Slide 1 / 120 Slide 2 / 120 New Jersey Center for Teaching and Learning Iniciativa de Ciencia Progresiva BIOLOGÍA Este material está disponible gratuitamente en www.njctl.org y está pensado para el uso no comercial de estudiantes y profesores. No puede ser utilizado para cualquier propósito comercial sin el consentimiento por escrito de sus propietarios. NJCTL mantiene su sitio web por la convicción de profesores que desean hacer disponible su trabajo para otros profesores, participar en una comunidad de aprendizaje profesional virtual, y /o permitir a padres, estudiantes y otras personas el acceso a los materiales de los cursos. Prólogo: El origen de la vida Verano 2013 www.njctl.org Click para ir al sitio web: www.njctl.org Slide 3 / 120 Slide 4 / 120 El origen de la vida- Temas de unidad Vocabulario Haz click sobre cada palabra de abajo para ir a la definición. adhesión membrana asexual monómero célula orgánico cohesión fosfolípidos síntesis por deshidratación homeostasis polar polímero hidrólisis sexual hidrofílico soluto hidrofóbica solución último antepasado común universal solvente · Universo primitivo, Tierra primitiva · Agua Click sobre el tema para ir a esa sección · Monómeros orgánicos · Hidrólisis · Fosfolípidos · LUCA, Características de la vida Slide 5 / 120 Slide 6 / 120 Universo temprano Universo primitivo, Tierra primitiva La Tierra se formó alrededor de 9,5 millones de años después del inicio del universo, hace unos 4,6 millones de años. En esos 9500 millones años, muchas generaciones de estrellas nacieron y murieron. Volver a la tabla de contenidos Slide 7 / 120 Elementos más pesados Slide 8 / 120 Tabla periódica del universo primitivo Hace unos 14 mil millones de años El universo primitivo estaba casi totalmente formado por hidrógeno y helio. Los elementos más pesados que el helio no existían en los albores del universo. Cuando las primeras estrellas murieron explosivamente (novas y supernovas), los elementos más pesados fueron esparcidos en el espacio. click aquí para mirar un video sobre cómo los elementos fueron formados a partir de las supernovas Slide 9 / 120 Los elementos y el planeta Tierra Slide 10 / 120 La Tabla periódica cuando la Tierra se formó Hace unos 4,6 mil millones de años Cuando la Tierra y su sistema solar, formado, que estaba en una nube de materia que incluyó a todos los elementos presentes en la naturaleza en la tabla periódica. No fueron creados nuevos elementos desde que la Tierra se formó. Esto significa que todos los átomos en ustedes y su mundo además del hidrógeno y el helio, estuvieron alguna vez dentro de una estrella, hace mucho tiempo. Slide 11 / 120 La atmósfera de la Tierra primitiva Hidrógeno y Helio elementales escaparon de la atmósfera de la Tierra hace mucho tiempo. Cuanto más claro es el átomo o molécula de gas, mayor es su velocidad. Eso es porque todos los átomos y las moléculas en una mezcla de gases tienen la misma energía cinética promedio, ya que tienen la misma temperatura, y la temperatura es una medida de la energía cinética promedio de un gas. EC promedio = 3/2nRT Slide 12 / 120 La velocidad y el planeta Tierra Recuerda, cuando más baja la masa, mayor es la velocidad. EC = 1/2 mv 2 Las moléculas de H y de He pueden superar fácilmente la velocidad de escape de la Tierra, de manera que escaparon hace mucho tiempo atrás. 2 Slide 13 / 120 Slide 14 / 120 Hidrógeno y Helio en la Tierra El Hidrógeno en la Tierra ¿Dónde piensas que se encuentra la mayor parte del hidrógeno en la Tierra? Como resultado, el H2 y el Helio están ausentes de nuestra atmósfera. El He es un gas noble, que no forma compuestos, por lo que sólo se encuentra atrapado debajo de la superficie de la Tierra. El hidrógeno se encuentra en los compuestos. 2 ¿Cuántos millones de años tiene el universo? ¿Cuántos millones de años tiene la Tierra? Respuesta 1 Slide 16 / 120 Respuesta Slide 15 / 120 Slide 17 / 120 Los compuestos de la Tierra primitiva El Nitrógeno se formó a partir de la fusión de 3 átomos de helio. ¿Dónde ocurrió? A el sol B las estrellas que vemos en la noche C las estrellas que hicieron explosión hace mucho tiempo D otros planetas Estudios sobre volcanes sugieren que la atmósfera primitiva de la Tierra estaba compuesta de una mezcla de compuestos químicos. Los más prevalentes fueron: Respuesta 3 Slide 18 / 120 · · · · · · vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), nitrógeno (N2), sulfuro de hidrógeno (H2S), metano (CH4), y amonio (NH3). Slide 19 / 120 Slide 20 / 120 Radiación UV Tierra ahora Tierra primitiva El planeta Tierra también fue objeto de intensos rayos y radiación ultravioleta Es irónico que la vida surgió en condiciones que incluyen el bombardeo por la radiación UV - O2 CH4 O3 NH3 N2 Slide 21 / 120 H 2O UV H 2S H 2S Slide 22 / 120 5 ¿Cuál de los siguientes probablemente no estuvo presente en la atmósfera primitiva? A oxígeno, carbono dióxido e hidrógeno gaseoso A metano (CH4) B nitrógeno,oxígeno, y vapor de agua B oxígeno (O2) C vapor de agua, metano, y oxígeno C agua (H2O) D amonio, vapor de agua, e hidrógeno gaseoso D dióxido de carbono (CO2) E amonio (NH3) Slide 23 / 120 Tiempos remotos Tiempo Actualidad La Tierra tiene 4,6 mil millones de años, los procesos químicos que estamos describiendo han sucedido durante más de 4 mil millones años: 400 x 107 años. Dado que el promedio de vida humana de 72 años, ¿qué cantidad de vidas humanas es eso? Respuesta La escala de tiempo y el espacio en el universo es casi incomprensible para todos nosotros. Las metáforas pueden ayudar, pero que realmente tienen que luchar para imaginar el tiempo remoto. ? Slide 24 / 120 Tiempos remotos: poniendo en escala El tiempo es fundamental para que la vida se haya desarrollado a partir de sustancias químicas simples hasta el complejo mundo que nos rodea hoy en día. Formación de la Tierra Respuesta Los científicos hipotetizan que la atmósfera de la Tierra primitiva contenía sustancias tales como: Respuesta 4 CO2 Ar Respuesta Hoy en día, el agotamiento de la capa de ozono que nos protege de esta radiación es una preocupación ambiental importante! Slide 25 / 120 Slide 26 / 120 Tiempo remoto 56.000.000 tiempos de vida Vamos a poner esto en perspectiva....Imagina nuestro planeta habiendo existido en el universo por el lapso de un año... No sorprende que sea tan difícil de imaginar la evolución de la vida. Los primeros registros de la historia humana son unos 10.000 años, hace alrededor de unas 140 vidas. Los procariotas (bacterias) evolucionaron en algún momento de mediados de MARZO Los eucariotas (células con núcleo) entraron en escena en SEPTIEMBRE El proceso de desarrollo de la vida comenzó un millón de veces más atrás en el tiempo que eso. Los dinosaurios estaban en su mejor momento a mediados de DICIEMBRE El inimaginable pasado distante. La vida humana tal como la conocemos apareció durante el último medio segundo antes del comienzo del año nuevo. Click aquí para ver un vídeo de la formación de nuestro mundo. Slide 27 / 120 Slide 28 / 120 El cristal de zirconio más antiguo: 4,4 mil millones de años Formación de la Tierra Formación del núcleo Formación de la Luna Fósil primitivo A oxígeno B dióxido de carbono C tiempo D suelo Humanos Hace mil millones de años Primer evidencia sedimentaria de océanos y evidencia de vida primitiva isotópica ¿Cuál es la cosa más importante para el desarrollo de la vida en la Tierra? Respuesta 6 Primera célula con núcleo Primer animal con caparazón duro Aparece el oxígeno en la atmósfera Dinosaurios Roca más antigua Slide 29 / 120 Slide 30 / 120 Océanos de la Tierra primitiva Tan pronto como la corteza de la Tierra se enfrió y se solidificó, el vapor de agua se condensó para formar océanos. Agua Se pensó que el agua había sido traída a la Tierra por los cometas en el sistema solar primitivo. Volver a la tabla de contenidos Slide 31 / 120 Slide 32 / 120 Moléculas de agua El planeta azul Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno que se unen a un átomo de oxígeno por medio de uniones covalentes. Tres cuartas partes de la superficie del planeta Tierra es´tan bajo el agua. El átomo de oxígeno que es más electronegativo tira de los electrones de los hidrógenos hacia él, resultando en una desigual distribución de las cargas. La abundancia de agua es lo que permite que la Tierra sea habitable. Oxígeno image courtesy NASA Polo con carga positiva Slight Negative Charge Polos con carga Slight Positive Charge negativa Hidrógeno Hidrógeno Electrones de los hidrógenos Slide 33 / 120 Agua: Molécula polar Ya que una molécula de agua tiene un extremo negativo y otro positivo se dice que es una molécula polar. Esta propiedad del agua determina que actúe como un imán atrayendo otras moléculas que tienen polos negativos y negativos. Slide 34 / 120 Propiedades del agua La polaridad del agua le da las más importantes propiedades que permitieron que la vida apareciera sobre la Tierra: Capacidad para moderar la temperatura Versatilidad como solvente Comportamiento cohesivo Slide 35 / 120 Moderación de la temperatura El agua tiene un alto calor específico, se necesita mucha energía para elevar la temperatura del agua hasta unos pocos grados. Esto significa que la temperatura en la superficie de la Tierra puede sufrir variaciones extremas - entre la noche y el día, o entre estaciones - sin que el agua se congele o se evapore. ¿Por qué esto es importante en el desarrollo de la vida sobre la Tierra? Slide 36 / 120 Solvente universal Una solución es una mezcla homogénea de sustancias. Soluto Solvente El solvente disuelve los solutos en solución azúcar solución agua Una solución acuosa tiene agua como solvente. Al agua se le conoce como el "solvente universal" por su capacidad para disolver la mayoría de los compuestos. Las reacciones químicas de la vida necesitan ocurrir en solución. En el agua se disuelven los nutrientes y ocurren las reacciones químicas. Slide 37 / 120 Slide 38 / 120 Comportamiento cohesivo La polaridad de las moléculas de agua hace que se atraigan unas a otras. Comportamiento cohesivo Enlaces Hydrogen Bonds hidrógeno Esta propiedad permite: En una molécula de agua se forman enlaces débiles entre los hidrógenos de una molécula y el oxígeno de otra para formar agua líquida. a las plantas absorver el agua a partir de sus raíces. caminar sobre el agua a los insectos pequeños y lo más importante, al agua doblar a las moléculas de carbono (orgánico) en formas tridimensionales. La atracción entre las moléculas de agua se llama cohesión. La atracción entre una molécula de agua y otra que no sea de agua se llama adhesión. Slide 39 / 120 fisión nuclear En la molécula de agua el hidrógeno y el oxígeno están unidos por reacciones químicas en la Tierra A enlaces iónicos C electrólisis B enlaces covalentes D cometas C enlaces hidrógeno D fuerzas de Van der waals Respuesta B Slide 41 / 120 9 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es la que mejor describe un enlace hidrógeno? 10 Formado a partir de una atracción electrostática entre dos iones con cargas opuestas A B C D Slide 42 / 120 formado a partir de dos átomos que comparten igual cantidad de electrones la fuerza de atracción entre dos moléculas neutras la fuerza de atracción entre un hidrógeno unido a un átomo electronegativo de una molécula y un átomo electronegativo de una molécula diferente. D ¿Qué propiedad del agua es necesaria para las otras? A cohesión B adhesión C polaridad D alto calor específico Respuesta A 8 Respuesta ¿Cuál se cree que ha sido la fuente de agua para la Tierra? Respuesta 7 Slide 40 / 120 Slide 43 / 120 Los árboles deben subir el agua desde las raíces hacia el tronco. ¿Qué propiedad del agua les permite tirar en contra de la gravedad? A cohesión B solvencia universal C alto calor específico todas las de arriba Los océanos no se congelan en su totalidad durante el invierno debido a qué propiedad del agua? A cohesión B solvencia universal C alto calor específico D todas las de arriba Respuesta D 12 Respuesta 11 Slide 44 / 120 Slide 45 / 120 Slide 46 / 120 Monómeros y Polímeros Usa la imagen de abajo para definir monómeros y polímeros en tus grupos. Monómeros orgánicos Volver a la tabla de contenidos Slide 47 / 120 Cómo podría haber surgido la vida 1. Formación de monómeros orgánicos 2. Los monómeros se combinan para formar polímeros 3. Se forman los Fosfolípidos que crean membranas 4. Las membranas creadas aislaron a los protobiontes 5. Los Protobiontes replicaron e hicieron funcionar el metabolismo simple (procesando energía) 6. El ARN se desarrolló dentro de los protobiontes marcando la transición a la vida monómero polímero Slide 48 / 120 Formación de monómeros orgánicos Existen dos teorías sobre la fuente de monómeros orgánicos · Llegaron a la Tierra desde el espacio · Se formaron en la Tierra a partir de reacciones químicas Slide 49 / 120 Teoría 1: Monómeros orgánicos desde el espacio Slide 50 / 120 Teoría 1: Monómeros orgánicos desde el espacio Encontramos químicos orgánicos en meteoritos antiguos descubiertos hasta hoy, como éste. El polvo en el sistema solar, a partir del cuál se formó la Tierra, era rico en compuestos orgánicos. Además, se estima que varios millones de kg * (5.000.000 libras) de productos químicos orgánicos caen como polvo cósmico a la Tierra cada año. Meteoritos habrían golpeado la Tierra a menor velocidad ya que la atmósfera era más gruesa, y los monómeros habrían sobrevivido. *The Story of Life, Richard Stockton, 2003, p. 11 Click para ver un vídeo de meteoritos y la Tierra primitiva Slide 51 / 120 Teoría 2: Monómeros orgánicos desde reacciones Slide 52 / 120 Teoría 2: Monómeros orgánicos desde reacciones Dos científicos (Oparin y Haldane), en la década de 1920, propusieron que la química orgánica podría haber evolucionado en la atmósfera de la Tierra primitiva, ya que no contenía oxígeno. En 1953, Stanley Miller utilizó la idea original de Oparin y Haldane y probó una hipótesis que implica una mezcla artificial de moléculas inorgánicas que simulan las condiciones que se cree que se encontraban en la atmósfera de la Tierra primitiva. La atmósfera rica en oxígeno de hoy en día es corrosivo y rompe los enlaces moleculares. Slide 53 / 120 Slide 54 / 120 Teoría 2: Monómeros orgánicos desde reacciones El experimento de Stanley Miller En pocos días, el experimento produjo algunos de los 20 aminoácidos que se encuentran actualmente en los organismos, así también como otras moléculas orgánicas. Click aquí para una explicación del experimento de Stanley Miller Chispas que Sparks simulate simulan rayos lightning Vapor de agua Compartimento el mar primigenio: frasco de agua caliente Compartimento "oceánico" calor atmosférico El "océano" es muestreado y se analiza su composición El condensador enfría el gas Slide 55 / 120 Slide 56 / 120 El experimento de Stanley Miller El experimento de Stanley Miller Chispas simulate que Sparks simulan lightning rayos Chispas que Sparks simulate simulan rayos lightning Vapor de agua Compartimento "oceánico" calor Compartimento atmosférico El condensador enfría el gas El "océano" es muestreado y se analiza su composición La atmósfera primitiva es una mezcla de: vapor de agua H2 CH4 y NH3 Vapor de agua Compartimento atmosférico Compartimento "oceánico" El condensador enfría el gas Condiciones del tiempo primitivo: electrodos descargando chispas dentro de la mezcla de gas El "océano" es muestreado y se analiza su composición calor Slide 57 / 120 Slide 58 / 120 El experimento de Stanley Miller El experimento de Stanley Miller Chispas que Sparks simulate simulan rayos lightning Chispas que Sparks simulate simulan rayos lightning Vapor de agua Vapor de agua Compartimento "oceánico" calor Compartimento atmosférico El condensador enfría el gas El "océano" es muestreado y se analiza su composición Lluvia: un condensador enfriando y recogiendo el vapor de agua con químicos disueltos Slide 59 / 120 El experimento de Miller hacia adelante Experimentos recientes, mejorando el de Miller, han producido la mayor parte de las moléculas orgánicas de origen natural, incluyendo: · amino ácidos · azúcares · lípidos · nucleótidos Estos experimentos también han demostrado que se requieren 4 condiciones para que los productos químicos puedan evolucionar. Compartimento "oceánico" calor Compartimento atmosférico El condensador enfría el gas ¡Encontraron a los amino ácidos! El "océano" es muestreado y se analiza su composición Slide 60 / 120 Cuatro condiciones para la evolución química Ausencia de oxígeno en la atmósfera - El O2 hubiera roto cualquier molécula orgánica grande al aceptar sus electrones. Alta energía de entrada - en ese momento el sol, estaba produciendo cantidades masivas de radiación ultravioleta. Micromolécules- las moléculas inorgánicas tenían que estar en la atmósfera y los océanos primitivos. Tiempo - tenía que pasar el tiempo adecuado para dar a las moléculas una oportunidad para formar, reaccionar y reformar Slide 61 / 120 Miller y otros científicos han mostrado que 14 A se puede producir células simples en laboratorio B amino ácidos y azúcares podrían ser producidos a partir de moléculas inorgánicas C células sobrevivieron en una atmósfera primitiva D la vida en la Tierra primitiva requirió material desde el espacio ¿Cuál de las siguientes no es una condición para la formación de moléculas orgánicas? A un largo período de tiempo B micromoléculas inorgánicas en el sistema C presencia de oxígeno en la atmósfera D alto nivel de energía Respuesta Respuesta 13 Slide 62 / 120 Slide 63 / 120 16 ¿Cuál de las siguientes Stanley Miller fue capaz de producir en su experimento de 1953? ¿En qué sección el vapor de agua viaja a través del tubo? A proteínas B B procariotas C C amino ácidos D D lípidos B A C D Respuesta Respuesta A Slide 65 / 120 ¿En qué sección las chispas simulan rayos? 18 A C D ¿Los compuestos orgánicos se encuentran en qué sección? A B B B B C A D D C A D Respuesta 17 Slide 66 / 120 C Respuesta 15 Slide 64 / 120 Slide 67 / 120 19 Slide 68 / 120 Los compuestos orgánicos se encuentran en qué sección? A B B C D A C Volver a la tabla de contenidos Respuesta D Síntesis por deshidratación, Hidrólisis Slide 69 / 120 Slide 70 / 120 Síntesis por deshidratación Los polímeros se forman a partir de procesos denominados síntesis por deshidratación desglose de la palabra Deshidratación El proceso de sacar agua de un compuesto o de una molécula Síntesis La combinación de partes separadas para formar un nuevo entero Síntesis por deshidratación OH H + molécula 1 H OH molécula 2 remoción de la molécula de agua (deshidratación) Se forma una nueva molécula (síntesis) Slide 71 / 120 Slide 72 / 120 Hidrólisis Hidrólisis adición de molécula de agua Parte del proceso de evolución química consistió en que las moléculas tuvieron que reaccionar entre ellas y luego formar nuevas moléculas. Para reaccionar las moléculas involucradas deben romperse. Este proceso se denomina Hidrólisis. Hidro (agua) (Hidro-) OH H molécula original Lisis (ruptura) y se divide en 2 nuevas moléculas (-lisis) Slide 73 / 120 Slide 74 / 120 Síntesis por deshidratación e hidrólisis La siguiente ecuación es una muestra de: 20 A síntesis por deshidratación Monómero + Monómero reactantes B Polímero + agua productos hidrólisis C5H12 + H2O Hidrólisis Monómero + Monómero productos Slide 75 / 120 Slide 76 / 120 22 A C5H12 + C3H7OH C8H18 + H2O Respuesta hidrólisis ¿Cuál de las siguientes es verdadera sobre la síntesis por deshidratación? un monómero pierde un átomo de hidrógeno y otro pierde un grupo oxidrilo B se comparten electrones entre los monómeros que se unen C se forma agua cuando los monómeros se juntan D se forman enlaces covalentes entre los monómeros E Todos son verdaderos Slide 77 / 120 Slide 78 / 120 Los resultados de la síntesis por deshidratación pueden ser revertidos por A 24 condensación B hidrólisis C polimerización D sumando un grupo amino Respuesta 23 Respuesta La siguiente ecuación es una muestra de: A síntesis por deshidratación B C3H7OH + C2H6 Los productos de la síntesis por deshidratación son: A dos monómeros B un polímero y agua C dos polímeros D un grupo oxidrilo y un átomo de H Respuesta Polímero + Agua reactantes 21 Respuesta Síntesis por deshidratación Slide 79 / 120 Los productos de hidrólisis son: A dos monómeros B un polímero y agua C dos polímeros D un grupo oxidrilo y un átomo de H Fosfolípidos, ARN Respuesta 25 Slide 80 / 120 Slide 81 / 120 Slide 82 / 120 Fosfolípidos Fosfolípidos Fosfolípidos son moléculas cuyos extremos opuestos son muy diferentes: Un extremo es polar y puede formar enlaces hidrógeno con el agua El otro extremo es no polar y no puede formar enlaces hidrógeno Volver a la tabla de contenidos polar no-polar Slide 83 / 120 Como resultado, el extremo polar es hidrofílico (atraído por el agua) y el extremo no polar es hidrofóbica (repelido por el agua). Cuando los fosfolípidos están en medio acuoso la molécula se mueve de manera tal que sus extremos hifrofílicos estén en contacto con el agua y sus extremos hidrofóbicos queden aislados del agua. Slide 84 / 120 Los Fosfolípidos crearon membranas Células primitivas Los lípidos formados, naturalmente crearon membranas que condujeron a las células más primitivas: ambientes aislados químicamente. Liposomas Micela Click para ver una animación de mambranas fosfolipídicas Doble membrana de fosfolípidos Slide 85 / 120 Slide 86 / 120 Membranas Macromoléculas Dentro de un entorno cerrado, los procesos químicos crearían moléculas aún más complejas tales como: El resultado es que los fosfolípidos naturalmente forman las superficies de las membranas que encierran un volumen de espacio. Proteínas Carbohidratos Lípidos Ácidos nucleicos Las Membranas son un arreglo de fosfolípidos que se reúnen y forman un espacio cerrado. Las membranas actúan como una pared o barrera que separan el exterior del interior de una forma cerrada. Slide 87 / 120 26 Slide 88 / 120 Los fosfolípidos contienen tanto una cabeza_________ como una cola _________ . A 27 hidrofóbica, hidrofílica B hidrofílica, hidrofóbica C hidrofóbica, hidrofóbica D hidrofílica, hidrofílica Los liposomas y micelas pueden aparecer naturalmente cuando los fosfolípidos interactúan con el agua. Distingue entre esas dos estructuras. En los liposomas las colas fosfolipídicas están sobre la A superficie más exterior de la estructura. B C Las micelas contienen un interior acuoso Los liposomas están formados por una membrana sencilla Slide 89 / 120 Slide 90 / 120 La creación de membranas a partir de los fosfolípidos proveyeron de un espacio cerrado en el cuál las reacciones químicas ocurrirían. ¿Cuál de los siguientes no ocurrió dentro de esos protobiontes? El ARN en las células primitivas Las reacciones químicas en estas células eventualmente crearían azúcares, y luego ácido ribonucleico (ARN). El ARN es capaz de algunas de las funciones clave que permiten la vida: A síntesis de ARN B Replicación C Creación de nuevos elementos replicación: hacer copias idénticas de sí mismo. D Producción de proteínas metabolismo: almacenamiento de energía para las reacciones químicas Respuesta 28 Respuesta Respuesta D En las micelas los fosfolípidos forman una membrana simple. catalización: aumentar la velocidad de reacción favorece la ocurrencia de reacciones químicas Una vez que estas tres funciones se desarrollaron, la evolución se aceleró. Slide 91 / 120 Slide 92 / 120 En los sistemas biológicos más avanzados, las funciones del ARN han sido tomadas por procesos químicos más específicos replicación: El ADN es más efectivo para almacenar información genética. metabolismo: ahora el ATP almacena energía en nuestras células catalización: ahora las proteínas catalizan las reacciones químicas El metabolismo es una importante característica de la vida. ¿Qué molécula reemplazó al ARN como molécula de almacén de energía en la mayoría de los organismos vivos? A ADN B ATP C Proteínas D Azúcares Respuesta 29 El ARN en las células más tardías El rol del ARN como el antepasado de ellas ha sido recientemente descubierto. Slide 93 / 120 ¿Qué molécula es actualmente la responsable de la reducción de la energía de activación de la mayoría de las reacciones bioquímicas? A ADN B ARN C ATP D Proteínas 31 Discute en grupo: ¿Cómo el desarrollo de la replicación, el metabolismo y la catalización aceleraron la evolución de las diferentes formas de vida? Respuesta 30 Slide 94 / 120 Slide 95 / 120 Slide 96 / 120 Último antepasado común universal (siglas en inglés: LUCA) LUCA, Características de la vida Las células comenzaron a hacerse cada vez más complejas hasta que se incluyeron todos los grandes moléculas biológicas como el ARN y el ADN y las enzimas necesarias para mantenerlos y usarlos Esto indica que quien es llamado el Último antepasado común universal es el organismo a partir del cuál toda la vida en la Tierra desciende. Volver a la tabla de contenidos Slide 97 / 120 Las características comunes de la vida sobre la Tierra son tan profundas que toda la vida debe haber evolucionado de un antepasado único. "Un antepasado común universal es por lo menos 102860 veces más probable que tener múltiples ancestros ... " Saey, Tina (5 June 2010). "Life has common ancestral source". Science News 177 (12): 12. doi:10.1038/465168a Slide 98 / 120 LUCA Algunas de las características comunes de la vida en la Tierra que hace que sea necesario un antepasado universal: TODA LA VIDA sobre la Tierra utiliza un IDÉNTICO: Código genético universal Bases para el ADN y ARN Amino ácidos para las proteínas ADN y ARN polimerasas ARN mensajero ARN de transferencia Ribosomes ATP como la "moneda" de energía Membranas celulares con doble capa División celular Síntesis de ATP Sodio y Potasio como bombas de iones Isómeros-L de aminoácidos Glucosa como fuente energética Y MUCHO MÁS..... Slide 99 / 120 Slide 100 / 120 LUCA LUCA TODOS LOS SERES VIVOS, desde la más pequeña ameba hasta la más grande secoya comparten las mismas características que están enumeradas en la diapositiva anterior. Ninguna de estas características de la vida en la Tierra tuvieron que ser exactamente de esta manera. Hubo formas alternativas de resolver cada problema. La única explicación razonable que TODOS LOS SERES VIVOS utilizan las mismas idénticas características moleculares es que esos rasgos estaban en su lugar antes que la vida se diversificara. Los rasgos no habrían sido compartidos si se hubieran desarrollado independientemente a tiempos diferentes. Slide 101 / 120 Slide 102 / 120 La evidencia de un último antepasado común universal es: A B todos los seres vivos tienen iguales patrones de síntesis todos los seres vivos comparten la misma biología molecular subyacente C todos los seres vivos lucen igual D todos los seres vivos son aeróbicos Respuesta 32 Slide 103 / 120 Características de la vida De acuerdo con el cladograma de la vida sobre la Tierra, LUCA surgió __________hace mil millones de años y está más estrechamente relacionado con _______________ A 3.6; eucariotas B 3.6; bacteria C 4.6; bacteria D 4.6; archaea Es importante contar con una definición de lo que es "vida" y lo que no. Estas son las propiedades que se utilizan para definir algo como vivos Respuesta 33 Slide 104 / 120 Organización/Orden Adaptaciones Respuesta al medio ambiente Regulación Procesamiento de la energía Crecimiento y desarrollo Reproducción Slide 105 / 120 Slide 106 / 120 Orden Adaptación Toda la vida se organiza en unidades fundamentales llamadas Células Célula: una estructura rodeada por una membrana que contiene moléculas orgánicas. Son de tamaño microscópico. Todos los organismos vivos deben ser capaces de adaptarse a su medio ambiente cambiante Las células son las unidades más pequeñas que pueden ser consideradas una forma de vida, por lo que se las conoce como "los componentes básicos de la vida" Esto no significa que un sólo e individual organismo es el que se adapta. Sino más bien, que, lo que conduce el cambio es el pasaje de los rasgos naturalmente seleccionados a su descendencia. Slide 107 / 120 Las unidades más pequeñas las cuáles pueden ser consideradas vivas se llaman __________. A procariotas B LUCA C células D fosfolípidos Respuesta al medio ambiente Los organismos vivos deben ser capaces de reconocer su entorno y responder a él. Por ejemplo, alejándose de algo que esta muy caliente. Respuesta 34 Slide 108 / 120 O moviéndose hacia algo que es nutritivo. Slide 109 / 120 Slide 110 / 120 Regulación Homeostasis en los seres humanos Los seres humanos deben mantener ciertas condiciones constantes dentro de su cuerpo, incluso cuando cambian las cosas en su entorno. Temperatura corporal = 37O C Temp Ph de la sangre = 7.4 corpotal Presión sanguínea= 100mmHg Azúcares en sangre= 0.1% Receptores Agua = 40 Litros Músculos Los organismos vivos deben ser capaces de regular sus condiciones internas. Esto se conoce como mantenimiento de la homeostasis. Ellos deben ser capaces de mantener sus sistemas internos separados y con diferentes condiciones del medio ambiente exterior. nerviosos Cerebro Slide 111 / 120 Retirar rápidamente la mano de una estufa caliente es considerada una A Regulación B Respuesta al entorno 36 ¿Qué es verdad sobre la fiebre en los seres humanos? A La persona enferma no logra mantener la homeostasis B El cuerpo está regulando sus condiciones internas La persona está respondiendo a su entorno externo La persona enferma está temporalmente faltando a las características de la vida C Homeostasis C D cualquiera es correcta D Slide 113 / 120 Procesamiento de la energía Todos los seres vivos necesitan energía para llevar a cabo las funciones de la vida. Deben debe ser capaces de obtener energía y procesarla para ser utilizada en sus funciones biológicas Los animales procesan alimentos (energía química) y la convierten en la materia y trabajo (energía mecánica). Algunas bacterias y todas las plantas pueden convertir la energía luminosa en energía química. Respuesta Respuesta 35 Slide 112 / 120 Slide 114 / 120 Crecimiento y desarrollo Un organismo vivo nace a partir de una generación de padres y, finalmente, se convierte en una forma madura. En la madurez, los organismos son capaces de producir su propia descendencia. Un ciclo de vida es una serie de etapas por las que un organismo pasa Slide 115 / 120 Slide 116 / 120 Reproducción 37 Un organismo vivo debe ser capaz de pasar sus características a las futuras generaciones. Los organismos vivos deben ser capaces de pasar sus rasgos a las futuras generaciones de organismos. Verdadero Las formas de obtener descendientes pueden ser: asexual (organismos simples que se reproducen a sí mismos) Respuesta Falso ó sexual (que requiere de una mezcla de material genético). photo courtesy discoverwildllife.com Slide 117 / 120 La homeostasis es la regulación de ¿qué entorno de un organismo? externo B interno La reproducción asexual se refiere a A pubertad B madurez sexual C un organismo reproduciéndose a sí mismo D recombinación genética entre dos diferentes organismos Slide 119 / 120 40 Respuesta Respuesta A 39 Slide 120 / 120 Todos los organismos pueden transformar energía solar en energía química Verdadero Falso Respuesta 38 Slide 118 / 120