperan los fundamentos del concepto de la célula
basados en:
a) Teoría Celular.
b) Síntesis Abiótica.
c) Generación Espontánea.
d) Vida Terrestre.
3. (
) La célula es la unidad anatómica de los seres vivos porque:
a) Tienen en común: composición química y estructural, así como metabolismo.
b) En la actualidad se originan de células preexistentes.
c) Están formados al menos por una célula aunque con diferencias de forma y estructura.
d) Realizan los mismos procesos vitales: metabolismo, irritabilidad y crecimiento.
80
Biología I
Unidad 2
4. (
) Tipo de célula que cuenta con una membrana nuclear.
a) Bacteria.
b) Cianofita.
c) Procarionte.
d) Eucarionte.
5. (
) Estudios bioquímicos han aportado pruebas que fortalecen a la Teoría Endosimbiótica,
porque la estructura molecular de las membranas de los cloroplastos y mitocondrias es similar a:
a) los protistas y hongos.
b) las bacterias y cianobacterias.
c) los animales y hongos.
d) las algas y bacterias.
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y contesta lo que se te pide.
6. Anota sobre la línea la letra P si el enunciado se refiere a una célula procarionte y la letra E si es a
una célula eucarionte.
81
(
)
Están representados por bacterias.
(
)
No presenta cromosomas múltiples.
(
)
Carece de membrana nuclear.
(
)
La reproducción se realiza por división binaria.
(
)
Presentan verdadero núcleo que contiene a los cromosomas y uno o más nucleolos.
(
)
Presencia de organelos como cloroplastos en los fotoautótrofos, mitocondrias y vacuolas.
Biología I
Unidad 2
7. (
) Selecciona la opción que completa correctamente el siguiente cuadro con la información de la
estructura y/o la función y el tipo de célula al que pertenece. Anota en el paréntesis la opción
seleccionada.
ESTRUCTURA
FUNCIÓN
TIPO DE CÉLULA
Regula el paso de sustancias hacia
I
afuera de la célula y viceversa a
Eucarionte
través del transporte activo.
Pared celular
II
Lugar
Núcleo
donde
Procarionte y Eucarionte
se
encuentra
la
información genética.
III
Presenta el ADN circular y carece de
membrana nuclear.
Mitocondrias
IV
I
Eucarionte
II
III
IV
a)
membrana celular
protección y control hipoosmótico
procarionte
respiración celular
b)
retículo endoplásmatico
regulación de sustratos
eucarionte
síntesis proteicas
c)
sistema lisosomal
protección
procarionte
reserva de nutrientes
d)
tonoplasta
selección de nutrientes
eucarionte
respiración
8. Anota sobre la línea la letra F si el enunciado es falso y una V si es verdadero.
(
)
La Teoría endosimbiótica se basa en el proceso de plegamiento de la membrana.
(
)
En la teoría endosimbiótica la relación que se establece se caracteriza porque ambos
organismos asociados se benefician.
(
)
Una cianobacteria fotosintética dio origen a la mitocondria.
(
)
La Teoría endosimbiótica se apoya con el hecho de que los cloroplastos y las mitocondrias
presentan ADN independiente del existente en el núcleo de la célula.
(
)
Probablemente una bacteria aerobia dio origen a los cloroplastos.
82
Biología I
Unidad 2
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
7
8
Respuesta correcta
b
a
c
d
b
P,P,P,P,E,E
a
F, V, F, V, F
Sugerencias
Si contestaste menos de la mitad de los reactivos o te equivocaste repasa de
nuevo la guía y consulta el libro de Alexander, P. et al. Biología. Pearson Prentice
Hall. 1992.
83
Biología I
Unidad 2
2.2 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN CELULAR
APRENDIZAJES



Describir el modelo procarionte a partir del reconocimiento
de los organoides y sus funciones.
Describir el modelo eucarionte a partir del reconocimiento
de los organoides y sus funciones.
Comparar los modelos eucarionte vegetal y animal.
Una de las características que se toma en cuenta para diferenciar a las células es su complejidad
estructural, y la otra su información genética. Como se mencionó anteriormente, esto permite distinguir
dos tipos de células: procarionte y eucarionte.
La célula procarionte se presenta en los organismos “más sencillos” de estructura, suele medir entre 0.2
y 10 micras y su gran peculiaridad es ser anucleada, es decir, carece de núcleo, por lo tanto no tiene
membrana nuclear y el ácido desoxirribonucleico está libre en el citoplasma y no se encuentra asociado
con histonas.
A continuación se describen en forma breve las estructuras y funciones que presenta una célula
procarionte.
 El citosol es una solución coloidal formada por agua, pequeñas moléculas inorgánicas, orgánicas
y biopolímeros disueltos, cuya función es realizar las reacciones bioquímicas que consisten en el
metabolismo celular permitiendo la difusión de las sustancias de un lugar a otro.
 La membrana plasmática de la célula procarionte es una bicapa lipídica con proteínas insertadas
que está rodeada exteriormente por la pared celular y su función es controlar el paso de sustancias
(a su vez realiza las actividades de la respiración celular y la fotosíntesis, ésta última en ciertos
organismos). En el interior sólo hay ribosomas y unas invaginaciones o pliegues interiores de la
misma denominados mesosomas.
 La pared celular presenta una cubierta hecha de diversos biopolímeros, y cada uno de ellos
envuelve completamente a la membrana plasmática. Su composición química es un polímero de la
glucosa: la mureína, y está formado por dos derivados de la glucosa: la N-acetilglucosamina y el
84
Biología I
Unidad 2
ácido N-acetilmuránico, este último es exclusivo de la célula procarionte, además de
peptidoglucano.
 Dentro de la membrana plasmática se encuentra el material genético; está más o menos condensado
en una región denominada nucleoide o ácido desoxirribonucleico circular el cual presenta una
doble hélice sin extremos, es decir, en forma circular. La función del nucloide es almacenar,
replicar y transcribir la información genética. También se localizan en esa región los ribosomas
70S, que son pequeñas partículas hechas de ácido ribonucleico ribosomal y de decenas de
moléculas proteicas asociadas, cuya función es sintetizar a las proteínas y traducir el ácido
ribonucleico mensajero. Para realizar la función de movilidad esta célula presenta un flagelo que
tiene forma de un pequeño látigo y está formado por unas cuantas proteínas, en especial la
flagelina (fig.2.2.1).
Figura 2.2.1 Microfotografía y esquema del modelo de célula procarionte (Purves:2003).
*
Tabla resumen de los componentes de una célula procariótica (Salisbury F. y Ross C.; 1992).
PARED CELULAR (CON O SIN CÁPSULA)
MEMBRANA PLASMÁTICA o plasmalema (algunas veces con invaginaciones denominadas mesosomas)
NUCLEOIDE (cadena circular sencilla de ADN, el material genético)
CITOPLASMA
o Citosol (todas las sustancias contenidas por la membrana plasmática excepto el
nucleoide)
 Ribosomas (sitios de la síntesis de proteínas) de 15 nm de diámetro.
 Vacuolas (estructuras saculares más pequeñas que las células vegetales).
 Vesículas (vacuolas pequeñas).
 Depósitos de reserva (azúcares complejos y otros materiales).
85
Biología I
Unidad 2
FLAGELOS (estructuras filiformes que sobresalen de la superficie celular, para movimiento, formadas por
dos cadenas de flagelina, de 15 a 20 nm, más pequeñas que un microtúbulo).
* No todas las células procariontes tienen estas estructuras.
86
Biología I
Unidad 2
La célula eucarionte (fig. 2.2.2), a diferencia de la procarionte, presenta varias estructuras membranosas
tales como membrana celular, núcleo, membrana nuclear, citoplasma, citoesqueleto, ribosoma,
peroxisoma, lisosoma, etc. A estas estructuras membranosas y subestructuras se les conoce también
como organelos.
Figura 2.2.2 Modelo de célula eucarionte (Galván y Bojórquez; 2002).
A continuación se proporcionan las características y funciones de los organelos que forman parte de los
modelos eucarionte vegetal como animal.
 La membrana celular es la capa más externa de la célula viva y recubre el citoplasma, está
formada fundamentalmente por lípidos y proteínas. Se divide en tres capas: la capa externa y la
interna están constituidas por proteínas y la intermedia por una doble capa de lípidos.
Actualmente con la ayuda del microscopio electrónico se ha observado que la membrana es como
un modelo tipo mosaico fluido; éste propone una doble capa de fosfolípidos con sus extremos
polares orientados hacia las superficies interna y externa y sus extremos apolares hidrofóbicos
dirigidos en yuxtaposición hacia el centro de la bicapa, las proteínas pueden localizarse en la
superficie exterior o en la interior de la bicapa lipídica (proteínas extrínsecas) o bien en la matriz
87
Biología I
Unidad 2
fosfolipídica (proteínas intrínsecas); algunas están embebidas en la bicapa pero asoman hacia el
exterior, el interior o ambos lados (fig.2.2.3).
A. modelo completo de la
membrana con las proteínas
insertadas.
B. Sección de la bicapa de
la membrana con los
fosfolípidos
en
ambos
lados.
Figura 2.2.3 Estructura de la membrana (Galván y Bojórquez; 2002).
 La membrana tiene una doble función, proporciona protección y aislamiento; además es la vía por
donde se produce el intercambio de sustancias entre la célula y el medio exterior, mediante
procesos de difusión, transporte activo, así como de ósmosis.
 En algunas células la membrana externa está rodeada por una pared rígida o película dura. Estas
estructuras externas son aditamentos inanimados de la superficie de la membrana que no
afectan de modo sustancial la permeabilidad de la célula.
 En las plantas, la cubierta exterior se denomina pared celular y está compuesta de celulosa. La
pared celular brinda sostén e incluso puede evitar que la célula reviente en los medios
hipoosmóticos. La pared celular es el producto de las actividades sintéticas del protoplasto
(protoplasma de la célula vegetal).
 El citoplasma es un líquido viscoso de consistencia gelatinosa y su estructura corresponde a la de
un coloide
(constituido por una gran cantidad de moléculas de diferentes tamaños), en el que
están suspendidos los organelos y las microestructuras celulares.
 El citoesqueleto está constituido por tres grandes sistemas de filamentos: los microtúbulos, los
microfilamentos
y los filamentos intermedios. Estos filamentos se encuentran por todo el
88
Biología I
Unidad 2
citoplasma e interaccionan con la mayoría de las membranas de la célula. El citoesqueleto está
involucrado en funciones celulares sumamente importantes, entre ellas tenemos: regulación del
movimiento de algunas proteínas de membrana, división celular, transporte citoplásmico,
contracción, movimiento celular, etc. Las funciones del citoesqueleto están reguladas por
numerosas proteínas que se asocian a los filamentos debido a la acción hormonal. Tanto los
filamentos como sus proteínas asociadas pueden presentar anomalías que se expresan
finalmente como alguna patología celular. Entre las enfermedades en las que el citoesqueleto se
altera están la enfermedad de Alzheimer, algunos padecimientos en los que se afecta la forma de
los eritrocitos y el cáncer.
 El retículo endoplásmico es una red de membranas en forma de plegamientos que parecen
separar porciones de citoplasma y forman una red ininterrumpida que se prolonga desde la
membrana celular hasta la membrana nuclear. En algunas regiones de la célula se ve como
una serie de discos o sacos aplanados. En muchas partes de la célula el retículo endoplásmico
está asociado con unos pequeños gránulos densos situados a lo largo del borde exterior de su
membrana. Estas estructuras se denominan ribosomas y le dan aspecto rugoso a ciertas
regiones del retículo, por lo que éste se conoce como retículo endoplásmico rugoso en estas
regiones, se asocia con la actividad de síntesis de proteínas. El retículo endoplásmico liso no
contiene ribosomas y se observa en regiones celulares que participan en la síntesis y el
transporte de lípidos o en la destoxificación de una variedad de venenos. La función del
retículo endoplásmico es transportar las moléculas, las proteínas y los lípidos, y probablemente
otras moléculas. También puede servir de almacén de enzimas, como las que participan en la
síntesis de esteroides, de ahí que se piense que influye en la biosíntesis de estos compuestos.
 Las vacuolas son regiones transparentes y bien definidas del interior de la célula que contienen
agua y materiales disueltos. Funcionan como depósitos de líquidos y sales que, de otra manera,
podrían interferir con los procesos metabólicos que ocurren en el citoplasma. La membrana que
rodea a la vacuola se conoce como tonoplasto; por ejemplo, los organismos que viven en agua
dulce tienen esta estructura que les es útil para impedir la acumulación de líquidos. En diversas
células existen vacuolas que contienen enzimas digestivas y que se forman alrededor de
partículas alimenticias ingeridas.
 El complejo de Golgi posee una estructura membranosa que semeja a una pila de sacos o
vesículas aplanadas y son continuación de los canales del retículo endoplásmico liso; están
limitados por una membrana llamada dictiosoma. La porción externa del complejo de Golgi
89
Biología I
Unidad 2
expulsa su material secretorio dentro de glóbulos rodeados por una membrana llamada vesícula
secretora y que emigran hacia la superficie de la célula. Las vesículas son más pequeñas que las
vacuolas y desempeñan una variedad de funciones, de las cuales el transporte es una de las más
importantes. La principal función del complejo de Golgi es el almacenamiento, la modificación
y el empaque de sustancias de secreción, debido a que están particularmente desarrolladas en
células secretorias como el páncreas.
 Las mitocondrias son organelos esféricos o con forma de puro particularmente prominentes en
células con gran actividad metabólica. Las mitocondrias tienen doble pared; una membrana
exterior lisa que representa los límites externos y una membrana interna sumamente plegada. Los
pliegues o crestas se proyectan hacia el interior del organelo y poseen una variedad de enzimas
embebidas en su estructura. Estas enzimas participan en la degradación sistemática de moléculas
orgánicas para producir la energía que la célula necesita.
En la mitocondria se desarrolla el proceso de fosforilación oxidativa en íntima conexión con los
procesos de respiración celular, cadenas respiratorias; al igual que los cloroplastos las
mitocondrias tienen su propio ADN y sus propios ribosomas, es decir, se multiplican
independientemente del resto de la célula y al parecer controlan la síntesis de sus propias
membranas.
 Los cloroplastos son organelos exclusivos de organismos autótrofos fotosintéticos del reino
Plantae que están rodeados por una membrana externa que rodea a una matriz, el estroma. En el
estroma aparece una serie de membranas que adoptan la forma de bolsas aplanadas, los
tilacoides. Estas bolsas aplanadas o tilacoides, forman apilamientos que recuerdan a una fila de
monedas y se les denomina grana. Las membranas de los tilacoides contienen los pigmentos:
clorofila y carotenoides que se encargan de realizar la fotosíntesis, esto es, la captación de la
energía luminosa para transformarla en energía química.
 Los ribosomas son una serie de cuerpos esféricos o elípticos, constituidos por dos subunidades
de ácido ribonucleico y proteínas de diferente tamaño. En los ribosomas se ensamblan las
moléculas de proteínas; en ocasiones varias unidades de ribosoma se asocian a través de una
cadena de ácido ribonucleico, dando lugar a una estructura denominada polisoma. Los ribosomas
participan en la síntesis de proteínas, debido al ácido ribonucleico que contienen.
 Los lisosomas se asemejan por su forma a las mitocondrias, pero son más pequeños y tienen una
sola membrana delimitante. Contienen enzimas tan poderosas
como las enzimas hidrolíticas
(lipasa, proteasa, amilasa, etc.) que de no estar encerradas dentro de la membrana lisosómica
90
Biología I
Unidad 2
impermeable, digerirían los componentes celulares.
Los lisosomas participan en la digestión
intracelular y quizá también sean importantes para la destrucción de ciertas estructuras durante el
proceso de desarrollo.
 Los peroxisomas presentan forma de vesículas y son los responsables de catalizar las reacciones
de formación y destrucción de peróxido, así como de la oxidación de ácido glicólico, propio de los
vegetales.
 El núcleo generalmente se localiza en la porción central de la célula y está separado del
citoplasma por una envoltura formada por dos membranas (membrana nuclear); que se fusionan
en ciertas zonas y en las que se forman poros (orificios) que sirven como salida directa para
ciertas sustancias del núcleo. Todo el ácido desoxirribonucleico cromosómico se encuentra
empaquetado en fibras de cromatina gracias a su asociación con una cantidad igual de proteínas
llamadas histonas. El contenido nuclear (nucleoplasma) se comunica con el citosol por medio de
unas aberturas de la envoltura nuclear denominadas poros nucleares y contiene también al
nucleolo.
El núcleo es una de las partes más importantes de la célula, debido a que es el responsable de
regir los procesos de reproducción de la célula, además proporciona información hereditaria a
través del ácido desoxirribonucleico que forman los cromosomas presentes en él.
 El nucleolo es un denso corpúsculo que contiene las unidades de los ribosomas, está constituido
en gran parte por ácido ribonucleico y proteínas; representa una estación de tránsito y acumula el
ácido ribonucleico (ARN) en espera de pasar al citoplasma. El nucleolo es responsable de la
formación de ribosomas y adquiere particular importancia durante el proceso de división celular;
sin embargo, también se manifiestan en células que ya no se dividen, por ejemplo, en los
leucocitos de la sangre. A su vez, el nucleolo participa en el metabolismo del ARN.
 Los centriolos parecen un par de varillas cilíndricas; están situados justo encima de la membrana
del núcleo y dado que sus ejes longitudinales son perpendiculares entre sí, forman una cruz. La
estructura microtubular del centriolo es idéntica a la del cuerpo basal. La función del centriolo es
la formación de cilios y undulipodios, así como el control de la actividad de los mismos, y
probablemente intervienen en la formación del huso acromático, una estructura esencial en los
procesos de división celular (mitosis y meiosis).
 Los cilios y undulipodios son estructuras piliformes (con forma de pelos) ancladas por uno de
sus extremos y capaces de ejecutar diversos movimientos con su extremo libre, están forrados
por una membrana continua con la membrana celular. Deben su movilidad a estructuras llamadas
91
Biología I
Unidad 2
microtúbulos, son estructuras cilíndricas largas y huecas; constan de dos subunidades
proteínicas llamadas alfa tubulina y beta tubulina, que se combinan para formar la unidad básica
del microtúbulo. Estos pares unitarios se apilan extremo con extremo para formar un largo hilo
denominado protofilamento. Trece de estos protofilamentos están dispuestos unos al lado de
otros, en sentido paralelo, formando un círculo, algo así como los postes de una valla circular, con
lo cual se integra el microtúbulo. Presentan otro par de túbulos en el centro y los conjuntos
periféricos están formados por dobletes de tubos, además presentan un cuerpo basal; una
característica de los cilios y undulipodios maduros es que no se encuentran incluidos en el
citoplasma, sino salen de él y generalmente obtienen el recubrimiento de la membrana.
Los undulipodios, por lo general, se presentan en poca cantidad (1 a 3) y su longitud es mayor en
comparación con la de los cilios, los cuales son muy numerosos y su longitud generalmente es
corta. La función primordial de los cilios y undulipodios es dar movilidad a las células, ya sea en
forma individual, en el caso de los undulipodios, o bien, en forma conjunta, en el caso de los
cilios.
En los siguientes dibujos se identifican las estructuras propias de los modelos de la célula animal
eucariótica, así como de la célula eucariótica vegetal.
Célula animal
Célula vegetal
Figura 2.2.4 Modelo de células Animal y Vegetal (tomado de Jimeno; 2003).
92
Biología I
Unidad 2
En la siguiente tabla se enuncian los organelos que son comunes, así como los exclusivos para los tipos
de modelo celular eucarionte vegetal (propio de los organismos del reino Plantae) y animal
(correspondiente a los seres ubicados en el reino Animalia).
Estructuras de los modelos de las células eucariontes
Animal (reino Animalia) y Vegetal (reino Plantae)
Organelos
Plantae
Animalia
Membrana Celular
sí
sí
Pared celular
sí
no
Citoesqueleto
sí
sí
Retículo endoplasmático
sí
sí
Complejo de Golgi
sí
sí
Mitocondria
sí
sí
Cloroplastos
sí
no
Lisosoma
sí
sí
Vacuola
sí
sí
Peroxisoma
sí
no
Ribosoma
sí
sí
Núcleo
sí
sí
Nucleolo
no
sí
ADN
sí ,doble hélice
sí, doble hélice
ARN
sí
sí
Membrana nuclear
sí
sí
Centriolo
sí
sí
Como puedes observar, los modelos coinciden en la mayoría de los organelos celulares, sólo se
diferencian en unos cuantos.
Las mitocondrias, aparato de Golgi, retículo, entre otros organoides, en células vegetales son similares a
los de células de animales, pero existen los plastidios, exclusivos de vegetales. Hay dos tipos: los
pigmentados (cloroplastos y los cromoplastos) y los no pigmentados o leucoplastos (amiliplastos y
oleoplastos), así como las sustancias ergásticas, contenido celular en vacuolas o citoplasma, azúcares,
93
Biología I
Unidad 2
almidones, proteínas, grasas, látex, terpenos, aceites esenciales, alcaloides, taninos, glucósidos y
cristales, todos ellos de relevancia para la industria farmacológica, cosmética y médica, entre otras.
94
Biología I
Unidad 2
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee los enunciados y escribe en el paréntesis de la izquierda el inciso correcto.
1. (
) ¿Qué tipo de célula observarías a través del microscopio con el fin de encontrar cloroplastos?
a) Procarionte.
b) Animal.
c) Vegetal.
d) Eucarionte.
2. (
) La función de los ribosomas en las células es de…
a) sintetizar glucosa.
b) degradar lípidos.
c) formar aminoácidos.
d) sintetizar proteínas.
3. (
) El organelo que ayuda a mantener la forma de la célula, así como a mover a los cilios o
undulipodios es…
a) el citoesqueleto.
b) la mitocondria.
c) el lisosoma.
d) el complejo de Golgi.
4. (
) ¿Cuál es el organelo responsable de llevar a cabo la respiración celular en la célula
eucarionte?
a) Retículo endoplásmico.
b) Complejo de Golgi.
c) Mitocondria.
d) Nucleolo.
95
Biología I
Unidad 2
5. (
) ¿Cuáles organelos nos permiten saber que una célula eucariótica es autótrofa?
a) Mitocondrias y complejo de Golgi.
b) Cloroplastos y pared celular.
c) Retículo endoplásmico y ribosomas.
d) Lisosomas y peroxisomas.
6. (
) Estructura subcelular que en las células procariontes está formada por una doble capa de
lípidos con proteínas insertadas, su función es controlar el paso de sustancias, además de llevar a
cabo la respiración celular y la fotosíntesis.
a) Citoplasma.
b) Pared celular.
c) Membrana.
d) Núcleo.
7. (
) ¿Qué organelo tiene como función realizar el almacenamiento, la modificación y el empaque
de sustancias de secreción?
a) Ribosomas.
b) Complejo de Golgi.
c) Undulipodios.
d) Citoesqueleto.
8. (
) ¿Qué estructuras presentan las células procariontes?
a) Membrana, citoplasma y ADN circular.
b) Membrana, citoplasma y núcleo.
c) Membrana, citoplasma y nucleolos.
d) Membrana, citoplasma y ADN - ARN.
96
Biología I
Unidad 2
INSTRUCCIONES:
9. Basándote en la morfofisiología de los diferentes organelos, relaciona las dos columnas que se te
presentan a continuación, escribiendo en el paréntesis la letra del organelo correspondiente a las
características enunciadas.
Características
(
)
Organelo
Su matriz es rica en enzimas, posee ADN propio y allí se
lleva a cabo la respiración celular.
(
(
(
(
)
)
)
)
Es una estructura membranosa en forma de pila de
a) Aparato de Golgi
sacos o vesículas aplastadas llamada dictiosoma.
b) Retículo endoplásmico
Su membrana es de doble capa y posee poros; es el
c) Lisosomas
centro de control de la célula por contener ADN.
d) Membrana celular
Es una red de membranas que en algunas regiones
e) Núcleo
forma una serie de discos o sacos aplanados.
f) Mitocondria
Vesículas que liberan enzimas para hidrolizar proteínas y
otros materiales; participan en la excreción celular.
97
Biología I
Unidad 2
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Respuesta correcta
c
d
a
c
b
c
b
a
f, a, e, b, c
Sugerencias
Si contestaste menos de la mitad de los reactivos o te equivocaste, repasa de
nuevo la guía y consulta el libro de Alexander, P. et al. Biología. Pearson Prentice
Hill. 1992.
98
Biología I
Unidad 2
2.3 METABOLISMO CELULAR
APRENDIZAJES





Reconocer las características del ATP, como molécula
energética de los sistemas vivos, así como la ganancia y la
pérdida de energía en diferentes procesos metabólicos.
Describir los procesos metabólicos: anabolismo y catabolismo,
analizando el papel de las enzimas en el control energético del
metabolismo celular.
Describir los diferentes tipos de nutrición celular: Autótrofa:
quimiosíntesis y fotosíntesis; Heterótrofa: holozoica, saprobia y
parásita.
Analizar la importancia de la fotosíntesis en los sistemas vivos y
en el ambiente.
Comparar los tipos de respiración celular: aerobia, anaerobia y
fermentación; etapas, producción de energía y eficiencia
biológica.
La compleja organización de los sistemas vivos requiere, para su desarrollo y mantenimiento, un ingreso
constante de energía a través de las reacciones propias del metabolismo. Cabe destacar que la fuente
primaria de energía es el Sol; las plantas son los organismos que capturan la energía de éste.
Durante las transformaciones de energía se incrementan el desorden (entropía) del sistema, de tal manera
que en cada conversión, el organismo pierde un poco de la capacidad de la energía para realizar trabajo útil,
por lo que debe reponer esa pérdida consumiendo más energía.
Las reacciones de sustancias energéticas, como los carbohidratos, las grasas y hasta las proteínas,
liberan la energía potencial almacenada en esas moléculas al romper sus enlaces químicos. Dicha energía
se almacena en moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), para utilizarla en actividades vitales de la
célula; a este tipo de reacciones se les conoce como endergónicas cuando necesitan o utilizan energía;
por ejemplo, las plantas necesitan energía de la luz solar para producir sus alimentos, por lo tanto, la
producción de alimento en las plantas es una reacción endergónica. Existe otro tipo de reacción: la
exergónica, cuando libera energía, por ejemplo, la célula degrada carbohidratos para liberar energía y
almacenarla en forma de ATP.
De acuerdo a las Leyes de la Termodinámica, este tipo de reacciones ayuda al equilibrio de los organismos.
El trifosfato de adenosina o ATP, actúa como molécula energética biológica, y guarda o cede energía
gracias a sus dos enlaces éster-fosfóricos que almacenan cada uno 7.3 kcal/mol.
99
Biología I
Unidad 2
Al hidrolizarse se rompe el último enlace éster-fosfórico (desfosforilación) produciéndose ADP (difosfato
de adenosina) y una molécula de ácido fosfórico (H 3 PO4) que se suele simbolizar como P, liberándose
además la energía 7.3 kcal/mol.
ATP + H 2 O
ADP + P + energía (7.3 kcal/mol)
El ADP también puede ser hidrolizado, rompiéndose el otro enlace éster–fosfórico con lo que se liberan
otras 7.3 kcal/mol y se produce AMP (monofosfato de adenosina) y una molécula de ácido fosfórico.
ADP + H2 O
AMP + P + energía (7.3 kcal/mol)
La síntesis de ATP se puede realizar por dos vías que son:
1) Fosforilación en el nivel de sustrato: El ATP se sintetiza con la energía que se libera de una
biomolécula (sustrato) al romperse alguno de sus enlaces ricos en energía, como ocurre en ciertas
reacciones de la glucólisis y del ciclo de Krebs. Las enzimas que regulan estos procesos se
denominan quinasas.
2) Mediante enzimas del grupo de las ATP–sintetasas: El ATP se sintetiza mediante las ATPasas
existentes en las crestas de las mitocondrias o en los tilacoides de los cloroplastos, cuando dichas
+
enzimas son captadas por un flujo de protones (H ).
El ATP es la moneda energética de la célula, debido a que representa la manera de tener almacenado
un tipo de energía de pronto uso.
En todas las reacciones metabólicas en las que se necesita energía para la biosíntesis de moléculas se
utiliza el ATP, como también en la contracción muscular, en el movimiento celular, ciliar y flagelar, y en el
transporte activo a través de las membranas.
En ocasiones son utilizados para el mismo fin nucleótidos como el GTP (guanidín trifosfato), el UTP
(uridín trifosfato) o el CTP (citidín-trifosfato).
El metabolismo se concibe como el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de
las células y que conducen a la transformación de unas “biomoléculas” en otras. Las distintas reacciones
químicas del metabolismo se denominan vías metabólicas y las moléculas que en ellas intervienen se
llaman metabolitos.
Se consideran dos procesos en el metabolismo, uno degradación de materia orgánica o catabolismo, que
es la transformación de moléculas orgánicas complejas en otras más sencillas, proceso en el que se
100
Biología I
Unidad 2
almacena la energía en los enlaces del ATP y posteriormente podrá ser utilizada para reacciones de
síntesis orgánicas o para realizar actividades celulares (reacciones exergónicas).
Las reacciones catabólicas son reacciones redox, en ellas unos compuestos se oxidan y otros se
reducen, por ejemplo, la respiración celular.
El otro tipo de reacciones del metabolismo es la construcción de materia orgánica o anabolismo, síntesis
de moléculas orgánicas complejas a partir de otras biomoléculas más sencillas, para lo cual se necesita
suministrar energía, proporcionada por los enlaces fosfato del ATP (reacciones endergónicas).
En el siguiente cuadro se compara el tipo de reacciones que presentan el catabolismo y el anabolismo.
Reacciones catabólicas
Reacciones anabólicas

Son reacciones de degradación.

Son reacciones de síntesis.

Son reacciones de oxidación.

Son reacciones de reducción.

Desprenden

Requieren
energía,
por
lo
tanto
son
exergónicas.

A partir de muchos sustratos diferentes se

por
lo
tanto
son
endergónicas.

forman casi siempre los mismos productos
(CO2, ácido pirúvico, etanol).
energía
A partir de unos pocos sustratos se pueden
formar varios productos diferentes.

Hay divergencia en los productos.
Hay convergencia en los productos.
La liberación y el almacenamiento de energía están regulados por sustancias llamadas enzimas, proteínas
consideradas catalizadores de todas las reacciones químicas fundamentales para la vida; por ello se les da
el nombre de biocatalizadores. Su extraordinaria capacidad catalizadora hace posible que en el
organismo tengan lugar reacciones químicas que, de no ser así, requerirían elevadas temperaturas o
condiciones particulares de pH y presión incompatibles con la vida.
La dirección en que se verifica una reacción está siempre determinada por la ley de acción de masas y por
la disponibilidad de energía libre. Hay que considerar, por tanto, que una enzima pueda acelerar la
descomposición de una determinada sustancia, y asimismo es capaz de aumentar la síntesis de la misma.
Así ocurre, efectivamente, cuando se dan las condiciones termodinámicas necesarias.
101
Biología I
Unidad 2
Una peculiaridad de las enzimas es su elevada especificidad, tanto de reacción como de sustrato. Las
enzimas son responsables de reconocer a los sustratos específicos y actúan sobre ellos actividad enzimática
de su sitio activo y no sobre otros tipos de sustancias (modelo de llave y cerrojo o de ajuste inducido) (fig.
2.3.1).
Figura 2.3.1 Modelo de la
sustrato) (Enciclopedia CN1,
llave y el cerrojo (enzima1984).
Los componentes de
un grupo de enzimas
reciben la
denominación del
sustrato sobre el cual
actúan, añadiéndoseles
el sufijo –asa: por
ejemplo ureasa, de urea;
peptidasas, de
péptidos; otras enzimas
conservan una
denominación
tradicionalmente empírica, como pepsina, tripsina, algunas reciben el nombre de la reacción que catalizan,
como enzima condensante, acil-transferasa.
La mayor parte de las enzimas están constituidas por proteínas puras o por metaloproteínas. Algunas
enzimas, además de contener una parte proteica (apoenzima), constan de un grupo no proteico
(coenzima) que deriva corrientemente de un factor vitamínico. Al conjunto de ambas partes se le
denomina holoenzima.
La biosíntesis de las enzimas está regulada por el patrimonio genético específico (ácidos nucleicos) de
las células, de ahí el aforismo “un gen una enzima”.
No obstante, tanto la biosíntesis como la actividad enzimática en las células pueden estar influenciadas por
factores ambientales, especialmente por la temperatura, pH y la concentración del sustrato.
102
Biología I
Unidad 2
Como ya se mencionó, todos los seres vivos requieren de energía para efectuar sus funciones
metabólicas, la manera de obtenerla es mediante la nutrición, proceso por el cual los organismos toman
del medio las materias primas necesarias para efectuar sus diferentes funciones.
Si la fuente de energía es la luz y la materia el dióxido de carbono (CO2) atmosférico, se habla de
metabolismo autótrofo y se trata de fotosíntesis, que se resume en la ecuación de la reacción siguiente:
6 H2 O + 6 CO2
luz
C6 H12 O6 + 6 O2
clorofila
agua + dióxido
glucosa + oxígeno
de carbono
Si la energía se obtiene de sustancias químicas inorgánicas como el H 2S, el proceso metabólico es el de
quimiosíntesis, propio de algunas bacterias.
Ahora bien, si la fuente de energía es materia orgánica se trata de nutrición heterótrofa, y ésta la realizan
la mayoría de las bacterias, hongos y animales, y puede ser a su vez de tres tipos:

Saprofita: degradan la materia orgánica, ejemplo, hongos y algunas bacterias.

Parásita: viven dentro o fuera de otro organismo que les alimenta causándole daño, ejemplo, piojos,
garrapatas, solitaria.

Holozoica: realizan los mecanismos de nutrición a través de un aparato y pueden ingerir alimentos de
diferente origen.
Como se mencionó, las plantas capturan la energía del Sol y la convierten en energía química que se
almacena en las sustancias orgánicas como la glucosa, mediante la fotosíntesis.
Los factores necesarios para la fotosíntesis son los siguientes:

Energía radiante del Sol.

Agua.

Clorofila.

Dióxido de carbono.
La fotosíntesis se lleva a cabo en dos fases:
Fase luminosa. Consta de una reacción acíclica y una cíclica. En la reacción acíclica las unidades
receptoras de la energía luminosa son los sistemas de pigmentos I, carotenos, clorofila a y b, así como los
sistemas de pigmentos II que contienen también clorofila a y b, y el carotenol. Las longitudes de onda
varían de un sistema a otro de 680 nm (nanómetros) a 700 nm. Los electrones son excitados a través de la
luz solar en ambos sistemas I y II, elevándolos a niveles de alta energía, los cuales son aceptados por
103
Biología I
Unidad 2
compuestos en los fotosistemas I y II; estos electrones descienden gradualmente al ser aceptados por una
serie de transportadores al NADP (nicotinamida-adenín-dinucleótido-fosfato), que los conducirá a las
reacciones oscuras. En esta fase es cuando se realiza la fotólisis del agua (disociación o ruptura de una
+
-
molécula de agua), se ioniza en H y OH , los hidrógenos del agua se incorporan al NADP (en su forma
oxidada) para reducirlo a NADPH.
En la reacción cíclica los fotones de la luz al llegar a la molécula de clorofila excitan los electrones,
llevándolos a niveles más altos de energía en el sistema de pigmentos. Los electrones son atrapados por
el receptor inicial, el núcleo atrae los electrones que, al regresar a la molécula de clorofila, desprenden la
energía tomada, que se emplea para fijar grupos fosfato de alta energía ADP para formar ATP. Los
electrones retornan a la clorofila por una serie de pasos a través de aceptores o transportadores de
electrones, promoviendo la formación de dos moléculas de ATP durante la fotofosforilación cíclica.
Fase oscura: una pentosa, la ribulosa 1,5 difosfato (RuDP) energizada por el ATP y catalizada por la
enzima ribulosa difosfato carboxilasa, capta el CO 2 y forma un compuesto inestable de seis átomos de
carbono, el cual se rompe formando dos moléculas de tres carbonos, el ácido trifosfoglicérico (PGA), que
después al fosforilarse origina dos moléculas de ácido 1,3 difosfoglicérico (DPGA); los transportadores de
hidrógeno: NADPH2 (que obtuvieron los hidrógenos de la fotólisis del agua durante la fase luminosa),
ceden los hidrógenos a las moléculas de DPGA, que al reducirse originan moléculas de gliceraldehído 3 y
al fosfato (PGAL) (la mayor cantidad de PGAL genera la formación de nuevas moléculas de la pentosa:
ribulosa 1,5 difosfato, con la que se reinicia el ciclo y sólo una mínima proporción pasará a formar
carbohidratos).
La importancia de la fotosíntesis es que a través de las plantas se convierte la energía radiante solar en
energía química, almacenada en las sustancias orgánicas como la glucosa. Esa energía recorre el
mundo vivo conforme las plantas son ingeridas por los diferentes organismos; éstos transforman la energía
de su alimento y generan un almacén de energía química que sufre continuos cambios en los niveles celular
y subcelular.
La energía almacenada en moléculas orgánicas como la glucosa, grasas y, en última instancia, proteínas, se
utilizan por los organismos para “extraer” la energía y almacenarla en la forma biológicamente útil (ATP) a
través del proceso de respiración celular.
Como anteriormente se informó, la respiración es una reacción catabólica y puede ser:

Anaerobia, que no requiere oxígeno.

Aerobia, que requiere oxígeno.
La respiración anaerobia se representa por las reacciones de la glucólisis y la fermentación; ambas se
refieren básicamente al mismo proceso, aunque sus productos finales son distintos. El término glucólisis
104
Biología I
Unidad 2
aplica a las células animales, mientras que la fermentación se reserva para las reacciones que acontecen
en las bacterias y las levaduras.
La glucólisis divide una molécula de glucosa, tras varias reacciones de fosforilación, reducción y síntesis
de ATP (fase 1, 2 y 3) (fig. 2.3.2) en un azúcar de seis carbonos en dos moléculas de tres átomos de
carbono, el piruvato. Esta división libera una pequeña fracción de la energía química almacenada en la
glucosa, parte de la cual se utiliza para generar dos moléculas de ATP. La presencia de oxígeno tiene
consecuencias sólo en los procesos que siguen a la glucólisis. En condiciones anaeróbicas habitualmente
el piruvato se convierte por fermentación en lactato o en etanol. La glucólisis no requiere oxígeno y se lleva
a cabo exactamente de la misma manera en condiciones aeróbicas (con oxígeno) y anaeróbicas (sin
oxígeno), por lo tanto es la parte común a cualquier tipo de respiración (fig. 2.3.2 glucólisis).
Fase 1:
Fosforilación; se
consumen 2
ATP.
105
Fase 2:
Oxidación y
formación de un
enlace
fosfatídico de
alta energía.
Síntesis de
2NADH y 2ATP.
Biología I
Unidad 2
Figura 2.3.2 Glucólisis (Galván y Bojórquez; 2002).
La Fermentación se puede dar por varias vías, según la molécula que se reduce, como el ácido láctico, y
el etanol, pero la molécula es siempre orgánica. La fermentación láctica se realiza en los músculos, sobre
todo durante el ejercicio intenso; cuando el oxígeno no es suficiente, entonces el ácido pirúvico se vuelve
aceptor de hidrógeno y se forma el ácido láctico (C3H6O3), como se ilustra en la siguiente reacción.
C6 H12 O6
2(C3H6O3) +
Glucosa
(2ATP)
ácido láctico + energía química
La fermentación alcohólica se da cuando las dos moléculas de ácido pirúvico se degradan para formar
dos moléculas de CO2 y dos moléculas de alcohol etílico (C2 H6 O), más dos moléculas de ATP; este
proceso lo llevan a cabo las células de levadura del género Sacharomyces (son productoras del alcohol).
C6 H12 O6
Glucosa
2(C2 H6 O) +
2CO2
+
(2ATP)
Alcohol etílico + Bióxido de carbono + trifosfato de adenosina
El hombre aprovecha este tipo de fermentación para la industria de bebidas alcohólicas y lácteas; otros
tipos de fermentación son la metánica y butírica.
Tanto la glucólisis como la fermentación se llevan a cabo en la parte líquida del citoplasma, y producen
+
poca energía, sólo dos moléculas de ATP y dos moléculas del portador de electrones NADH pero sin ella
la vida se extinguiría rápidamente.
106
Biología I
Unidad 2
Si el proceso requiere de O2 entonces la glucólisis forma parte de la respiración aerobia. La mayoría de
células eucarióticas son de respiración aerobia, esto es, usan principalmente compuestos orgánicos entre
ellos los carbohidratos (glucosa: C6 H12 O6, como combustible respiratorio) y el oxígeno, que al final
convertirán por acción enzimática y por una serie de reacciones en etapas graduales en bióxido de
carbono (CO2), agua (H2 O) y energía química almacenada en moléculas de trifosfato de adenosina (ATP)
(fig.2.3.3 respiración aerobia).
Figura 2.3.3 Respiración aerobia (Galván y Bojórquez; 2002).
El proceso de respiración aerobia se representa con la reacción:
C6 H12 O6
Glucosa
CO2
+
ATP
+
H2 O
dióxido de carbono + trifosfato de adenosina + agua
Este proceso inicia también con la glucosa como combustible, y se lleva a cabo en tres etapas: la primera
es la glucólisis, que ya conoces, a la cual le siguen el ciclo de Krebs (o del ácido citríco) y la cadena
respiratoria.
Como se expuso antes, los productos de la glucólisis son 2 ATP + 2NADH
+
y 2 piruvatos, con los cuales
inicia el ciclo de Krebs; éste se lleva a cabo en las mitocondrias mediante complejas reacciones
químicas (carboxilación, descarboxilación e hidrogenación y deshidrogenación).
El ácido pirúvico que tiene tres carbones pierde un carbón (descarboxilación) y forma el ácido acético
(C2H4O2) con dos carbonos y se libera CO2; la enzima acetil–coenzima A se condensa con el ácido
oxalacético y se produce el ácido cítrico de seis carbonos, y éste tiene varias transformaciones que en
107
Biología I
Unidad 2
forma progresiva pierde un CO2 y queda una molécula de cinco carbonos llamada ácido oxalosucciníco,
que al seguirse transformando forma una molécula de cuatro carbonos que es el ácido oxalacético que en
estas condiciones inicia otro ciclo de Krebs.
Todas las moléculas del ácido pirúvico que se formaron en la glucólisis realizan el ciclo, por lo cual se
llevan a cabo dos ciclos por cada molécula de glucosa; la última etapa de la respiración aerobia es la
cadena respiratoria, en la cual es capturada, en las moléculas de ATP, la energía obtenida en la
respiración aerobia para ser usada por la célula en el metabolismo.
La energía se obtiene por reacciones en las que el hidrógeno es desplazado por los transportadores o
aceptores de hidrógeno en forma ordenada, hasta llegar a su aceptor final que es el oxígeno con el que
forma agua, que es también producto de la respiración aerobia. Al final del proceso respiratorio se obtiene
una ganancia energética de treinta y ocho moléculas de ATP por cada molécula de glucosa que sirve
como combustible en la respiración aerobia, debido a que se tiene por cada par de electrones, que se
transportan a lo largo de la cadena, la síntesis de tres moléculas de ATP, por lo tanto tenemos:
1. De dos pares de electrones eliminados de la glucólisis (tres por dos hidrógenos) seis ATP.
2. Por síntesis directa de la glucólisis dos ATP.
3. En la transformación del ácido pirúvico en acetil coenzima A por eliminación de dos electrones se
sintetizan tres ATP, pero como ocurre dos veces son seis ATP.
4. Por síntesis directa del ciclo de Krebs, un ATP (se duplica) en dos ATP.
5. Por eliminación de cuatro pares de hidrógeno en el ciclo de Krebs, tres pares producirán tres ATP
cada uno: nueve ATP y un par más producirá dos ATP (procede del ácido succínico directamente del
FAD), dos ATP (éstos se duplican porque ocurre dos veces) once ATP.
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Anota en el paréntesis de la izquierda el inciso correcto de cada enunciado.
1. (
) Son reacciones de oxidación, desprenden energía y hay convergencia en los productos.
a) Anabolismo.
b) Enzimas.
c) Catabolismo.
d) ATP.
108
Biología I
Unidad 2
2.
(
) Son reacciones de síntesis, forman varios productos que son diferentes y presentan
divergencia en ellos.
a) ATP.
b) Catabolismo.
c) Enzimas.
d) Anabolismo.
3. (
) Es un tipo de catabolismo, donde acepta los hidrógenos.
a) Nutrición.
b) Reproducción.
c) Respiración.
d) Circulación.
4.
(
) Vía constructiva del metabolismo, a partir de moléculas sencillas a síntesis de moléculas
complejas.
a) Catabolismo.
b) Enzimas.
c) Anabolismo.
d) ATP.
5. (
) Organismos que realizan el anabolismo heterótrofo.
a) Plantas.
b) Bacterias.
c) Protozoarios.
d) Hongos.
6. (
) La molécula que actúa como energía biológica y puede guardar o ceder energía gracias a
sus enlaces es:
a) AMP (adenosina monofosfato).
109
Biología I
Unidad 2
b) H2 O (agua).
c) ATP (adenosina trifosfato).
d) NAD (dinucleotido nicotidamina adenina).
7. (
) Vías por las cuales se realiza la síntesis de ATP.
a) Enzimas y respiración.
b) Catabolismo y enzimas.
c) Anabolismo y catabolismo.
d) Fosforilación y enzimas.
8. (
) ¿Qué cantidad almacena el ATP?
a) 3.7 kcal/mol
b) 4.5 kcal/mol
c) 7.3 kcal/mol
d) 12.5 kcal/mol
9. (
) ¿Qué requieren los seres vivos para su desarrollo y mantenimiento?
a) Agua.
b) Proteínas.
c) Energía.
d) Vitaminas.
10. (
) ¿Qué se produce cuando se hidroliza al máximo el ATP?
a) ADP (adenosina difosfato).
b) NAD (dinucleotido nicotidamina adenina).
c) GTP (trifosfato de guanidina).
d) AMP (monofosfato de adenosina).
11. (
) Son llamados biocatalizadores, regulan todas las reacciones químicas y dependen de la
temperatura y el sustrato.
a) Anabólicos.
110
Biología I
Unidad 2
b) Catabólicos.
c) Sustratos.
d) Enzimas.
12. (
) Sustancias con elevada especificidad tanto de reacción como de sustrato, nos referimos a:
a) Proteínas.
b) Vitaminas.
c) Enzimas.
d) Carbohidratos.
13. (
) La mayor parte de las enzimas están constituidas por:
a) carbohidratos.
b) lípidos.
c) vitaminas.
d) proteínas.
14. (
) El modelo de llave - candado se refiere a:
a) sitio activo.
b) sitio inactivo.
c) ambos.
d) sitio permeable.
15. (
) La biosíntesis de las enzimas está regulada por:
a) proteínas.
b) fosfolípidos.
c) ácidos nucleicos.
d) carbohidratos.
16. (
) ¿Cuáles son los factores que influyen en la biosíntesis de la actividad enzimática?
a) Salinidad y pH.
b) Temperatura y pH.
111
Biología I
Unidad 2
c) Humedad y calor.
d) Calor y temperatura.
17. (
) Organismos que almacenan sustancias orgánicas que provienen de la energía solar al
transformarlas en energía química.
a) Plantas.
b) Hongos.
c) Animales.
d) Protozoarios.
18. (
) Son organismos cuya fuente de energía es química a partir de compuestos orgánicos en
ambientes extremos.
a) Bacterias.
b) Hongos.
c) Animales.
d) Plantas.
19. (
) Son organismos que catabolizan materia orgánica por absorción de nutrientes orgánicos.
a) Plantas.
b) Animales.
c) Hongos.
d) Protistas.
20. (
) Son organismos cuya fuente de energía es química a partir de compuestos inorgánicos por
oxidación.
a) Bacterias.
b) Plantas.
c) Hongos.
d) Algas.
21. (
) Su alimentación es heterótrofa y pueden vivir dentro o fuera de otro organismo, son:
a) saprofitos.
112
Biología I
Unidad 2
b) holozoicos.
c) parásitos.
d) fotosintéticos.
22. (
) En la fase luminosa acíclica de la fotosíntesis ocurre el siguiente evento:
a) se rompe la molécula de agua liberando oxígeno.
b) se fija la molécula de bióxido de carbono.
c) se sintetizan dos moléculas de ATP.
d) se produce bióxido de carbono.
23. (
) Inicia con la molécula de dióxido de carbono para obtener una molécula de carbohidrato
(glucosa), es:
a) El ciclo de Calvin.
b) La fase luminosa.
c) La glucólisis.
d) El ciclo de krebs.
24. (
) Etapa metabólica que inicia con la oxidación y descarboxilación del ácido pirúvico, y termina
con la formación de ácido oxalacético; hablamos de:
a) Fotosíntesis.
b) Ciclo de Krebs.
c) Glucólisis.
d) Ciclo de Calvin.
25. (
) ¿En qué lugar de la célula se realiza la glucólisis y la fermentación?
a) Mitocondria.
b) Cloroplastos.
c) Membrana.
d) Citoplasma.
26. (
) Función que inicia con la glucosa como combustible y se lleva a cabo en tres etapas.
a) Respiración aeróbica.
113
Biología I
Unidad 2
b) Nutrición heterótrofa.
c) Anabolismo.
d) Fotosíntesis.
27. Completa la siguiente ecuación química, que representa el proceso de la fotosíntesis, e indica el
nombre de los reactivos y los productos.
6 CO2 + 6 H2 O energía luminosa = _______________ + __________________
a
+
b
Reactivos
clorofila
c
d
Productos
a ____________________
c _____________________
b ____________________
d _____________________
114
Biología I
Unidad 2
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Respuesta correcta
c
d
c
a
d
c
d
c
c
a
d
c
d
a
c
b
a
b
c
a
c
a
c
b
d
a
a) dióxido de carbono
b) agua
27
c) carbohidratio (glucosa)
d) oxígeno
Sugerencias
Si contestaste menos de la mitad de los reactivos o te equivocaste repasa de
nuevo la guía y consulta el libro de Gama, F. M. A.. Biología I. Pearson Educación.
2000.
115
Biología I
Unidad 2
AUTOEVALUACIÓN
El tiempo para la resolución de todos los ejercicios: 30 minutos.
INSTRUCCIONES: Lee los enunciados y escribe en el paréntesis de la izquierda el inciso correcto.
1. (
) Toda célula comparte tres características esenciales en su estructura EXCEPTO…
a) membrana nuclear.
b) membrana celular.
c) ribosomas.
d) ácido desoxirribunucleico (ADN).
2. (
) Para representar el concepto de célula es necesario considerar que…
a) Los organismos provienen únicamente de otros preexistentes y de la misma estirpe.
b) Las funciones vitales sólo se realizan dentro de los sistemas celulares.
c) Todos los seres vivos están formados por células, sean uni o pluricelulares.
d) Es la unidad básica estructural, funcional y de origen de todos los seres vivos.
3. (
) Célula que contiene el ADN en una región llamada nucleoide:
a) animal.
b) procarionte.
c) vegetal.
d) eucarionte.
4. (
) Célula que presenta su ADN lineal y está fuertemente unido a proteínas especiales es…
a) procarionte.
b) cianofitas.
c) eucarionte.
d) bacterias.
116
Biología I
Unidad 2
5. (
) Son las células más antiguas que se conocen y su ADN es circular y desnudo:
a) protozoo.
b) eucarionte.
c) vegetal.
d) procarionte.
6. (
) ¿Qué estructura de una célula procarionte es similar a la célula eucarionte?
a) Membrana.
b) Núcleo.
c) Nucleolo.
d) Retículo.
7. (
) De acuerdo con la Teoría Endosimbiótica son organelos que presentan su ADN y un código
genético independiente de la célula, hablamos de…
a) retículo y citoesqueleto.
b) mitocondria y complejo de Golgi.
c) cloroplastos y mitocondrias.
d) cloroplasto y vacuola.
8. (
) ¿Qué estructura semejante presentan las bacterias y cianobacterias con la mitocondria y
cloroplasto según la Teoría Endosimbiótica?
a) Metabólica del citoplasma.
b) Molecular de las membranas.
c) Funcional del complejo de Golgi.
d) Morfológica del ADN.
9.
(
) De acuerdo con la teoría de la endosimbiósis una célula procarionte anaerobia dio origen a…
a) mitocondria.
b) cloroplasto.
c) vacuola.
d) complejo de Golgi.
117
Biología I
Unidad 2
10. (
) Mediante el proceso de respiración aerobia o anaerobia la célula…
a) produce los alimentos.
b) intercambia bióxido de carbono y oxígeno.
c) absorbe energía luminosa.
d) produce energía en forma de ATP.
11. (
) La energía solar transformada en energía química se refiere al proceso de…
a) anabolismo.
b) catabolismo.
c) fotosíntesis.
d) respiración.
12. (
) Es un elemento indispensable para que se realice el proceso respiratorio aeróbico...
a) dióxido de carbono.
b) oxígeno.
c) clorofila y luz.
d) luz y dióxido de carbono.
13. (
) En la nutrición el metabolismo que realizan las plantas es de tipo…
a) enzimático.
b) catabólico.
c) anabólico.
d) ATP sintetasa.
14. (
) Son organismos que transforman la energía solar en energía química…
a) plantas.
b) animales.
c) hongos.
d) virus.
118
Biología I
Unidad 2
15. (
) La carboxilación, descarboxilación, hidrogenación y deshidrogenación son reacciones que se
llevan a cabo en la mitocondria, por lo tanto hablamos de…
a) glucólisis.
b) ciclo de Calvin.
c) fermentación.
d) ciclo de Krebs.
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se te solicita.
16. Anota en las columnas “Animal” o “Vegetal”, la palabra SÍ, en caso de que exista la estructura, o
NO si no existe.
Tipos celulares
Estructuras celulares
Pared celular
Cloroplastos
Centriolos
Reservas de almidón
119
Eucarionte animal
Eucarionte vegetal
Biología I
Unidad 2
CLAVE DE RESPUESTAS
Número de pregunta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Respuesta correcta
a
d
b
c
d
a
c
b
a
b
c
b
c
a
d
Estructuras
celulares
Pared
celular
Cloroplastos
Centriolos
Reservas de
almidón
Tipos celulares
Eucarionte Eucarionte
animal
vegetal
No
Sí
No
Sí
No
Sí
No
Sí
120
UNIDAD 3
DIVERSIDAD BIOLÓGICA
Biología I
Unidad 3
120
Biología I
Unidad 3
3.1 INTRODUCCIÓN A LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA
APRENDIZAJES



Definir diversidad biológica o biodiversidad.
Reconocer el campo de estudio de la sistemática y las
categorías taxonómicas y su significado.
Comparar las propuestas de clasificación de Robert
Whittaker y Carl Woese.
Los distintos tipos de seres vivos que habitan nuestro planeta en la actualidad son el resultado del proceso
de evolución, diversidad y extinción de las especies que han habitado en la Tierra. Se calcula que en la
actualidad sólo sobreviven alrededor del 1% de las especies. La riqueza actual de la vida de la Tierra es
producto de millones de años de evolución, además que a lo largo del tiempo la cultura humana se adaptó
al entorno local, descubriendo, usando y modificando recursos bióticos locales. Muchos ambientes que
ahora parecen naturales han tenido miles de años de habitación humana, cruza de variedades locales de
plantas y animales, cultivo de plantas, la domesticación y recolección de recursos, llevando a la
biodiversidad actual. Se conoce como diversidad biológica o biodiversidad a la variedad de formas de
vida, producto de la adaptación de los organismos al ambiente en el que viven. Puede dividirse en
tres categorías jerarquizadas que describen diferentes aspectos de los sistemas vivientes y que los
científicos miden de diferentes maneras, a saber:
Diversidad Genética: se entiende como la variación de los genes dentro de especies. Esto abarca
poblaciones determinadas de la misma especie o la variación genética de una población.
Diversidad de Especies: se entiende como la variedad de especies existentes en una región.
Diversidad de los Ecosistemas: se entiende como la variedad de ecosistemas presentes en el planeta.
Es más difícil de medir que las anteriores, porque las fronteras de las comunidades y de los ecosistemas
no están bien definidas.
Los cálculos estimados de la diversidad de las especies del mundo es muy variada, puede oscilar entre 2 y
100 millones de especies, siendo la estimación más precisa de 10 millones aproximadamente, y de ellas
sólo 1.5 millones, aproximadamente, han recibido nombre. Sin embargo, siguen descubriéndose nuevas
especies, inclusive de aves y mamíferos. Cada año se descubren como promedio tres nuevas especies de
aves; en 1990 se encontró una nueva especie de monos, además se estima que el 40% de los peces de
agua dulce de América del Sur todavía no han sido clasificados.
121
Biología I
Unidad 3
Este fenómeno no es nuevo ni reciente ya que desde que la vida surgió en sus formas más sencillas, hace
aproximadamente 3.5 mil millones de años, los seres vivos se han ido diferenciando generación tras
generación en un proceso de evolución continua.
Por este motivo los científicos a lo largo de la historia han ideado diversos sistemas para agrupar a los
seres vivos según sus características. El sistema más utilizado con algunas modificaciones es el
"linneano", creado en el siglo XVIII por el botánico sueco Carl von Linneo (1707-1778).
Linneo utilizó su nomenclatura binomial (dos nombres) para nombres específicos, dando un nombre para
el género y otro para la especie. En la actualidad se continúa utilizando el sistema de Linneo, aunque los
criterios sean nuevos o diferentes a los utilizados por él, ya que ahora los seres vivos también se clasifican
sobre la base de criterios genéticos.
La Taxonomía agrupa a los seres vivos bajo el criterio de semejanzas entre sí y diferencias con otros
seres; estos grupos se clasifican en ocho categorías jerárquicas principales, de la más grande a la más
pequeña, que se ilustra en la fig. 3.1.1 con el ejemplo del ser humano (Homo sapiens).
Las ocho categorías a veces no suelen ser suficientes para clasificar de forma clara a todos los seres
vivos, y es necesario, en algunos casos, crear subdivisiones intermedias, como: Superorden, que agrupa
varios Órdenes; Superfamilia, que agrupa varias Familias, y otros.
122
Biología I
Unidad 3
CATEGORÍAS TAXONÓMICAS
DOMINIO
EUKARYA
REINO
ANIMAL
FILUM
CORDADOS
CLASE
MAMÍFEROS
ORDEN
PRIMATES
FAMILIA
HOMINIDOS
GÉNERO
Homo
ESPECIE
sapiens
Figura 3.1.1 Clasificación Taxonómica Humana.
En una Taxonomía la especie es la unidad fundamental de la clasificación y se define como el conjunto de
organismos que poseen
antepasados comunes anatómicos o fisiológicamente similares, presentan
capacidad de reproducirse y tiene descendencia fértil.
El objetivo de la Sistemática es crear sistemas de clasificación que expresen de la mejor manera posible
los diversos grados de parentesco entre los organismos vivos. Aunque en la práctica se usen comúnmente
como sinónimos no debe confundirse Sistemática con Taxonomía ya que esta última es el estudio de los
principios y prácticas de la Clasificación. La Taxonomía está más centrada en la nomenclatura y el
establecimiento de los sistemas jerarquizados y la Sistemática en las relaciones evolutivas.
123
Biología I
Unidad 3
La Clasificación es el proceso del establecimiento y definición de los grupos sistemáticos, mientras que la
Nomenclatura es la aplicación de nombres a los grupos sistemáticos. Las especialidades que están
implicadas directamente en los problemas de la clasificación son la Taxonomía y la Sistemática.
Robert Whittaker establece su sistema de clasificación de cinco reinos (fig. 3.1.2), el cual se basa en los
niveles de organización celular (que son tres: procariotas
Reino
Animalia
Reino
Plantae
unicelulares,
eucariotas
unicelulares
y
eucariotas
pluricelulares) y en los modos de obtención de energía
E
u
c
a
r
i
o
t
a
Reino
Fungi
(autótrofos y heterótrofos); que son:

Reino Monera: incluye a los organismos unicelulares
procariotas (sin núcleo) autótrofos o heterótrofos.

Reino Protista: incluye a los organismos unicelulares
eucariotas (con núcleo) autótrofos o heterótrofos.

Reino Fungi: reúne a los organismos
pluricelulares
Reino
Protista
Reino
Monera
primera célula
viva
Presentan
P
r
o
c
a
r
i
o
t
a
s
eucariotas
pared
(con
celular
unicelulares y
núcleo)
de
quitina
heterótrofos.
(como
el
exoesqueleto de los artrópodos).

Reino Plantae: incluye o los organismos pluricelulares
eucariotas, fotoautótrofos adaptados a la vida terrestre.
Presentan pared celular de celulosa.

Reino Animalia: reúne a los organismos pluricelulares
eucariotas, heterótrofos.
Figura 3.1.2 Forma esquemática que muestra las relaciones
evolutivas entre los cinco reinos del sistema de clasificación
biológica de Robert Whittaker.
Un sistema de clasificación ampliamente aceptado en la actualidad fue el propuesto en 1977 por Carl
Woese, microbiólogo estadounidense creador de la nueva taxonomía molecular basada en la comparación
entre especies de la llamada secuencia del ARN ribosómico 16s, que comparten todos los seres vivos y
que apenas ha sufrido cambios desde la aparición de las primeras formas de vida en nuestro planeta.
Se trata de una molécula cuya función está determinada por una estructura concreta, de tal modo que los
cambios posibles en la secuencia son pocos a lo largo de la evolución y pueden utilizarse para establecer
relaciones filogenéticas. Recuerda que los ribosomas son orgánulos no membranosos, sólo visibles al
microscopio electrónico debido a su reducido tamaño (29 nm en célula procariota y 32 nm en eucariota),
que están en todas las células vivas (excepto en el espermatozoide) y su función es ensamblar proteínas a
124
Biología I
Unidad 3
partir de la información genética del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).Estas moléculas
se conocen como relojes evolutivos.
Un análisis filogenético le llevó a Car Woese al descubrimiento de Archaea, sistema de clasificación que
consta de tres dominios (fig. 3.1.3).

Dominio EUBACTERIA: son las bacterias procariotas con pared celular de peptidoglicano o mureína,
como componente principal.

Dominio ARCHAEA: incluye a las arqueas, procariotas con pared celular atípica. Curiosamente
presentan más similitud con eucariotas que con el resto de bacterias procariotas.

Dominio EUKARIOTA: organismos eucariotas, es decir, con material genético "encerrado" en el
interior del núcleo; orgánulo de doble membrana con poros proteicos que conectan con el citoplasma.
La aceptación de la validez de los Archaea, que son procariotas pero no bacterias, fue un proceso lento;
fue hasta mediados de los 80 cuando la creciente cantidad de datos llevó a la comunidad científica a la
aceptación del nuevo dominio.
2
Dominio EUBACTERIA
Figura 3.1.3 Sistema de clasificación de
Woese (Modificado de Purves, et al.
Vida. La Ciencia de la Biología).
Dominio ARCHAEA
Dominio EUKARIOTA
1
Los estudios genéticos realizados permitieron concluir que estos tres dominios tuvieron un ancestro común
procarionte (1) y que todos los Archaea actuales comparten un ancestro común (2) más reciente con los
Eukarya que con Bacteria, debido al tiempo en el cual estos linajes se separan; a las diferencias entre las
tres clases de organismos y sobre todo al hecho de que Archaea está más íntimamente relacionada con
los Eukarya que cualquiera de estos dos grupos a las bacterias (tabla 1), tiene sentido tratar a estos tres
grupos como dominios, que es una categoría taxonómica superior al reino.
125
Biología I
Unidad 3
Tabla 1. Semejanzas y diferencias entre los tres dominios.
DOMINIO
CARACTERÍSTICAS
BACTERIA
ARCHAEA
EUKARYA
Núcleo rodeado por membrana
no
no
sí
Organelas rodeadas por membrana
no
Peptidoglucanos en la pared celular
sí
no
no
sí
no
Enlaces éster
Enlaces éter
Enlaces éster
70S
Formilmetionina
70S
Metionina
80S
Metionina
Operones
sí
sí
no
Plásmidos
sí
sí
raro
uno
Lípidos en la membrana
Ribosomas
Iniciador del tRNA
RNA polimerasas
Sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina
sí
varios
no
tres
no
Ribosomas sensibles a la toxina diftérica
no
sí
sí
Algunos son metanógenos
no
sí
no
Algunos fijan nitrógeno
sí
sí
no
Fotosíntesis basada en la clorofila
sí
no
sí
El ancestro común de los tres dominios fue un procarionte. Su material genético fue DNA; una maquinaria
común para la trascripción y la traducción produjo RNA y las proteínas, respectivamente. Probablemente
tuvo un cromosoma circular y muchos de sus genes estructurales se agruparon en operones.
En conclusión los Dominios Bacteria, Archaea y Eukarya de hoy son producto de miles de millones de
años de selección natural y deriva génica, que además están altamente adaptados a su ambiente natural
actual, por lo que podemos decir que ninguno es “primitivo”, todos son producto de la evolución.
126
Biología I
Unidad 3
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención los siguientes planteamientos y escribe en los espacios la (s) palabra
(s) correcta (s).
1. La variedad de formas de vida, así como la adaptación de los organismos al ambiente en el que
viven, se conoce como: _______________________________.
2. Se entiende como la variedad de especies existentes en una región, número de ellas, y la medida
que a menudo se utiliza se conoce como: ________________________________.
3. Este nivel de diversidad es difícil de medir porque sus fronteras no están bien definidas, aunque
puede medirse su número y distribución, se trata de: ____________________________________.
4. Los estudios genéticos basados en la secuencia molecular del ARN ribosomal 16s permiten
concluir que debido al tiempo en el cual los linajes se separan, el dominio ARCHAEA está más
íntimamente relacionado con ________________________que con ________________________.
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que contesta correctamente cada una de ellas.
5. (
) Los seres humanos a lo largo del tiempo han ideado diversos métodos para agrupar a los
seres vivos, de tal forma que a partir de la Sistemática logran:
a) agrupar bajo criterios de semejanza entre sí y diferencias con otros seres vivos.
b) establecer y definir a los grupos sistémicos.
c) aplicar nombres a los grupos sistémicos que sean científicamente útiles.
d) expresar los diversos grados de parentesco entre los seres vivos.
6. (
) El sistema de clasificación binomial creado por Carl Von Linneo y que agrupa a los seres
vivos con el criterio de semejanzas y diferencias, nos permite clasificar a los seres vivos en :
a) Reino y Dominio.
b) Familia y Especie.
c) Género y Especie.
d) Clase y Orden.
127
Biología I
Unidad 3
7. (
) La Taxonomía agrupa en unidades a los seres vivos con el criterio de semejanzas y
diferencias; estas unidades se clasifican jerárquicamente, siendo la especie la más pequeña y
teniendo como características:
I. Expresar de mejor manera posible grados de parentesco.
II. Integrar una población con variación génica direccional.
III. Conjunto de organismos anatómica y fisiológicamente similares.
IV. Presentar capacidad de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil.
a) I y IV
b) III y IV
c) II y III
d) I y II
8. (
) El sistema de clasificación de Carl Woese está basado en _________ y es creador de
____________, mientras que para Robert Whittaker son _____________ y en _______________.
a) cinco reinos--los niveles de organización celular
y
tres dominios--la nueva taxonomía
molecular.
b) cinco reinos--la nueva taxonomía molecular
y
tres dominios--los niveles de organización
celular.
c) tres dominios--los niveles de organización celular
y
cinco reinos--la nueva taxonomía
molecular
d) tres dominios--la nueva taxonomía molecular
y
cinco reinos--los niveles de organización
celular.
INSTRUCCIONES: Lee con atención y contesta lo que se pide.
9. Escribe en el paréntesis una R para las características y criterios que correspondan al Sistema de
Clasificación propuesta Robert Whittaker y una C para las establecidas de por Carl Woese.
(
)
Su clasificación consta de tres dominios.
(
)
Su clasificación consta en 5 reinos.
(
)
Se basa en niveles de organización celular.
(
)
Se basa en la secuencia molecular del ARN ribosoma 16s.
(
)
Se basa en modos de obtención de energía.
(
)
Empleó moléculas conocidas como relojes biológicos.
128
Biología I
Unidad 3
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
Diversidad biológica
2
Diversidad de especies
3
Diversidad de los ecosistemas
Dominio eukariota
4
Domino eubacteria
5
d
6
c
7
c
8
d
9
C, R, R, C, R, C
Sugerencias
Si te equivocas al contestar algunos ejercicios, te recomiendo que nuevamente
estudies el desarrollo del tema de tu guía.
129
Biología I
Unidad 3
3.2 VIRUS
APRENDIZAJES


Identificar las características y los criterios de clasificación
de los virus.
Reconocer el impacto de los virus en cuestiones de salud.
En 1892 el botánico ruso D. Ivanovsky estudiando una enfermedad de la planta del tabaco que produce la
destrucción de los tejidos fotosintéticos, pasó extracto de hojas enfermas a través de un fino filtro de
porcelana capaz de seleccionar agentes bacterianos, y para su asombro encontró que los extractos de las
plantas enfermas transmitían la enfermedad a las sanas. Tales extractos contenían un agente infeccioso que
no podía ser visto al microscopio y que pasaba por los filtros usados para retener las bacterias, las que se
conocían desde mediados del siglo XVIII pues habían sido observadas al microscopio.
En la década de 1950 la observación de los virus con el microscopio electrónico mostró claramente su
estructura y lo diferente que son de las bacterias y otros organismos. El avance científico y tecnológico
permitió conocer la composición de la mayoría de los virus y su forma de multiplicación.
A diferencia de los organismos que constituyen los reinos taxonómicos, un virus no es un ser vivo, no es
una célula viva, pero posee ácidos nucleicos (que puede ser ADN o ARN), y está rodeado de una
cápsula de proteína. En comparación con una célula viva los virus no metabolizan energía, no producen
ATP, no respiran ni fotosintetizan. Los virus contienen toda la información necesaria para completar su
ciclo reproductor, pero para conseguirlo necesitan de otras células vivas de las que utilizan sus estructuras
y aparato metabólico, es decir, sus orgánulos y moléculas.
En la estructura de los virus (fig. 3.2.1) se distinguen las siguientes partes:
130
Biología I
Unidad 3

Genoma vírico, se compone de moléculas de ADN
(adenovirus) o de ARN (arenovirus), pero nunca los dos;
se trata de un solo cromosoma, abierto o circular, de una
o dos cadenas.

Cápside, cubierta proteica que envuelve al genoma vírico,
está
formada
por
proteínas
globulares
llamadas
capsómeros que se disponen de una manera regular y
simétrica. Existen varios tipos de cápsides: icosaédricas,
helicoidales y complejas. La cápside protege el genoma
vírico y reconoce a los receptores de membrana de las
células a las que el virus parasita.
Figura 3.2.1 Estructura de un virus típico.

Envoltura membranosa, está formada por doble capa de lípidos que procede de las células
parasitadas y por glucoproteínas incluidas en ella cuya síntesis está controlada por el genoma vírico.
Las glucoproteínas sobresalen ligeramente de la envoltura y tienen como función el reconocimiento de
la célula huésped y la inducción de la penetración del virus en ella.
Los virus contienen la información necesaria para fabricar nuevos virus, pero no la de cómo hacer el
trabajo. La única función que poseen los virus y que comparten con el resto de los seres vivos es la de
generar copias de sí mismos, utilizando la materia, la energía y la maquinaria metabólica de la célula
huésped, por lo que se les puede denominar parásitos obligados. No poseen metabolismo propio ni
organización celular, por lo que se les sitúa en el límite entre lo vivo y lo no vivo. Cuando los virus
infectan a una célula pueden desarrollar dos tipos de comportamiento, bien como agentes infecciosos,
produciendo por lisis la muerte de la célula, o bien como virus atenuados, que añaden material genético a
la célula hospedante. Ambos casos han sido estudiados con detalle en los virus bacteriófagos.
En los dos casos de infección el proceso empieza de esta forma (fig. 3.2.2):

Fase de fijación: Los virus se unen por la placa basal a la cubierta de la pared bacteriana.

Fase de contracción: La cola se contrae y el ácido nucleico del virus se empieza a inyectar.
131
Biología I
Unidad 3

Fase de penetración: El ácido nucleico del
virus es inyectado en el citoplasma de la
virus
B.-Ciclo
lisogénico
célula y a partir de este momento puede
seguir dos ciclos diferentes:
A. Ciclo
lítico:
el
ADN
bacteriano
construye proteínas y copias de ácidos
nucléicos viral. Cuando hay suficiente
cantidad
de
estas
moléculas
se
bacteria
produce el ensamblaje de proteínas y
ácidos nucléicos virales, se liberan
produciendo por lisis la muerte de la
A.-Ciclo lítico
virus
nuevos
célula.
B. Ciclo lisogénico: se produce cuando
el genoma del virus queda integrado en
el genoma de la bacteria, no expresa
sus genes y se replica junto al de la
Figura 3.2.2 Ciclos de replicación de virus bacteriófagos.
bacteria. El virus queda en forma de
profago.
En los últimos tiempos se han identificado muchos virus (esquema 3.2.1), además no todas las
enfermedades virales son nuevas, algunas han afectado a la sociedad a lo largo de la historia y sólo en
épocas recientes la ciencia permitió asociar una dolencia con su virus (tabla 2).
Esquema 3.2.1 Sistema de clasificación de los virus de acuerdo con el Comité Internacional de los Virus.
132
Biología I
Unidad 3
TABLA 2. Algunas enfermedades asociadas con virus.
ENFERMEDAD
VIRUS
FAMILIA
Fiebre amarilla
Fiebre amarilla
Dengue
Dengue 1-4
Hepatitis C
Hepatitis C
Influenza
Influenza(A)
Orthomyxoviridae
SIDA
HIV1 - HIV2
Retroviridae
Fiebre de Ébola
Ébola
Filoviridae
Fiebre de Lassa
Lassa
Fiebres hemorrágicas de la Argentina
Junín
Fiebre de Bolivia
Machupo
Fiebre de Venezuela
Guanarito
Fiebre de Brasil
Sabia
Fiebre hemorrágica con síndrome renal
Varios del género hantavirus
Flaviviridae
Arenaviridae
Bunyaviridae
Con excepción de la influenza, el SIDA y la hepatitis C, las enfermedades llevan el nombre de fiebres
hemorrágicas. Los individuos afectados presentan cuadros similares: fiebre alta, dolores de cabeza,
musculares y derrames superficiales de sangre. La evolución en el individuo que padece esta enfermedad
se debe al movimiento del virus al interior del organismo, así como de la respuesta del huésped; por
ejemplo, en las fiebres hemorrágicas con síndrome renal y en el síndrome pulmonar predominan,
respectivamente, complicaciones renales y pulmonares.
La aparición de nuevos virus se debe a los cambios en el material genético de los mismos, es decir, las
mutaciones. La influenza es una enfermedad en la que la continua evolución del virus es responsable de
epidemias y pandemias como la de 1918, con más de 25 millones de muertes. Algo similar debe de haber
ocurrido con la aparición del SIDA. Los virus de las fiebres hemorrágicas se hospedan en ratones, a los
que no afectan y que son su reservorio natural. La fiebre hemorrágica argentina emergió en los años 40 en
Buenos Aires, en donde el cultivo de maíz permitió la proliferación de ratones portadores e incrementó los
contactos con el hombre, en 1958 se aisló el virus causante (tabla 2).
Otro virus peligroso es el Ébola (1976), responsable de brotes de fiebres hemorrágicas en África. Su
diseminación fue consecuencia de la poca higiene en los hospitales y también de prácticas locales de
inhumación que requieren la remoción manual de las vísceras del cadáver.
Cuando un virus infecta un organismo, éste se defiende activando su sistema inmune. Los linfocitos B
producen anticuerpos específicos contra los antígenos virales, que son las proteínas del virus reconocidas
por el organismo como no propias. Los anticuerpos del suero constituyen un signo de que el organismo ha
reaccionado contra el virus, ya que reconocen los antígenos del agente que desencadenó la respuesta
133
Biología I
Unidad 3
inmune. Existen variedad de reacciones que determinan si los anticuerpos de un suero reconocen ciertos
antígenos y utilizan, como fuente de antígeno, virus enteros o proteínas virales naturales o sintéticas.
Los virus representan un reto importante para la ciencia médica, ya que muchos causan enfermedades de
gran importancia y diversidad como el resfriado común, que afecta a millones de personas cada año, otras
tienen graves consecuencias como las fiebres hemorrágicas, la encefalitis, la poliomielitis y la fiebre
amarilla. Sin embargo, la mayoría de los virus causan enfermedades que sólo producen un intenso
malestar, siempre que no se presenten complicaciones serias como la gripe, el sarampión, las paperas, la
varicela, los herpes (como el Herpes zóster), las enfermedades respiratorias, las diarreas agudas, las
verrugas y la hepatitis. Otros agentes virales, como los causantes de la rubéola y los citomegalovirus,
pueden provocar anomalías serias o abortos. En la actualidad se continúan descubriendo virus
responsables de enfermedades humanas importantes, la mayoría de las cuales
pueden aislarse e
identificarse con los actuales métodos de laboratorio, aunque el proceso suele tardar varios días.
Otro ejemplo es el SIDA, Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida, causado por el VIH virus de
inmunodeficiencia humana, (partícula esférica con un diámetro de entre 80 y 110 nm), que debilita las
defensas naturales del cuerpo, haciendo que un individuo sea más susceptible a infecciones pues
conforme se debilita ya no puede combatirlas y será hasta que el virus logre destruir el sistema de
inmunidad que se podrá hacer una diagnosis de SIDA. Para que el VIH penetre en la célula se debe
producir la fusión de las membranas viral y celular. Tras la entrada se inicia la reproducción del virus
(replicación) por transcripción inversa o retrotranscripción. Una vez integrado en el material genético de la
célula el provirus puede permanecer latente o empezar a multiplicarse de una forma controlada o de una
forma masiva (fig. 3.2.2). El VIH se transmite de persona a persona mediante contacto sexual directo con
alguien que ya está infectado o por la introducción de sangre contaminada en el sistema sanguíneo. Los
síntomas son fatiga o cansancio, diarrea, estreñimiento, pérdida de peso, fiebre, sudores nocturnos,
trastornos de la piel, incapacidad de combatir infecciones comunes y algunas formas de cáncer. Las
infecciones oportunistas más comunes incluyen: infección de la garganta y del cuerpo causada por el
hongo Candida albicans, pulmonía por la bacteria Pneumocystis carinii, infección del cerebro del
toxoplasmosis, provocado por el protozoario Toxoplasma gondii. El cáncer más común asociado al SIDA
se denomina sarcoma de Kaposi.
Cuando alguien llega a infectarse del virus, tal vez sienta síntomas o tal vez no. Una prueba de la sangre
puede determinar si una persona es diagnosticada como VIH positivo y tal vez no se presente ningún
síntoma durante años. El virus del SIDA debilita el sistema inmune infectando y matando células blancas
de la sangre; después que el sistema inmune se debilita se puede contraer una o más infecciones
oportunistas que normalmente no infectan a alguien con un sistema inmune normal e intacto.
134
Biología I
Unidad 3
Una vez que alguien comience a contraer estas infecciones se dice tener SIDA. Desde las más tempranas
etapas del VIH es importante para la persona contagiada cuidarse muy bien, seguir buena dieta, hacer
ejercicio en base regular, ver un médico por malestares secundarios, dejar de fumar o masticar productos
de tabaco, dejar de usar drogas ilegales y evitar el consumo de alcohol.
Actualmente no existe curación para el VIH/SIDA, pero se ofrece una variedad de drogas para disminuir el
progreso. Una cantidad enorme de investigaciones se están haciendo para encontrar una vacuna para
evitar que la gente no infectada se contagie del VIH, así como encontrar tratamientos mejores y las
curaciones para las personas infectadas. Actualmente se cree que la infección del VIH sin tratamiento es
casi 100% fatal. La enfermedad fue definida por los centros para el control y la prevención de la
enfermedad en 1981. Se estima que un millón de americanos están infectados con VIH (uno en cada 250
personas). Hay 20 millones de personas infectadas por todo el mundo y en algunas áreas de África una de
cada cuatro personas tiene VIH. Aunque se creyó que infectaba solamente a los utilizadores de drogas
intravenosas (por compartir agujas), y de los homosexuales, hoy se sabe que cualquier persona que
intercambia líquidos corporales (sangre, semen, secreciones vaginales, saliva) puede contraer esta
infección, así que evitar la exposición a estos líquidos es la manera más segura de no contraer el VIH. Las
mujeres embarazadas que tienen infección del VIH deben ser tratadas con medicina durante su embarazo
y en el parto para reducir al mínimo el riesgo de transmitirlo a su bebé. La abstinencia o el uso correcto del
condón prevendrán la transmisión del VIH de una persona a otra.
Es importante reconocer el impacto de los virus en cuestión de salud ya que el VIH es un problema grave
de salud pública mundial. Esta afectación de los virus hacia el humano no es reciente, históricamente la
primera descripción de la fiebre amarilla se encontró en un manuscrito maya del siglo XVII, en el siglo XX,
donde se demostró por primera vez que un virus (transmitido por un mosquito) causaba la enfermedad. El
tráfico de esclavos y el comercio marítimo diseminó la enfermedad, el virus, así como el mosquito Aëdes
aegypti desde África a otras áreas tropicales.
Tanto el dengue como la fiebre amarilla se caracterizan por ciclos de infección en los que interviene el
hombre, los mosquitos y otros animales. Se expandieron enormemente durante la segunda guerra
mundial, como consecuencia del acantonamiento de tropas con individuos infectados en el Pacífico y Asia.
Los virus causantes del dengue son transmitidos por el mismo mosquito que propaga la fiebre amarilla. En
los años 80 un nuevo vector, el Aëdes albopictus, llegó a África y América desde Asia, su lugar de origen.
Los ejemplos anteriores ilustran de qué forma la actividad humana –desplazamiento de poblaciones,
guerras, urbanización, comercio– puede influir en la propagación de enfermedades virales.
135
Biología I
Unidad 3
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que contesta correctamente cada una de ellas.
1. (
) Al estudiar una enfermedad de la planta del tabaco, se tuvo el primer conocimiento de los
virus cuando:
a) extractos de las hojas de las plantas enfermas transmitían la enfermedad a los hombres.
b) las hojas de las plantas sanas enfermaban.
c) extractos de las hojas de las plantas enfermas transmitían la enfermedad a las sanas.
d) extractos de las hojas de las plantas enfermas no transmitían la enfermedad a las sanas.
2. (
) Poseen información genética (ADN o ARN), están rodeados de una cápsula de proteína; no
metabolizan energía, ni producen ATP, no respiran ni fotosintetizan. Contienen la información
necesaria para completar su ciclo, pero necesitan de células vivas. Esto define:
a) a los Virus.
b) al Reino Procarionte.
c) al Reino Eucarionte.
d) al grupo de seres vivos.
3. (
) Cuando los virus infectan a la célula, el ADN bacteriano construye proteínas y copias de
ácido nucleico viral. Cuando hay suficiente cantidad se ensamblan proteínas y ácidos nucleicos
virales, se liberan y producen la muerte de la célula, se trata del ciclo:
a) lítico.
b) lisogénico.
c) de vida.
d) natural.
4. (
) El genoma del virus queda integrado en el genoma de la bacteria, no expresa sus genes y se
replica junto al de la bacteria y el virus queda en forma de profago, se trata del ciclo:
a) lítico.
b) lisogénico.
c) de vida.
d) natural.
136
Biología I
Unidad 3
5. (
) La influenza es una enfermedad en la que se presentan dolores de cabeza y musculares,
fiebre alta y derrames superficiales de sangre, y es importante porque :
a) un millón de americanos están infectados.
b) 1 de cada 4 personas están infectadas.
c) ha afectado a la sociedad a lo largo de la historia.
d) las guerras influyen en su propagación.
6. (
) El VIH/SIDA debilita el sistema inmune y mata células blancas de la sangre. Es un problema
grave de salud mundial porque:
a) actualmente no existe curación y la infección sin tratamiento es casi 100% fatal.
b) el comercio marítimo disemino la enfermedad desde África a otras áreas tropicales.
c) las prácticas locales de inhumación requieren la remoción manual de las vísceras del cadáver.
d) los afectados presentan cuadros similares: fiebre, dolor de cabeza y derrames superficiales de
sangre.
137
Biología I
Unidad 3
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
c
2
a
3
b
4
b
5
b
6
a
Sugerencias
Si te equivocas al contestar algunos ejercicios, te recomiendo que nuevamente
estudies el desarrollo del tema de tu guía.
138
Biología I
Unidad 3
3.3 BACTERIA Y ARCHEA
APRENDIZAJES


Identificar criterios de clasificación y características de bacterias
y archeas.
Explicar la importancia de los virus, bacteria y archaea en el
desarrollo biológico, económico y social.
Como recordarás, en el tema 3.1, Introducción a la diversidad biológica, definimos la diversidad biológica o
biodiversidad como la variedad de formas de vida, producto de la adaptación de los organismos al
ambiente en el que viven, y se señaló que los distintos tipos de seres vivos que habitan nuestro planeta en
la actualidad son el resultado del proceso de evolución, diversidad y extinción de las especies. Tal es el
caso en este tema para los organismos procariontes, bacterias y archaeas.
Todas las células procariontes comparten la misma estructura básica. La membrana plasmática que la
rodea regula el tráfico de materiales hacia la célula y fuera de ella, separándola del ambiente y de una
región llamada nucleoide que contiene el material hereditario DNA de la célula. El DNA de la célula
procarionte NO está organizado dentro de un núcleo rodeado por una membrana. Las moléculas de DNA
en los procariontes son por lo general circulares, contienen un único cromosoma y a menudo hay
plásmidos (pequeñas piezas de ADN circulares que contienen genes que se trasladan de una bacteria a
otra). Los procariontes no presentan organelos citoplasmáticos rodeados por membranas como los que
tienen los eucariontes modernos: mitocondria, cloroplasto, aparato de golgi y otros. Las células
procariontes carecen de citoesqueleto y se dividen por fisión después de replicar su DNA.
Muchos procariontes tienen una pared gruesa y relativamente rígida que es muy diferente a las de plantas
y algas, que contienen celulosa y otros polisacáridos, y la de los hongos que contienen quitina.
En la tabla 1, Semejanzas y diferencias entre los tres dominios, del tema 3.1 Introducción a la diversidad
biológica, describimos las características semejantes o diferentes para bacterias y archaeas, por lo que
basándonos en las características de dicho cuadro, describiremos a ambos grupos.
Las células procarióticas del DOMINIO BACTERIA han cambiado muy poco desde hace 3 500 millones de
años. Su tamaño oscila entre 0.2 y 10 nm de ancho y de 1 hasta 10 nm de largo, algunas se desplazan por
flagelos o con movimientos deslizantes por flexión, otras son inmóviles. El éxito biológico de las bacterias
139
Biología I
Unidad 3
radica en su tamaño reducido, en su capacidad reproductora, su rápida tasa de mutación y su versatilidad
al colonizar casi todos los ambientes: aire, agua, suelo, interior y exterior de plantas y animales, es decir,
se encuentran en todos los habitats conocidos. El dominio bacteria incluye organismos procarióticos
como las bacterias, las cianobacterias (algas verdes-azules) Espiroquetas, Clamidias y Firmicutos. Su
reproducción es asexual por gemación, conjugación o bipartición. En ellas no se presentan los procesos de
mitosis y meiosis.
Las bacterias poseen una pared celular sobre la membrana plasmática para protegerlas contra daños
osmóticos, así como para proporcionarles rigidez y forma.
Las bacterias se dividen en dos grandes grupos de acuerdo con la tinción de Gram, la cual permite
distinguir el tipo de pared celular de las bacterias. Así, las bacterias que tiñen con el colorante violeta de
genciana durante el procedimiento de tinción se denominan Gram positivas, y las que no se tiñen se
conocen como Gram negativas. Las bacterias Gram positivas se caracterizan por poseer una pared mucho
más ancha y entrecruzada que las Gram negativas; fundamentalmente están constituidas por un 90% de
peptidoglicanos dispuestos en la mayoría de ellas en una o varias capas (hasta 25), polisacáridos ácidos y
otros azúcares que constituyen los principales antígenos de la superficie.
En las bacterias Gram negativas la capa de
cápsula
peptidoglicano es delgada y representa de 15
a 20% de la pared celular (sustancia única
Pared
celular
que contiene en su pared celular), y su
ausencia en las arqueas indica una diferencia
Membrana
plasmática
clave entre los dominios procariontes (la
mayoría de las arqueas contienen proteínas
en su pared celular y otro grupo presenta
Cromosoma
bacteriano
seudopeptidoglucano).
Las diferentes características de las paredes
celulares procariontes se relacionan con las
plásmido
bacterias causantes de enfermedades. En
realidad la pared celular es el blanco favorito
en el combate de la medicina contra la
enfermedad porque no tiene equivalente en
mesosoma
ribosoma
flagelo
las células.
140
Biología I
Unidad 3
Los antibióticos y otros agentes que específicamente interfieren en las síntesis de las paredes celulares,
que contienen peptidoglucano, tienen escaso o ningún efecto sobre las células de los seres humanos y
otros eucariontes. Sólo un pequeño porcentaje de procariontes es patógeno (productor de enfermedades)
y, de los que se conocen, todos son bacterias. Para el huésped las consecuencias de una infección
bacteriana depende de la invasividad de los patógenos, es decir, de su capacidad para multiplicarse dentro
de la célula huésped, así como de su toxigenicidad; esto es, de su habilidad para producir sustancias
químicas (toxinas) dañinas para los tejidos del huésped.
La Corynebacterium diphterae, bacteria
causante de la difteria, tiene baja invasividad y se multiplica sólo en la garganta pero su toxigenicidad es
tan grande que todo el cuerpo se ve afectado. En cambio el Bacillus anthracis, causante del carbunco,
tiene baja toxigenicidad pero una alta invasividad, tan elevada que todo el torrente sanguíneo se llena de
bacterias.
La membrana celular es una estructura permeable selectiva que regula el paso de nutrientes y productos
de desecho dentro y fuera de la célula. Debido a que las bacterias carecen de organelos con membrana,
tan importante en los procesos de producción de energía como las mitocondrias, su membrana plasmática
tiene varias enzimas en las que se incluyen los citocromos y aquellas que intervienen en el transporte de
electrones, en la fosforilación oxidativa y en la síntesis de ATP. El daño a esta membrana con agentes
físicos o químicos ocasiona la muerte de la célula.
En las bacterias se deben considerar las invaginaciones y extensiones internas de la membrana
plasmática denominadas mesosomas, las cuales están involucradas en diferentes procesos metabólicos y
reproductivos. En otros casos, el sistema de mesosomas establece contacto de manera compleja con uno
o varios sitios del material nuclear - ADN. Aún cuando los componentes de la membrana no participan
directamente en los aspectos enzimáticos de la replicación, la unión del cromosoma con la membrana
proporciona un mecanismo directo por medio del cual los cromosomas hijos pueden distribuirse en las
células hijas.
A continuación se describe la diversidad bacteriana:

PROTEOBACTERIA. Muchas especies son Gram negativas, contienen bacterioclorofila, y
fotoautótrofas que utilizan azufre. Su diversidad se aprecia por sus vías metabólicas, son
quimioautótrofas, quimioheterótrofas y fotoautótrofas. Entre las proteobacterias se encuentran fijadores
de nitrógeno como Rhizobium. Tambien pertenece a este grupo Escherichia coli, patógenos como
Yersinia pestis (causa la fiebre bubónica o muerte negra), Vibrio cholerae (el cólera, infección
intestinal aguda) y Salmonella typhimurium (la meningoencefalitis).
141
Biología I
Unidad 3

CIANOBACTERIAS (bacterias azul-verde). Utilizan clorofila a para la fotosíntesis y al liberar oxígeno
realizaron la revolución del oxígeno que transformó la atmósfera de la Tierra. La clorofila se asocia a
membranas internas elaboradas y altamente organizadas llamadas lamelas o tilacoides.

ESPIROQUETAS. Bacterias gram negativas caracterizadas por estructuras llamadas filamentos
axiales, fibrillas que corren a lo largo del espacio periplásmico. El cuerpo celular es un largo cilindro
enrollado en forma espiral. Son de vida libre en el barro o en el agua. Muchas parasitan al ser humano,
tal es el caso de Treponema pallidum, causante de la sífilis.

CLAMIDIAS. Son las bacterias más pequeñas, tan sólo miden de 0.2 a 1.5 nm de diámetro. Viven
como parásitos dentro de las células de otros organismos. En los seres humanos causan infecciones
oculares como el tracoma, enfermedades de transmisión sexual y algunas formas de neumonía.

FIRMICUTOS. Algunos poseen endosporas, cápsulas de propagación y resistencia, en estado de
reposo resisten al calor o frío y se desarrollan cuando los nutrientes escasean. A este grupo
pertenecen, entre otros: Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, responsables estos últimos de
infecciones respiratorias, intestinales y cutáneas.
A los organismos del DOMINIO ARCHAEA se las considera más cercanos a los eucariotas que a las
bacterias. Con referencia a su morfología, pueden presentar formas similares al de las bacterias
verdaderas, tales como cocos y bacilo. Todas las arqueas halofílicas son Gram negativas, poseen una
pared celular compuesta de polisacáridos a base de glucosa, ácido glucorónico, galactosamina, acetato y
abundantes residuos de sulfato. Se reproducen por fisión binaria, no forman esporas y su metabolismo
corresponde al de bacterias quimiorganotróficas; la mayoría de las especies son aerobios obligados, pero
otras pueden realizar procesos fermentativos o de respiración anaeróbica. Son pequeñas (0,5-5 micras) y
sus genomas son de pequeño tamaño. Presentan envolturas características, unas veces formadas por
proteínas y polisacáridos, vainas de proteína o pseudomureína (es característica de las arqueas la falta de
mureína, lípidos ramificados, con enlace éter que contienen fitano). También es característica la presencia
de ARN-polimerasas de constitución compleja y de gran número de nucleótidos modificados en los ácidos
nucleicos ribosomales. El ADN se empaqueta en forma de nucleosomas, como en los eucariotas, gracias a
proteínas semejantes a la histona; algunos genes tienen intrones como los eucariotas (tabla 1 Semejanzas
y diferencias entre los tres dominios, del tema 3.1 Introducción a la diversidad biológica).
La membrana plasmática de las arqueas presenta características particulares con respecto al componente
lipídico. A diferencia de las bacterias y eucariotas, carecen de ácidos grasos y en su lugar tienen cadenas
laterales compuestas de unidades repetitivas de isopreno (fentanilo o bifentanilo) unidas por enlaces éter
142
Biología I
Unidad 3
al glicerol que constituyen el gliceroldiéter, cuando se distribuyen a manera de bicapa, y el gliceroltetraéter,
cuando es a manera de monocapa, este último arreglo es muy estable a temperaturas altas y se encuentra
principalmente en las arqueas termoacidófilas.
En cuanto a su metabolismo, las arqueas difieren de bacterias y eucariotas en la ausencia de citocromos y
quinonas para la transferencia de electrones. Además la síntesis de proteínas se caracteriza porque en el
complejo de iniciación no existe la desoxirribotimidina en el ARNt y por hacer uso de Met-ARNt en vez de
fMet-ARNt propio del dominio bacterias.
Son organismos celulares que carecen de núcleo como el resto de los procariota, comprende organismos
productores de metano (metanógenos), tales como los Halófilos extremos, Termoacidófilos y otros. Son
muy frecuentes en los océanos, así como en hábitats extremos. La mayoría de archaea viven en
ambientes extremos y son llamadas extremófilas. Otras especies de archaea no son extremofilas y viven
en temperaturas y niveles de salinidad comunes. Algunas incluso viven en nuestros intestinos. A algunas
especies extremófilas les encanta vivir en el calor y en el agua hirviendo, como en los géisers y dentro de
volcanes. Gustan tanto del calor que se les apoda "termófila", que significa "amante del calor", y se
congelarían hasta morir en temperatura ambiente. Hay otras extremófilas que viven en medioambientes
muy salados, conocidos como hipersalinos. Estos son capaces de sobrevivir en lugares extremos en
donde otros organismos no podrían sobrevivir. Estas archaeas amantes de la sal se llaman halófilas.
Las archaea no necesitan de la luz solar para el proceso de la fotosíntesis como el que llevan a cabo las
plantas, tampoco necesitan oxígeno. Las bacterias archaeas absorben CO2, N2, ó H2S, y eliminan gas
metano a manera de producto de desecho, inhalan oxígeno y exhalan dióxido de carbono. Algunos de los
planetas que tienen un medio ambiente donde las archaeas podrían sobrevivir incluyen Venus, el medio
ambiente antiguo de Marte, Júpiter, Saturno, y en Io, la luna de Júpiter.
El dominio archea muestra aspectos interesantes con respecto a la heterogeneidad de sus grupos y la
forma como cada uno de ellos han resuelto los problemas que enfrentan en los diferentes ambientes. Las
arqueas están divididas en tres grupos de acuerdo con la adaptación al medio donde residen:

HALOFÍLICAS EXTREMAS. Viven en ambientes de elevada salinidad: salinas, los lagos salados
naturales, hábitats salinos artificiales como en las preparaciones caseras concentradas de sal que se
utilizan para la preservación de algunos tipos de pescado y carne, en donde forman manchas rojas. La
concentración de sal en dichos hábitats es cercana al punto de saturación (32%), aunque la mayoría
requieren 12-23% para un óptimo crecimiento. Además, por el hecho de encontrarse en medios muy
salados acumulan intracelularmente compuestos orgánicos denominados solutos compatibles, los
143
Biología I
Unidad 3
cuales contrarrestan la tendencia de la bacteria a deshidratarse en esas condiciones. Ejemplos de
ellas son las Halococcus y Halobacterium.

METANÓGENAS. Se caracterizan por sintetizar metano, acetatos, etc. Hay Gram positivas como
Gram negativas, por lo que no se considera una característica de validez en su clasificación, por lo
cual se recurre a la comparación de las secuencias del ARNr 16s. Algunas arqueas metanógenas
poseen una pared celular constituida de pseudopeptidoglicano. Además también se diferencian de las
paredes bacterianas en los enlaces glucosídicos 1,3 en vez de 1,4. Habitan por lo general en los
drenajes, pantanos y aparatos digestivos de los vertebrados incluyendo el hombre, que proporcionan
un ambiente anaeróbico adecuado para su metabolismo.

TERMOACIDÓFILAS. Habitan aguas calientes geotérmicas (>80ºC) que se caracterizan por ser ricas
en azufre y por su acidez (pH<2), desde moderada a extremadamente ácida, debido a la oxidación
biológica del H2S y SO que produce H2SO4 y temperaturas de 60-80º C y un pH bajo, de 1-3.
Sulfolobus acidocaldarius oxida el azufre y vive en las fuentes termales del parque Yellowstone.
Termoplasma se encuentra en carbón encendido (ardiendo). También habitan en lugares ligeramente
alcalinos como algunas solfataras (medios calientes y ricos en azufre). Su metabolismo productor de
energía puede ser quimiorganotrófico y por lo general son anaerobias estrictas.
Por otra parte debemos señalar la relación de las bacterias con el hombre. Numerosos pueblos en el
pasado utilizaban bacterias ácido-lácticas para fermentar o crear cultivos de alimentos y elaborar otros
modificados que pueden conservarse mucho más tiempo; por estar dotados de texturas adquieren sabores
característicos, distintos del producto original. El uso de productos lácteos fermentados se aplica en todo el
mundo, como el yogurt, queso, mantequilla, crema, entre otros.
Estas bacterias se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza, así como en nuestro aparato
digestivo; aunque se les conoce por la fermentación de lácteos se emplean también en la elaboración del
vino y para curar pescado, carne y embutidos. La acción de estas bacterias desencadena un proceso por
el cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en ácido láctico. El ácido se acumula y la estructura
de las proteínas de la leche se va modificando (acción llamada cuajar), así como la textura del producto. El
ácido láctico confiere a la leche fermentada un sabor ligeramente acidulado. Los elementos derivados de
las bacterias ácido-lácticas producen a menudo otros sabores o aromas característicos, el acetaldehído,
por ejemplo, da al yogurt su aroma característico. En lo que concierne al yogurt, su elaboración deriva de
la simbiosis entre dos bacterias, la Streptococcus thermophilus y la Lactobacillus bulgaricus, que se
caracterizan porque una estimula el desarrollo de la otra. Esta interacción reduce el tiempo de
fermentación y el producto se distingue de los fermentados por una sola cepa de bacteria.
144
Biología I
Unidad 3
Gracias a la elaboración del yogurt y otros productos lácteos fermentados, las bacterias ácido-lácticas
seguirán representando una fuente económica importante en la producción de cultivos probióticos. Estas
bacterias se complementan con las presentes en la flora intestinal y contribuyen al buen funcionamiento
del aparato digestivo. Ante la creciente demanda de los consumidores más preocupados por la salud, el
mercado internacional de estos productos se incrementa. La importancia de las bacterias ácido-lácticas no
se limita al orden económico sino que, debido a sus propiedades, contribuyen a preservar y mejorar la
salud.
Por otra parte el estudio de la patogenicidad y epidemiología de las especies, su importancia, habitat
natural, mecanismos patogénicos y las enfermedades que ocasionan, están directamente relacionados con
la sociedad humana. Los mecanismos de las bacterias patógenas (como la presencia de sustancias en sus
cubiertas celulares, cápsula o pared celular) dificultan la actividad de las células fagocíticas protectoras del
huésped, o bien, después de ser fagocitados las bacterias les confieren resistencia a ser degradadas; la
presencia de endotoxinas o la excreción de exotoxinas y de enzimas extracelulares, entre otros, les
permitirán invadir y establecerse en el organismo huésped, provocando así las enfermedades. Algunas
enfermedades que afectan a los animales de granja, a las mascotas, a los de zoológicos y a la fauna
silvestre, son causa de preocupación para el hombre tanto por su importancia económica como por su
impacto en la salud pública.
Las bacterias causan enfermedades produciendo venenos o toxinas, es el caso de Botulinus, el bacilo del
tétanos y de la gangrena gaseosa. Otras bacterias causan la muerte local o generalizada de tejidos
corporales, bloquean el flujo de la sangre o producen irritaciones graves. La salmonelosis y todas las
enfermedades causadas por la bacteria del género Salmonella están muy extendidas. La diarrea blanca,
causada por la Salmonella pullorum, amenazó a la industria avícola. Se conocen casi 2 000 tipos de
Salmonella, que pueden producir enfermedades en el ser humano y en los animales.
La Salmonella typhimurium es responsable de casi la mitad de los casos de intoxicación alimentaría en
el hombre, así como de grandes pérdidas de aves y otros animales.
La tuberculosis es causada por bacterias del género Mycobacterium; las personas deben ser protegidas
mediante controles periódicos de las vacas lecheras, y por el examen de la carne destinada al consumo
humano. El carbunco, enfermedad producida por Bacillus anthracis, afecta a personas y animales
domésticos; sus esporas, transportadas por el aire, en la piel de los animales o las aguas residuales,
explican la repentina aparición de esta enfermedad bacteriana.
La pasteurelosis, infección causada por bacterias del género Pasteurella, como el cólera de las gallinas,
producido por la P. multocida, origina graves problemas y afecta a la fauna silvestre, las aves domésticas
145
Biología I
Unidad 3
(sobre todo a las gallinas), los conejos y otros animales. Las bacterias del género Mycoplasma producen
toda una variedad de enfermedades en los animales y el ser humano, como la pleuroneumonía en el
ganado vacuno, la sinusitis infecciosa en los pavos y la enfermedad respiratoria crónica en los pollos.
Los virus son innumerables y producen múltiples enfermedades: anemia equina infecciosa, enfermedad
de Newcastle, cólera porcino, viruela aviar, rabia, moquillo, encefalitis y muchas otras. Los virus de la
gripe producen graves problemas en los cerdos, caballos y aves.
Algunos virus se propagan de madre a hijos a través de la placenta o el huevo y presentan formas muy
resistentes. Otros virus requieren un contacto íntimo para su transmisión y hay los que se transmiten a
través de la picadura de artrópodos. Los virus representan un reto importante para la ciencia médica, ya
que muchos causan enfermedades humanas de gran importancia y diversidad como el resfriado común,
que afecta a millones de personas cada año. Otras tienen graves consecuencias, como las fiebres
hemorrágicas, encefalitis, poliomielitis y fiebre amarilla. Sin embargo, la mayoría de las enfermedades sólo
producen un intenso malestar, siempre que no se presenten complicaciones serias. Algunas de éstas son
la gripe, el sarampión, las paperas, herpes simple y zóster, la varicela, las enfermedades respiratorias, las
diarreas agudas, las verrugas y la hepatitis. Otros agentes virales, como los causantes de la rubéola y los
citomegalovirus, pueden provocar anomalías serias o abortos. En la actualidad se continúan descubriendo
virus responsables de enfermedades humanas importantes. La mayoría pueden aislarse e identificarse con
los actuales métodos de laboratorio, aunque el proceso suele tardar varios días.
Como podrás concluir, en esta última etapa de tu lectura es importante identificar y reconocer la
importancia de los virus, bacterias y archaea en el desarrollo biológico, económico y social del ser humano.
146
Biología I
Unidad 3
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis de la izquierda la
letra de la opción que contesta correctamente cada una de ellas.
1. (
) Este tipo de células comparten la misma estructura básica. La membrana plasmática que
rodea a la célula. Presentan nucleoide con DNA el cual no está organizado dentro de un núcleo
rodeado por una membrana, hay plásmidos, no presentan organelos y carecen de citoesqueleto.
a) eucariontes y cianificeas.
b) bacterias y archaeas pluricelulares.
c) procariontes, bacterias y archaeas.
d) virus y bacterias.
2. (
) Todas las células procariontes comparten la misma estructura básica, sin embargo bacterias
y arqueas conforman dominios diferentes. Los criterios de clasificación a partir de las
características de bacterias y arqueas son los siguientes. ¿Cuáles son las características y
criterios que corresponden al Domino Archaea?
I. Peptidoglucanos en la pared celular.
II. Pseudopeptidoglucanos en la pared celular.
III. Iniciador del tRNA formilmetionina.
IV. Iniciador del tRNA metionina.
V. Sí son sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina.
VI. No son sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina.
a) II, IV, VI
b) I, II, III
c) I, II, V
d) II, V VI
147
Biología I
Unidad 3
3. (
) Tomando como base la clasificación de las bacterias, éstas son:
a) cianobacterias (algas verdes-azules) espiroquetas, clamidias y firmicutos.
b) bacterias ácido-lácticas, espiroquetas, clamidias y firmicutos.
c) virus, algas verdes-azules, espiroquetas, clamidias y bacterias patógenas.
d) levaduras, espiroquetas, clamidias y firmicutos.
4. (
) Numerosos pueblos en el pasado las utilizaban para fermentar o crear cultivos, elaborar
alimentos modificados, es decir, distintos del producto original (queso, mantequilla, crema), se
trata de:
a) cianobacterias.
b) bacterias ácido-lácticas.
c) bacterias patógenas.
d) levaduras.
5. (
) La presencia de sustancias en sus cubiertas celulares, cápsula o pared celular, dificultan la
actividad de las células protectoras del huésped, o bien, que después de ser fagocitados estas
bacterias confieren resistencia a ser degradadas, es una característica de:
a) virus.
b) bacterias ácido-lácticas.
c) bacterias patógenas.
d) levaduras.
6. (
) Las bacterias actúan por la presencia de endotoxinas o de exotoxinas y la excreción de
enzimas extracelulares, entre otros, permiten invadir y establecerse en el organismo huésped,
provocando así…
a) productos lácteos.
b) yogurt.
c) cultivos probióticos.
d) enfermedades.
148
Biología I
Unidad 3
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
c
2
a
3
a
4
b
5
c
6
d
Sugerencias
Si te equivocas al contestar algunos ejercicios, te recomiendo que nuevamente
estudies el desarrollo del tema de tu guía.
149
Biología I
Unidad 3
3.4 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SERES VIVOS
APRENDIZAJES







Identificar las características y los criterios de clasificación de los protistas.
Identificar las características y los criterios de clasificación de los fungi.
Identificar las características y los criterios de clasificación de los
plantae.
Explicar la importancia de los protistas, fungi y plantae en el desarrollo
biológico, económico y social.
Identificar las características y los criterios de clasificación de los animalia.
Explicar la importancia de los animalia en el desarrollo biológico, económico
y social.
Identificar problemas relacionados con la biodiversidad y proponer soluciones
en el marco del desarrollo sustentable.
En el desarrollo de esta Unidad, en el tema 3.1 estudiamos la diversidad biológica o biodiversidad, 3.2 los
Virus y 3.3 Bacterias y Archaea, donde caracterizamos a los organismos con células procariontes; ahora
hablaremos de los organismos con células eucariontes integrados en el Dominio Eukarya.
El REINO PROTISTA incluye a eucariontes unicelulares y a los primeros pluricelulares simples, pero que
no constituyen tejidos verdaderos. Habitan en los tres ambientes: agua dulce, salada y tierra firme. Este
reino fue propuesto por la dificultad que entrañaba la separación de unicelulares animales de los
vegetales.
Hay teorías que sostienen que las células eucarióticas se originan por simbiosis con células procarióticas.
La mitocondria, por ejemplo, podría derivarse de algún procarionte introducida en otra célula o los
cloroplastos a partir de algas verdeazules. Esto hace probable que las células eucarióticas evolucionaron
de asociaciones simbióticas hasta lograr la gran diversidad de organismos del reino protista.
150
Biología I
Unidad 3
Sus características diferenciales son:
Nivel celular
Nutrición
Respiración
Aerobia.
Reproducción
Tipo de vida
Estructura y funciones
Asexual.
Unicelulares
La mayoría con pared
acuáticos.
celular de varias capas
Móviles por,
o estratos.
flagelos,
En algas suele ser de
y desarrollo
Eucariontes,
Autótrofa
Unicelulares.
por
Algunos
fotosíntesis
sexual,
y/o
gametos
heterótrofa
cigoto,
por
embrión.
absorción,
ingestión
y
parasitismo.
con
y
sin
cilios
y
seudópodos.
celulosa con pectina,
xilanos
y
mananos.
Sustancias
minerales
como
carbonatos
de
calcio y sílice.
Los protistas están representados por muchas líneas evolutivas cuyos límites son difíciles de definir. La
mayoría de estos organismos son unicelulares, pero también los hay que forman colonias como los
foraminíferos, organización más compleja que está más cerca de los organismos pluricelulares superiores
e indica que éstos evolucionaron a partir de ancestros protistas. Los protistas agrupan desde los
unicelulares eucariotas y las colonias simples hasta algunas algas superiores y grupos de transición, por lo
cual son pluricelulares, pero carecen de la organización compleja en tejidos, típica de las plantas, animales
y hongos superiores.
Aun así, los grupos de transición comparten las mismas características que las plantas, como las algas
pardas, verdes y rojas; otras que están más cerca de los animales y las que son semejantes a los hongos,
como los mohos plasmodiales y los quitridiales. Los límites del reino protista no están establecidos de
forma definitiva. Los grupos de protistas se diferencian entre sí en la forma de alimentarse. Algunos se
parecen a las plantas porque realizan la fotosíntesis; otros ingieren alimento como los animales y otros
absorben nutrientes, como los hongos. Esta diversidad hace difícil la descripción de un protista típico.
Quizá, el miembro más representativo del reino sea un flagelado, organismo unicelular con uno o más
flagelos complejos y con uno o más cloroplastos.
Podemos considerar tres grupos principales de protistas:

Protistas semejantes a plantas. Las crisófitas, diatomeas y algas pardas doradas, son componentes
importantes del fitoplancton dulceacuícola y marino. Son unicelulares. Las diatomeas (división
Chrysophyta) se caracterizan por tener unas finas valvas dobles de sílice. Suelen reproducirse
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Biología I
Unidad 3
asexualmente. Pertenecen también los dinoflagelados (división Pyrrophyta) y los euglenofitos (división
Euglenophyta); algas unicelulares que habitan en su mayoría en agua dulce. Contienen clorofila a y b y
su almacén de carbohidratos es el paramilo. Las células carecen de pared, pero tienen una serie de
franjas proteicas flexibles. No se les conoce ciclo sexual y se dividen por fisión binaria longitudinal.

Semejantes a animales. Llamados protozoos, abarcan a flagelados (filo Zoomastigina), ameboides
(filo Sarcodina); ciliados y suctorios (filo Ciliophora), y los parásitos productores de esporas (filo
Esporozoa).

Parecidos a los hongos. Como los hifoquitridios (filo Hyphochytridiomycota) y los plasmodióforos (filo
Plasmodiophoromycota). Los mohos plasmodiales del fango son un filo discutido y pueden pertenecer
al reino protista, al tener características comunes con hongos y protozoos. Los mohos mucilaginosos
son organismos ameboides heterotróficos, se reproducen por esporas.
En el REINO FUNGI se incluyen a los mohos, levaduras, setas y hongos. Sus características diferenciales
son:
Nivel celular
Nutrición
Eucariontes,
unicelulares
pluricelulares.
Heterótrofa
y
Respiración
Aerobia.
Reproducción y
desarrollo
Tipo de vida
Estructura y
funciones
Asexual.
Unicelulares
Pared
por
Algunos sexual,
Pluricelulares
con quitina. con
absorción,
con gametos y
(mayoría)
movimientos
(saprofitos) y
zigoto,
micelo
intracelulares.
parasitismo.
embrión.
sin
formado
celular
por
hifas.
La mayoría de los hongos están constituidos por filamentos tubulares de crecimiento rápido llamados hifas,
las cuales a menudo están divididas por tabiques llamados septos. Las hifas crecen por alargamiento y
ramificación de las puntas, semejando una masa algodonosa llamada micelio. Cuando el micelio se
desarrolla y madura puede llegar a formar cuerpos fructíferos, tales como champiñones, setas y trufas. Los
sombrerillos son la parte reproductora, formado por estipite, pileo y laminillas. El micelio, está bajo la tierra
y está constituido de hifas. Éste es el verdadero cuerpo del hongo. La función del micelio es conseguir
alimento, se alimenta del suelo, la madera o el cuero, crece sobre materia orgánica y vive de los
organismos vivos como parásito. Las esporas son estructuras de propagación y a partir de ellas nacen
hifas. Si las condiciones son favorables, particularmente si la humedad es elevada, proliferan alrededor de
su punto de origen. Debajo de la tierra, los micelios crecen de una forma radial en todas direcciones. Al
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Biología I
Unidad 3
agotar las sustancias que los nutrieron, fructifican y forman setas, las cuales dejarán caer sus esporas.
Este fenómeno se repite de modo indefinido. Los hongos son un grupo extenso y diversificado, por lo que
para facilitar su estudio nos basaremos en la siguiente clasificación:

Filo Chytridiomycota. Alguna vez fueron clasificados como protistas, pero por su pared celular
constituida por quitina se les considera dentro de los hongos. Algunos quitridios son unicelulares; otros
tienen micelios formados por cadenas ramificadas de células. Se reproducen tanto de manera asexual
como sexual. Son parásitos de algas, larvas de mosquitos y nematodos, también pueden ser saprofitos
y de vida libre, marinos, agua dulce o suelo húmedo. Allomyces es un género estudiado.

Filo Zygomycota. Son pluricelulares y la mayoría tienen hifas cenocíticas, esto significa que no
presentan septos que separan una célula de la otra. El micelio crece hacia adelante y no forma cuerpo
fructífero carnoso, pero sí esporangióforos que contienen cientos de esporas diminutas. Rhyzopus
stolonifer y R. nigricans son ejemplos de mohos que crecen en el pan.

Filo Ascomycota. Constituyen un grupo grande y diverso de hongos que se diferencian por la
producción de sacos llamados ascas, ésta es la estructura reproductora característica de este grupo.
Las hifas de los ascomicetos están segmentadas por septos. Los ascomicetos se dividen en dos
grupos dependiendo si las ascas están contenidas dentro de una estructura fructífera especializada
llamada ascocarpo, las que si la tienen se llaman euascomicetos que significa ascas verdaderas. Y
las que no presentan se llaman hemiascomicetos. Los euascomicetos incluyen a los hongos
filamentosos conocidos como mohos, por ejemplo Neurospora, Penicillium y Aspergillus. También
incluyen a los hongos en taza, las superficies internas están cubiertas de filamentos estériles y ascas
que producen gran cantidad de esporas. Dos estructuras deliciosas son las morillas y las trufas. Los
hemiascomicetos
son
unicelulares,
los
más
conocidos
son
las
levaduras,
por
ejemplo,
Saccharomyces cerevisiae, que se emplea de manera generalizada en la elaboración de pan,
cerveza y vinos.

Filo Basidiomycota. Se caracterizan porque producen algunas de las estructuras fructíferas más
espectaculares entre los hongos, Agaricus, Amanita, Lycoperdon, Laetiporus son algunos
ejemplos. Las hifas de los basidiomicetos presentan septos con pequeños poros típicos. El basidio es
una estructura hinchada en el extremo de la hifa, es la estructura reproductora sexual característica de
este grupo. La estructura fructífera de los basidiomicetos carnosos está coronada por un sombrerillo
llamado pileo que tiene laminillas del lado inferior. Los basidios descargan sus esporas en el espacio
aéreo para su dispersión y posterior germinación de nuevos micelios.
153
Biología I
Unidad 3
Los organismos que conforman el REINO PLANTAE son plantas eucariotas que evolucionaron a partir de
algas verdes del grupo Chlorophyta; estas algas colonizaron las zonas emergidas gracias a una serie de
adaptaciones a la vida terrestre y originaron el grupo de los Embriófitos.
Sus características diferenciales son:
Nivel celular
Nutrición
Eucariontes,
Autótrofa
pluricelulares
con
tejidos
Respiración
Aerobia.
Reproducción y
desarrollo
Tipo de vida
Estructura y funciones
Asexual
Pluricelulares
Pared
por
vegetativa.
con
celulosa.
fotosíntesis.
Asexual
celulares
sexual,
variados.
gametos
zigoto
y
con
y
y
con
tejidos.
inmóviles.
celular
con
Con
movimiento
intracelular.
Se
forman
compuestos
esporas
secundarios
haploides
metabólicos
(haplodiploides).
autocianos, flavionas.
Ciclo de vida III.
Alternancia
de
generaciones.
Una contribución de las plantas es la formación de los ambientes. Solamente las regiones árticas y las
profundidades oceánicas carecen de plantas, el resto de los ambientes terrestres, desierto, tundra, bosque
o pradera fueron producidos y moldeados por las plantas.
Todas las plantas presentan alternancia de generaciones
(fig.3.5.1) en la cual una fase diploide (2n), llamada esporofito,
incluye al embrión, y una fase haploide (n), llamada gametofito,
que produce los gametos por mitosis. El cigoto 2n producido por
la fecundación origina el esporofito, dominante en la mayoría de
los vegetales; es la planta verde en la cual se diferencian células
que luego de sufrir meiosis dan células haploides (esporas), que
después de varias mitosis (conformando una generación) forman
un gametofito haploide multicelular, éste normalmente es
dependiente y parásito del esporofito y produce los gametos por
mitosis, reiniciando el ciclo.
Figura 3.5.1 Alternancia de generaciones.
154
Biología I
Unidad 3

División Bryophyta. Está representada por hepáticas, antoceros y musgos. Son pequeñas plantas
confinadas a ambientes húmedos que necesitan agua líquida para la fecundación. Las adaptaciones a
la vida terrestre de las briofitas les permitió la conquista de amplios espacios y así dominar el paisaje.
Las primeras plantas eran no vasculares y carecían tanto de células conductoras de agua como de
alimento. Tienen estructuras como hojas que pueden capturar y mantener rápidamente una gota de
agua que las salpica, y son lo bastante pequeñas para que los minerales puedan distribuirse
internamente por difusión. Carecen de hojas, tallos y raíces que caracterizan a las traqueofitas, a pesar
de que tienen estructuras análogas a cada una de ellas. La estructura verde conspicua que se observa
es el gametofito, es fotosintético y, por lo tanto, nutricionalmente independiente. El esporófito puede
ser o no fotosintético pero siempre depende del gametofito y permanece pegado a él en forma
permanente. Algunos ejemplos son Sphagnum, Marchantia.

División Pteridophyta. A este grupo pertenecen las traqueofitas verdaderas, aquellas que poseen
células conductoras especializadas llamadas traqueidas. La aparición evolutiva de un tejido
compuesto por traqueidas tuvo dos consecuencias importantes: proporciona una vía para el transporte
de agua, minerales, nutrientes y, por otra parte, dota un soporte estructural rígido importante para un
ambiente terrestre en donde las plantas compiten por la fuente de luz. Licopodios, equisetos y
helechos forman este grupo. En estos organismos el gametofito está completamente reducido (es
decir, inconspicuo), producen anteridios (masculinos) y arquegonios (femeninos), aunque no siempre
al mismo tiempo o en el mismo gametofito. Los espermatozoides desarrollados en el anteridio nadan
en el agua hasta el arquegonio, donde ocurre la fecundación. El cigoto resultante se desarrolla allí
mismo en un embrión esporofito; el esporofito joven forma una raíz y puede crecer de manera
independiente al gametofito. El esporoito tiene raíz, tallo y hojas, y en la parte inferior de éstas se
desarrollan los esporangios; en la mayoría forman grupos denominados soros, en donde se maduran
las esporas que son liberadas y a partir de las que se desarrolla un nuevo gametofito. Algunos
ejemplos son Lycopodium, Equisetum, Psilotum, Dryopteris.

División Spermatophyta. La característica de este grupo es la presencia de semillas, además es de
aparición más reciente, constituido por gimnospermas y angiospermas. Existen cuatro filos vivientes de
gimnospermas (Cycadophyta, Ginkophyta, Coniferophyta y Gnetophyta) y uno con dos grupos
(Monocotiledonea y Dicotiledonea).
En las plantas con semillas la generación del gametofito es más reducida que en los traqueofitas. El
gametofito haploide (1n) se desarrolla en forma parcial o por completo mientras está fijada al esporofito
diploide (2n) del cual depende nutricionalmente. La culminación de la evolución de las plantas con semilla
155
Biología I
Unidad 3
es la independencia del agua líquida que las primeras plantas necesitaban para la reproducción sexual,
llegando en su culminación a las estructuras flor y fruto.
Es importante revisar cuál es la importancia que revisten los grupos protista, fungi y plantae desde el
aspecto biológico, económico y social; por ejemplo, en el caso de los protistas existen enfermedades poco
conocidas como la giardiasis, que es una enfermedad intestinal causada por el parásito microscópico
llamado Giardia lamblia. Es una causa común de enfermedad diarreica que cualquier persona puede
adquirir pero ocurre más a menudo en instituciones de contacto continuo como guarderías, centros o asilo
de ancianos, viajeros, y en individuos que consumen agua incorrectamente procesada (tal como lagos, ríos
o arroyos). Los parásitos de giardia se han encontrado en las heces (excreta) de gente infectada y de
animales salvajes y domésticos. Es probable que la manera principal en que los parásitos de giardia son
trasmitidos es de persona a persona debido al mal lavado de manos. La persona enferma puede
experimentar diarrea leve o severa, de vez en cuando diarrea crónica, con pérdida significativa de peso, y
la fiebre se presenta raramente. Tres medidas preventivas importantes son: lavarse antes y después de
usar el sanitario o cambiar pañales y de preparar alimentos. Disponer con cuidado de los desechos
orgánicos para no contaminar las aguas superficiales o subterráneas y evitar beber el agua
incorrectamente o no procesada.
Otra enfermedad provocada por un protista y ampliamente diseminada es la amibiasis (infección por el
protozoario parásito Entamoeba histolytica). Las amibas, normalmente presentes en el intestino grueso,
penetran la mucosa intestinal y pueden diseminarse a otros órganos. La E. histolytica es responsable de
unas 100 000 muertes por año, lo que la coloca en segundo lugar después de la malaria en mortalidad por
parásitos protozoarios. La infección se adquiere por la ingestión del quiste maduro, que es resistente a los
jugos gástricos. El desenquistamiento ocurre en el intestino delgado. Del quiste sale una ameba que se
fragmenta en pequeñas amebas. Éstas se transforman en los trofozoítos que se establecen en el colon,
donde se alimentan de bacterias y restos celulares. Los trofozoítos pueden enquistarse y dentro del quiste
continúan el metabolismo, son eliminados con las heces y pueden permanecer viables por semanas o
meses. La infección puede producirse con tan sólo un quiste en el agua o alimentos contaminados. Se
estima que el 10% de la población mundial está infectada, lo que resulta en aproximadamente 50 millones
de casos de amibiasis invasora y hasta miles de muertes por año. Estudios realizados en la Ciudad de
México indican que hasta el 9% de la población está infectada con E. histolytica.
En el caso de los hongos, la candidiasis mucocutanea es una afección cutánea como consecuencia de
la parasitación de hongos. Forma parte del grupo de las enfermedades más frecuentes que afectan al
hombre. Hay múltiples factores que predisponen a la infección, unos dependen del huésped y otros de las
condiciones ambientales. Dentro de los primeros están los fisiológicos, los genéticos y los adquiridos. Así,
156
Biología I
Unidad 3
los recién nacidos, las mujeres en el periodo premenstrual o embarazadas, con enfermedades como la
diabetes y leucemias, o bien por tomar antibióticos o tener enfermedades debilitantes, tienen mayor
facilidad para padecer esta infección. Entre los factores ambientales se encuentran la humedad y el calor,
así como la maceración crónica de las comisuras en los ancianos, las prótesis dentarias mal ajustadas y la
fricción entre dos superficies cutáneas. Las infecciones por hongos se manifiestan como unas placas
cremosas, blanquecinas en el dorso de la lengua, velo del paladar, mucosa gingival y genital. Al
desprenderse dejan al descubierto una mucosa roja y congestiva. Esta infección
también puede
manifestarse como una lengua roja, lisa, brillante y dolorosa, o como una afectación de las comisuras
bucales, con escamas, o afectando a los labios con escamas extremadamente dolorosas y sangrantes.
Pero no solamente en el aspecto médico, a través de infecciones y enfermedades, nos relacionamos con
los hongos, sino también en otros aspectos, como en la alimentación y en la farmacología. Tal es el caso
de las levaduras, que es el nombre común de ciertos hongos unicelulares, de forma ovoidea. A veces
suelen estar unidos entre sí formando cadenas. Producen enzimas capaces de descomponer diversos
sustratos, principalmente azúcares. Una de las levaduras más conocida es Saccharomyces cerevisiae
que tiene la facultad de crecer en forma anaerobia (sin necesidad de oxígeno) realizando fermentación
alcohólica, por esta razón se emplea en muchos procesos de fermentación industrial, por ejemplo, en la
producción de cerveza, vino, pan, antibióticos, entre otros. Existe constancia de la fabricación de pan y de
la utilización de levaduras desde el año 2 300 a.c. en que los egipcios descubrieron el proceso de la
fermentación; la fabricación de pan se convirtió en un oficio que se fue extendiendo por todo el mundo.
Cabe señalar también lo importante que son para la economía como para la dieta humana el consumo de
champiñones, setas y trufas. En el aspecto ecológico es de resaltar el papel que juegan micorrizas y
líquenes. Las micorrizas lo hacen en la asociación simbiótica mutuamente benéfica con plantas
superiores en las que el micelio asociado a la raíz absorbe agua y sales minerales, favoreciendo así el
desarrollo de la planta y recibiendo a cambio nutrientes elaborados. Otra asociación simbiótica
mutuamente benéfica es el caso de los líquenes, en donde están presentes un hongo (proporciona
humedad y sales minerales) y un microorganismo fotosintético (produce nutrientes), que puede ser un alga
o una cianobacteria. La asociación es tan estrecha inclusive en sus mecanismos de dispersión.
Por otra parte, las plantas cultivadas o explotadas por el hombre en su ambiente natural constituyen una
fuente importante en el conocimiento tradicional acerca del uso de las plantas, la progresiva
industrialización de la agricultura y la silvicultura y el desarrollo de la farmacología hacen que cada vez se
vayan obteniendo mayor cantidad de productos a partir de un menor número de especies y se disminuye la
necesidad de explotar otras plantas diferentes a las ya muy bien conocidas.
157
Biología I
Unidad 3
A grandes rasgos, podemos dividir las plantas útiles al hombre en ocho grupos principales, de acuerdo con
su importancia para diferentes ramas de la actividad humana. Estos grupos son: plantas alimenticias
básicas, para la industria alimentaria, alimenticias secundarias, forrajeras, que son o producen materias
primas para la industria no alimentaria, de uso artesanal, de ornato y de valor urbanístico, medicinales y de
utilidad indirecta.
Las plantas alimenticias se caracterizan por ser casi siempre herbáceas, de corta vida, productoras de
semillas o algún otro órgano como rizomas o tubérculos, ricos en sustancias de reserva para la planta. La
mayoría de las veces la semilla es la parte utilizada y en muy pocos casos el fruto. Casi siempre estas
plantas se cultivan. Las plantas que producen alimentos básicos pertenecen a unas pocas familias
vegetales de las que destacan principalmente dos: las gramíneas y las leguminosas. Las primeras,
producen una semilla llamada "grano", rica en carbohidratos pero también suele contener algo de aceite y
proteínas, por ejemplo, maíz, trigo, arroz, mijo, centeno, cebada, avena, entre otros. Los cultivos de estas
plantas se encuentran en casi todo el mundo. Las leguminosas, gracias a su capacidad para captar el
nitrógeno molecular gaseoso, producen semillas con una gran cantidad de proteínas, como fríjol, haba,
cacahuate, soya, lenteja, alubia, chícharo, garbanzo, entre otras. El único fruto de importancia básica para
el hombre es el plátano; en Asia y el Caribe, y en el Océano Índico el "árbol del pan", fruto comestible rico
en almidón.
Por otra parte, las plantas forrajeras también son de importancia porque los animales domésticos y el
ganado se alimentan de ellas; las praderas naturales y las sabanas proveen de una gran superficie para el
desarrollo de hatos de ganado.
Debemos mencionar también a las plantas productoras de materias primas (por ejemplo de los derivados
de la madera, papel, celulosa, caucho, resinas y solventes), las de uso artesanal, las de ornato, de valor
urbanístico y medicinales, todas ellas las utilizamos en la industrialización y el desarrollo económico.
Quedan aún por explorar las potencialidades de todo tipo de un inmenso número de especies silvestres.
Las tendencias de la economía moderna han restado importancia a esta búsqueda, pero todos esperamos
que muy pronto la tendencia cambie y le volvamos a dar a las plantas la importancia fundamental que
tienen como sostén de la vida del planeta y procedamos a estudiarlas, conocerlas y protegerlas en toda su
diversidad y complejidad.
REINO ANIMALIA. Aunque no es en absoluto una característica que agrupe a todos los animales, llama la
atención el hecho de que son los que mejor han desarrollado el movimiento y desplazamiento corporal.
158
Biología I
Unidad 3
Todos los animales son heterótrofos multicelulares aerobios. Casi todos tienen tejidos, órganos y sistemas
de órganos; la mayoría son móviles por lo menos en una parte de su vida. Su reproducción es sexual,
escasamente asexual, y sus embriones se desarrollan a través de una serie de capas embrionarias.
Para clasificar a los animales consideramos las principales características que comparten.
Capas blastodérmicas. En el embrión se desarrollan dos capas, diblásticas (ectodermo y endodermo); si
el número es de tres son triblásticas (ectodermo, mesodermo y endodermo).
Simetría. Los organismos pueden ser asimétricos (su cuerpo no está dividido en partes idénticas en
ningún plano) y simétricos (su cuerpo está dividido en uno o dos planos); puede ser radial o bilateral.
Cavidad corporal (celoma). Cavidad corporal que se desarrolla dentro del mesodermo embrionario.
Permite el desarrollo de órganos internos, separa la pared del cuerpo de los órganos internos y permite la
flexibilidad del organismo. Pueden ser acelomados, pseudocelomados y celomados.
Metamerización. Porciones que en forma secuencial presenta a todo lo largo de su eje corporal.
Notocorda. Presencia de cordón nervioso central.
A continuación describiremos los principales grupos de animales, de acuerdo con las características
anteriores:

FILO PORIFERA. La diferencia entre colonias de protistas y animales multicelulares simples es que
las células de los animales están diferenciadas y sus actividades están coordinadas. Este es el caso
de las esponjas, algunas de
las cuales siguen siendo muy similares a los probables protistas
coloniales ancestrales. Por sus capas blastodérmicas son diblásticos (ectodermo y endodermo),
asimétricos (su cuerpo no está dividido en partes idénticas en ningún plano) y acelomados sin
metamerizacion ni notocorda. La reproducción de las esponjas puede ser asexual o sexual.

FILO CNIDARIA. Corresponde a los corales y medusas. Por sus capas blastodérmicas son diblásticos
(ectodermo y endodermo), con simetría radial y acelomados. Sin metamerización ni notocorda.

FILO PLATELMINTA. Gusanos planos con tres capas blastodérmicas, es decir, son triblásticos
(ectodermo, mesodermo y endodermo) con simetría bilateral, acelomados y sin metamerización.
Tienen un cerebro simple y presentan dos cordones de nervios.

FILO NEMATODA. Se conocen como gusanos redondos. Son triblásticos (ectodermo, mesodermo y
endodermo) con seudoceloma (espacio entre los órganos internos y la pared del cuerpo). Su simetría
es bilateral. Sin metamerización, con cerebro simple y cordones nerviosos dorsal y ventral. El
159
Biología I
Unidad 3
desarrollo corporal es muy complejo. La resistente superficie exterior del gusano adulto se denomina
cutícula, bajo la cual se encuentran varias capas musculares.

FILO ANELIDA. Son poliquetos marinos y los oligoquetos terrestres, como la lombriz de tierra, así
como los hirudíneas o sanguijuelas. Son triblásticos con simetría bilateral. Gusanos con segmentación
bien desarrollada. Presentan un centro nervioso separado, llamado ganglio, que controla cada
segmento, están conectados por cuerdas nerviosas que coordinan su funcionamiento. El celoma en
cada segmento está aislado de los otros segmentos. Estos gusanos tienen el cuerpo segmentado, y
dicha segmentación es externa e interna. El cuerpo es alargado y de sección redondeada. Los
gusanos con cerdas o poliquetos suelen tener sexos separados y se reproducen liberando esperma y
huevos en el agua. Por contraste, la lombriz de tierra y la sanguijuela son hermafroditas con
fecundación cruzada, en el que la fecundación se produce internamente.

FILO MOLUSCA. Son invertebrados, triblásticos, celomados de cuerpo blando, como el caracol, la
ostra, el calamar y la babosa. Son animales de cuerpo suave. El plan corporal presenta tres
componentes estructurales principales: pie, órgano de locomoción; manto, pliegue de tejido que cubre
la masa visceral, constituido por los órganos internos. El sistema circulatorio es abierto, respiran por
branquias y se reproducen de manera sexual, la mayoría son hermafroditas con reproducción cruzada.
Su simetría es bilateral y su sistema nervioso consta de tres pares de ganglios.

FILO ARTROPODA. Triblásticos, celomados con simetría bilateral. Presencia de cordón nervioso
ventral. Su reproducción es sexual con sexos separados. Ejemplos son: Arácnidos (arañas,
escorpiones, ácaros, opiliones, solífugos, palpígrados y pseudoescorpiones); Miriápodos (quilópodos
y diplópodos, es decir, los ciempiés y los milpiés); Crustáceos (Copépodos, Cladóceros, pulgas de
agua, ostrácodos, cirrípedos, percebes y bellotas de mar); Anostracos, como Artemia salina
(Decápodos, cangrejo de río, cangrejo de mar, isópodos, cochinillas de la humedad); Insectos,
caracterizados por tener el cuerpo dividido en cabeza, tórax y abdomen, se pueden distinguir los ojos
compuestos, las mandíbulas y las antenas. Los Lepidópteros (mariposas), coleópteros (escarabajos), y
dípteros (moscas y mosquitos) son ejemplo de insectos.

FILO EQUINODERMATA. Triblásticos celomados con simetría bilateral en el embrión y radial en el
adulto, formado, casi siempre, por cinco partes o radios iguales repetidos alrededor del eje del cuerpo
del animal. Presentan anillo nervioso y no tienen cerebro, su reproducción es sexual y asexual.
Animales exclusivamente marinos, forman parte del bentos, siendo frecuentes en las costas rocosas
batidas por el oleaje. En los equinodermos, su estructura anatómica es uniforme y se caracteriza por el
aparato locomotor constituido por un sistema de canales, que forman el aparato acuífero, terminado
160
Biología I
Unidad 3
por unas estructuras que en su extremo llevan unas ventosas adhesivas llamadas pies ambulacrales.
Su cuerpo está recubierto por espinas delgadas o gruesas, localizadas en áreas que se arreglan
formando radios que parten del centro del cuerpo, característica que permite identificar a los
equinodermos. Este grupo está formado por crinoideos o "lirios de mar", los ofiuroideos o "bailarinas de
mar", los asteroideos o "estrellas de mar", los equinoideos o "erizos de mar" y los holoturoideos o
"pepinos de mar".

FILO CHORDATA. Son triblásticos
celomados, con simetría bilateral y con notocorda (cordón
nervioso central) que corre a lo largo del tronco. Este grupo está constituido por Tunicados, anfioxos y
vertebrados. Los vertebrados son animales con columna vertebral como los peces, anfibios, reptiles
aves y mamiferos, que se originaron a partir de animales vermiformes segmentados. Esto se
demuestra en la segmentación de la columna vertebral y la seriación de las costillas de los vertebrados
actuales, incluyendo al hombre. Las primeras características esqueléticas que se reconocen en los
vertebrados primitivos están constituídas por un soporte articulado para el sistema muscular, que es la
columna vertebral, y por una caja para albergar el cerebro, que corresponde al cráneo.
Los animales en general son de importancia tanto para los pobladores rurales como para los urbanos. La
importancia alimenticia de la fauna es muy destacable. Son de trascendental importancia las especies
marinas (peces, mariscos y similares), el ganado vacuno, e inclusive las ranas, patos, gallaretas, diversas
aves, perdices y otras especies. La producción de cueros ha sido siempre un rubro importante como
producto de origen animal.
Los productos derivados de los animales también revisten importancia, tal es el caso de la economía
relacionada con las aves guaneras (piqueros, alcatraz y otras) que producen el tan cotizado guano, en
donde la producción es del orden de unas 20 000 a 200 000 toneladas por año; también es el caso de la
producción de colorantes naturales a partir de la cochinilla, un insecto parásito de la tuna y de la que se
obtiene el carmín o ácido carmínico, un colorante natural. Los animales vivos se destinan a dos usos
importantes: para investigaciones científicas (monos, ratas, cuyos) y para mascotas (perros, gatos, loros).
Los usos biomédicos de la fauna están bastante difundidos. Cabe mencionar el veneno de serpiente para
la obtención de sueros antiofídicos y la cura de ciertas enfermedades.
El aprovechamiento indirecto de la fauna silvestre a través del turismo es una actividad en desarrollo,
especialmente con los albergues para viajeros; así cada vez hay más demanda turística para admirar
especies de fauna, especialmente aves.
161
Biología I
Unidad 3
Después de haber revisado todos estos grupos, debemos darnos cuenta de la magnitud de la diversidad
de los seres vivos. Recordemos que por biodiversidad entendemos la amplia variedad de seres vivos
(plantas, animales y microorganismos) sobre la Tierra y los ecosistemas donde habitan. El ser humano al
igual que el resto de los seres vivientes, es parte integrante de este sistema y también depende de él.
Toda esta diversidad biológica provee al ser humano de recursos biológicos que han servido como base
para las civilizaciones, ya que por medio de estos recursos se han desarrollado labores tan diversas como
la agricultura, la farmacéutica, la industria de pulpa y papel, la horticultura, la construcción y el tratamiento
de desechos, entre otros. La pérdida de esta diversidad biológica amenaza nuestros suministros
alimentarios, nuestras posibilidades de recreación y turismo, así como nuestras fuentes de madera,
medicamentos y energía.
También interfiere con las funciones ecológicas esenciales. Durante largos años el desarrollo y la
conservación parecieron actividades totalmente incompatibles. Al introducirse no solamente el término sino
el concepto Desarrollo sostenible, encontramos que la palabra desarrollo imprime al término sostenible la
idea de crecimiento, en particular el económico, y que poca o nada de sentido añade o modifica en cuanto
a protección ambiental. En cambio el término sostenible, por la frecuencia y trayectoria de su uso referido
en Biología a la conservación de los recursos, confiere al término desarrollo la característica de
renovabilidad, y en ninguno de los casos debe implicar la destrucción de los recursos, ni debe poner en
peligro la capacidad de sustento del planeta. Tiene por objetivo lograr la superación de la pobreza actual
de manera que posteriormente continúen existiendo las posibilidades para que la población futura siga
manteniendo una calidad de vida adecuada. No se debe extraer de la naturaleza más de lo que ella misma
puede renovar o reponer. La variedad de vida ha evolucionado en el planeta y ésta no se distribuye de
igual manera, determinando que haya países con menor o mayor diversidad. Existen diecisiete países
mega diversos, siendo México el 4° con 135 millones de hectáreas con el 10% de la biodiversidad
mundial y el 1% de las especies endémicas; esta mega diversidad que tiene México se debe a su compleja
historia geológica, accidentada topografía y a los múltiples climas y mares que lo rodean. El principal
problema que enfrenta la humanidad en la actualidad es la pérdida de la biodiversidad, uno de ellos es la
extinción de las especies la cual es de 100 a 1 000 veces superior al de cualquier fenómeno de extinción
del pasado; se estima que al año se pierden alrededor de 17 500 especies, lo que significa que cada hora
se extinguen dos especies en el planeta. Otro problema es la deforestación, en donde la mitad de la
superficie terrestre ha sido ya deforestada y la tendencia continúa. México tiene una tasa de deforestación
de 1.2%, una de las más altas dentro de los países mega diversos. Otros problemas relacionados con la
biodiversidad son los incendios, la sobreexplotación pesquera, descargas de líquidos y sólidos
agrícolas, industriales y urbanos, en los ríos, mares y lagos. En los últimos años ha habido una
creciente preocupación por la constante destrucción de los recursos renovables, por lo que
tanto la
162
Biología I
Unidad 3
sociedad como los gobiernos han impulsado algunas alternativas para lograr que los recursos sean
usados y explotados de manera adecuada, al tiempo que se garantice su conservación.
Las alternativas propuestas van desde cómo proteger y conservar los ecosistemas naturales y su
biodiversidad mediante el establecimiento de áreas naturales protegidas, hasta la manera de usar de
manera sustentable y equitativa recursos naturales en la perspectiva del mejoramiento de las condiciones
de vida de la población y restaurar áreas prioritarias deterioradas. Otras formas de proteger y conservar la
biodiversidad es por medio del uso forestal maderable, agricultura sustentable, pesca sustentable,
acuacultura y ecoturismo. El aprovechamiento sustentable de la vida silvestre permite abrir nuevas
oportunidades de diversificación económica con el consecuente mejoramiento de la calidad de vida de los
poseedores de los recursos.
Las interacciones entre los diversos componentes de la diversidad biológica es lo que permite que el
planeta pueda estar habitado por todas las especies, incluidos los seres humanos, pero eso depende de
nosotros.
163
Biología I
Unidad 3
EJERCICIOS
INSTRUCCIONES: Lee con atención los siguientes enunciados y escribe en el paréntesis la letra que
corresponda a la opción correcta.
1. (
) Los miembros del Reino Protista se diferencian entre sí por la forma de alimentarse. Algunos
se parecen a _________________ porque realizan la __________________.
a) bacterias - quimiosintesis.
b) plantas - fotosíntesis.
c) plantas - absorción
d) animales - respiración.
2. (
) Los mohos plasmodiales son organismos que pertenecen al reino ________________
mientras que los que forman micelios corresponden al reino _______________.
a) Protista – Monera
b) Protista – Fungi
c) Fungi – Protista
d) Plantae - Animalia
3. (
) ¿Cuáles de los siguientes enunciados contienen las características del Reino Protista?
I. La mayoría de estos organismos son unicelulares eucariontes.
II. Su cuerpo está formado por hifas.
III. Su nivel de organización es de colonias simples hasta algunas algas superiores y grupos de
transición.
IV. Carecen de la organización compleja en tejidos.
V. Desarrollan estructuras laminares propagadoras de esporas.
a) I, II, III
b) I, III, IV
c) III, IV, V
d) I, IV, VI
164
Biología I
Unidad 3
4. (
) ¿Cuál es la opción que describe a las estructuras de los hongos que están constituidos por
crecimiento rápido llamadas ____________, las cuales se alargan y ramifican, semejando una
masa algodonosa llamada _________?
a) células - madeja.
b) cápsulas - cenocítica
c) hifas - micelio
d) micelio - pluricelular
5. (
)
El _________ emerge del suelo para liberar las _________ que son estructuras de
propagación.
a) pileo - hifas
b) micelio - laminillas
c) cuerpo fructífero - esporas
d) cuerpo fructífero - hifas
6.
(
) ¿Cuáles de los siguientes enunciados contienen las características del Reino Fungi?
I. Estos organismos son unicelulares eucariontes con pared celular de celulosa.
II. Su cuerpo está formado por hifas, que se alargan y ramifican formando al micelio.
III. Su nivel de organización es de colonias simples hasta algunas algas superiores y grupos de
transición.
IV. Su nutrición es heterótrofa por absorción (saprofitos) y parasitismo.
V. Desarrollan estructuras laminares propagadoras de esporas.
a) II, III, IV
b) I, III, IV
c) III, IV, V
d) II, IV, V
165
Biología I
Unidad 3
7. (
) ¿Cuál es la opción que describe
las estructuras del Reino Plantae si son organismos
______________ de nutrición ________________?
a) eucariontes pluricelulares - heterótrofos por ingestión.
b) eucariontes pluricelulares - autótrofos por fotosíntesis.
c) procariontes unicelulares - heterótrofos por absorción.
d) procariontes unicelulares - autótrofos quimiosintéticos.
8. (
) ¿Cuáles de los siguientes enunciados contienen las características del Reino Plantae?
I. La mayoría de estos organismos son pluricelulares, eucariontes, autótrofos.
II. Poseen células conductoras llamadas traqueidas, proporcionan una vía para el transporte de
aguas minerales, nutrientes y, por otra parte dan un soporte estructural rígido.
III. Su nivel de organización es de colonias simples hasta algunas algas superiores y grupos de
transición.
IV. Carecen de la organización compleja en tejidos.
V. Para la reproducción sexual llegan en su culminación a las estructuras flor y fruto.
e) I, II, III
f) III, IV, V
g) I, II, V
h) I, IV, VI
9.
(
) Hay 50 millones de casos reportados por esta enfermedad. Es de importancia biológica,
económico y social. Es la __________________ y provocada por __________________.
a) amibiasis - Entamoeba histolytica
b) candidiasis - Giardia lamblia.
c) levadura - Saccharomyces cerevisiae.
d) giardiasis - Candida albicans.
166
Biología I
Unidad 3
10. (
) Se emplea en muchos procesos de fermentación industrial, por ejemplo, en la producción de
cerveza, vino, pan y antibióticos.
a) amibiasis - Entamoeba histolytica
b) candidiasis - Giardia lamblia.
c) levadura - Saccharomyces cerevisiae.
d) giardiasis - Candida albicans.
11. (
) Una asociación simbiótica mutuamente benéfica con __________________ en las que el
micelio asociado a la raíz absorbe agua y sales minerales, son _________________.
a) hongos - líquenes
b) plantas superiores - levaduras
c) levadura - líquenes
d) plantas superiores - micorrizas
12. (
) Son organismos ___________________ de nutrición __________________.
a) eucariontes pluricelulares - heterótrofa por ingestión.
b) eucariontes pluricelulares - autótrofa por fotosíntesis.
c) procariontes unicelulares - heterótrofa por absorción
d) procariontes unicelulares - autótrofa quimiosintéticos.
13. (
) ¿Cuáles enunciados hacen referencia a los criterios de clasificación del Reino Animalia?
I. Ciclo reproductor con alternancia de generaciones.
II. Presencia o ausencia de metameros o segmentos corporales.
III. Formación de micelios y cuerpos fructíferos.
IV. Presencia o ausencia de celoma.
V. Tipo de simetría radial o bilateral.
a) I, III, IV
b) II, III, V
c) II, IV, V
d) I, IV, V
167
Biología I
Unidad 3
14. (
) El filo _________________ agrupa organismos como las esponjas, dos criterios para su
clasificación es que son _______________________ y ________________________.
a) Porifera - diblásticos y acelomados.
b) Molusco - diblásticos y pseudocelomados.
c) Artrópoda - triblásticos y celomados.
d) Chordata - triblásticos y acelomados.
15. La diversidad biológica provee al ___________ de recursos biológicos, ya que por medio de éstos
se han desarrollado labores tan diversas como ________________y la farmacéutica, entre otras
actividades.
a) ser humano - la agricultura
b) medio ambiente - humanidad
c) medio - ecología
d) humano - tecnología
16. (
) ¿Cuáles enunciados hacen referencia al desarrollo sostenible?
I. La pérdida de la diversidad biológica no amenaza nuestros suministros alimentarios.
II. El desarrollo y la conservación parecen actividades totalmente incompatibles.
III. La pérdida de la diversidad biológica amenaza nuestros suministros alimentarios.
IV. La pérdida de la diversidad biológica interfiere con las funciones ecológicas esenciales.
V. La pérdida de la diversidad biológica no interfiere con las funciones ecológicas esenciales.
a) I, III, IV
b) II, III, IV
c) II, IV, V
d) I, IV, V
168
Biología I
Unidad 3
INSTRUCCIONES: Lee las siguientes preguntas y anota sobre la línea la respuesta correcta.
17. El desarrollo no debe implicar la destrucción de los recursos, ni debe poner
en peligro la
capacidad de sustento finita del planeta. Hablamos del concepto de: _________________.
18. La modalidad en la reproducción que presentan las plantas es con un ciclo de vida particular, en el
que una fase diploide (2n) da origen a una
________________________________,
169
fase haploide (n). Este ciclo se llama:
Biología I
Unidad 3
TABLA DE COMPROBACIÓN
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
b
2
b
3
b
4
b
5
c
6
d
7
b
8
c
9
a
10
c
11
d
12
a
13
c
14
a
15
a
16
b
17
desarrollo sostenible
18
alternancia de generaciones
Sugerencias
Si te equivocas al contestar algunos ejercicios, te recomiendo que nuevamente
estudies el desarrollo del tema de tu guía.
170
Biología I
Unidad 3
AUTOEVALUACIÓN
El tiempo para la resolución de todos los ejercicios: 30 minutos.
INSTRUCCIONES: Lee con atención los siguientes enunciados y escribe en el paréntesis la letra que
corresponda a la opción correcta.
1. (
) Este reino incluye a eucariontes unicelulares y a los primeros pluricelulares simples, pero que
no constituyen tejidos verdaderos. Este reino fue propuesto por la dificultad que entrañaba la
separación de unicelulares animales de los vegetales.
a) Protista
b) Plantae
c) Fungi
d) Animalia
2. (
) Estos organismos se llaman ______________, son fotosintéticas y se caracterizan por tener
unas finas valvas dobles de sílice mientras que, por ser heterótrofo - parásito________________
es semejante a un animal.
a) dinoflagelados - hifoquitridios
b) euglenofitos - plasmodiales
c) algas diatomeas - ameba
d) hifoquitridios - plasmodiales
3. (
) En este reino su nivel celular es eucarionte unicelular y pluricelular con nutrición heterótrofa,
presenta pared celular revestida de quitina y estructura algodonosa llamada micelio.
a) Protista
b) Plantae
c) Fungi
d) Animalia
171
Biología I
Unidad 3
4. (
) Los hongos más evolucionados desarrollan estructuras de propagación complejas,
especialmente en la forma de liberar esporas. Los dos Fila más complejos en este sentido son:
a) Ascomycota y Zygomycota.
b) Chytridiomycota y Zygomycota.
c) Basidiomycota y Chytridiomycota.
d) Ascomycota y Basidiomycota.
5. (
) La reproducción sexual de estos organismos llega a su culminación con las estructuras
_____________, además de que poseen células conductoras llamadas _____________, que
transportan agua, minerales, nutrientes y proporcionan soporte estructural.
a) flor y fruto - traqueidas
b) esporas - raíces
c) flor y fruto - raíces
d) esporas - traqueidas
6. (
) Este reino se caracteriza por agrupar organismos pluricelulares, eucariontes, autótrofos y con
ciclo de vida de alternancia de generaciones; para su reproducción sexual desarrollan estructuras
especializadas.
a) Protista.
b) Plantae.
c) Fungi.
d) Animalia.
7. (
) La importancia biológica, económica y social de este grupo se basa en que aporta numerosos
recursos económicos, son descomponedores de la materia orgánica, representados por especies
comestibles, venenosas y útiles en la medicina (antibióticos).
a) Protista.
b) Plantae.
c) Fungi.
d) Animalia.
172
Biología I
Unidad 3
8. (
) La importancia biológica, económica y social de este grupo se basa en que aporta numerosos
recursos económicos, de utilidad industrial y medicinal, por ser autótrofos producen alimento para
los heterótrofos y proveen de oxígeno a la atmósfera.
a) Protista.
b) Plantae.
c) Fungi.
d) Animalia.
9. (
) Este reino se caracteriza por agrupar organismos pluricelulares, eucariontes, heterótrofos, con
presencia o ausencia de metameros o segmentos corporales, presencia o ausencia de celoma y
tipo de simetría radial o bilateral.
a) Protista.
b) Plantae.
c) Fungi.
d) Animalia.
10. (
) Los animales pluricelulares triblásticos presentan una cavidad corporal que se desarrolla
dentro del mesodermo embrionario. Permite el desarrollo de órganos internos, separa la pared del
cuerpo de los órganos internos y permite la flexibilidad del organismo.
a) Capas blastodérmicas
b) Simetría
c) Celoma
d) Notocorda
11. (
)
Los animales tienen para el hombre una importancia muy destacable, por ejemplo, las
especies marinas (peces, mariscos y similares), el ganado vacuno, inclusive las ranas, los patos,
las gallaretas, las aves, perdices, y otras especies determinan su:
a) Importancia alimenticia.
b) Producción de colorantes naturales.
c) Cura de ciertas enfermedades.
d) Actividad del turismo.
173
Biología I
Unidad 3
12. (
) Los productos derivados de los animales también revisten importancia, tal es el caso de la
economía relacionada con la cochinilla, un insecto parásito de la tuna y de la que se obtiene el
carmín o ácido carmínico.
a) Importancia alimenticia.
b) Producción de colorantes naturales.
c) Cura de ciertas enfermedades.
d) Actividad del turismo.
13. (
) Cuando nuestros suministros alimentarios, las posibilidades de recreación y turismo, las
fuentes de madera, medicamentos y energía se ven amenazados, estamos hablando de:
a) importancia alimenticia.
b) pérdida de la diversidad biológica.
c) cura de ciertas enfermedades.
d) actividad del turismo.
14. (
)
Selecciona la opción que contiene los enunciados que hacen referencia al Desarrollo
Sostenible.
I. La diversidad biológica amenaza solamente nuestros suministros alimentarios.
II. El desarrollo y la conservación son actividades totalmente incompatibles.
III. La pérdida de la diversidad biológica amenaza nuestros suministros alimentarios.
IV. Confiere la característica de renovabilidad y no debe implicar la destrucción de los recursos
V. La pérdida de la diversidad biológica interfiere con las funciones ecológicas esenciales.
.
a) I, III, IV
b) II, III, IV
c) II, IV, V
d) III, IV, V
174
Biología I
Unidad 3
CLAVE DE RESPUESTAS
175
Número de pregunta
1
Respuesta correcta
a
2
c
3
c
4
d
5
a
6
b
7
c
8
b
9
d
10
c
11
a
12
b
13
b
14
d
Biología I
Unidad 3
La Guía de estudio para presentar exámenes de Recuperación o Acreditación Especial de
fue elaborada por la Secretaría Académica, a través de la Dirección de Planeación Académica,
con la colaboración de:
Sara López Díaz
Juan Macías Carrillo
Reyes Rubí Velasco
Revisión técnica
Centro de Evaluación y Planeación Académica (CEPAC)
Este material se utiliza en el proceso de enseñanza-aprendizaje del Colegio de Bachilleres,
institución pública de educación media superior del Sistema Educativo Nacional.
Junio 2005
La Guía de estudio para presentar exámenes de Recuperación y
Acreditación Especial de Biología I (versión preliminar) se
terminó de imprimir en los talleres del Colegio de Bachilleres.
Rancho Vista Hermosa 105 Col. Ex Hacienda Coapa, México.
DF
El tiraje fue de 100 ejemplares más sobrantes para reposición.
Colegio de Bachilleres
www.cbachilleres.edu.mx
Rancho Vista Hermosa núm. 105,
Colonia Ex-Hacienda Coapa,
C.P. 04920, Coyoacán, D.F.
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