Biología 1 Ser vivo DEFINICIÓN Un ser vivo es, en última instancia, una porción de materia, pero de tipo animado o viva, lo cual implica que tiene una organización compleja. Además, un ser vivo posee características propias o particulares. ZZ Reproducción Características ZZ Homeostasis ZZ Crecimiento ZZ Relación ZZ Metabolismo ZZ Evolución ZZ Organización compleja Evolución Son cambios graduales a travez del tiempo Reproducción Proceso biológico que permite la conservacion de la especie Crecimiento Es el aumento de biomasa Movimiento Característica que permite el desplazamiento Homeostasis Es el equilibrio interno del cuerpo Organizacion Compleja De lo simple a lo complejo Metabolismo reaciones quimicas para la obtencion de materia y energía 209 Relación Capacidad de responder a los estimulos del medio BIOLOGÍA 1 4.o año SER VIVO 1. Reproducción Es un proceso autodirigido hacia la formación de nuevos descendientes idénticos o semejantes a sus progenitores, garantizándose la supervivencia y la perpetuación de las especies. 3. Relación Es la capacidad de emitir una respuesta ante un estímulo, pues los seres vivos se relacionan constantemente con su ambiente. Las respuestas del ser vivo frente al estímulo pueden ser de adaptación o de irritabilidad. a. Reproducción asexual • • • • a. Adaptación Participa un solo progenitor No participan gametos No hay variabilidad genética Ocurre en organismo unicelulares y en algunos animales como esponjas, planarias, malaguas entre otros Es la respuesta a un estímulo constante. Se da cuando el estímulo que proviene del ambiente es constante, permanente, en donde el ser vivo modifica y determina su forma de vida para adaptarse. Ejemplo: Las vicuñas adaptadas a la altura del altiplano. b. Reproducción sexual • • • • • Participan dos progenitores Sí participan gametos Sí hay variabilidad genética Ocurre en organismos multicelulares El tiempo de vida de los descendientes es largo 2. Metabolismo Conjunto de reacciones químicas que ocurren en los seres con la finalidad de intercambiar materia y energía con el ambiente, hay dos tipos de metabolismo: La respuesta puede ser al clima, temperatura, alimento o una necesidad de protección. b. Irritabilidad Es la respuesta a un estímulo temporal. Se da cuando el estímulo proviene del ambiente o un organismo y es temporal y transitorio, en donde el ser vivo produce respuestas específicas. Ejemplo: Cuando los animales huyen del fuego por el olor a humo. a. Anabolismo Es un proceso por el cual se forman (sintetizan) moléculas complejas a partir de moléculas simples. Es una reacción de tipo endergónica porque convierte la energía luminosa en energía química. La respuesta puede ser al color, dolor, un llamado, una caricia o un cortejo. 4. Movimiento Todos los seres vivos pueden moverse 8algunos desplazarse), incluyendo a los vegetales, los cuales son escasos y muy lentos. • Desplazamiento: A través de extremidades, cilios y flagelos. • Tropismo: Es propio de vegetales, ante un estímulo. Ejemplo: fototropismo, hidrotropismo, etc. b. Catabolismo Es un proceso por el cual se rompen (degradan u oxidan) moléculas complejas a moléculas simples. Es una reacción de tipo exergónica porque libera energía. 1 BIOLOGÍA 210 4.o año SER VIVO • • Taxia: propio de protozoarios ante un estímulo. Ejemplo: fototaxia, quimiotaxia. Nastia: Movimiento en plantas ante un estímulo temporal. Ejemplo: tigmonastia. • Organela Es una estructura dentro o componente, de la célula la cual realiza una función específica. Mitocondria + batería (pila) Se encarga de la respiración celular • Agregado supramolecular Es la asociación de macromoléculas orgánicas que tiene un fin común. Ejemplo: un virus, una membrana celular, etc. • Célula Unidad biológica, anatómica, fisiología y genética de todos los seres vivos. Ejemplo de tigmonastía en planta “mimosa o resentida” Ejemplo de reacción al roce la planta “venus atrapa moscas” 5. Organización compleja de los seres vivos • Átomo Es la mínima unidad de la materia, está conformado por partículas subatómicas como: protones, neutrones, electrones, hiperones, leptones, quarks, etc. e e e 6P+ 6N e e e Carbono • Molécula Constituye una combinación de átomos enlazados. La unión de las moléculas generan macromoléculas, como: una proteína, un triglicérido o el almidón de las plantas. Neurona • Tejidos Grupo de células parecidas que realizan una función específica similar. Molécula de agua Molécula Hemoglobina Tejido nervioso varias neuronas 211 BIOLOGÍA 1 4.o año SER VIVO • Órgano Es una estructura dentro de un organismo, generalmente compuesta de diversos tipos de tejidos que forman una cantidad funcional. • Sistema Dos o más órganos que trabajan juntos en la ejecución de una función corporal específica. • Organismo multicelular Es un ser vivo individual compuesto de muchas células. Un individuo es el representante de una especie. Leyendas: Ccomunidades de animales • Ecosistema Unidad de estudio de la ecología. Agrupa a una comunidad junto con los elementos no vivos que lo rodean. BIOTIPO + BIOCENOSIS • Bioma Es una determinada parte del planeta que comparte el clima, flora y fauna. Un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica. Ejemplo de individuo: organismo capaza de cumplir un nicho ecológico • Población Conjunto de individuos de la misma especie que al cruzarse entre sí generan prole (descendencia) fértil Ejemplo: bioma tropical • Cardumen • 1 6. Crecimiento Todos los seres vivos pluricelulares crecen (aumenta su número de células), esto les genera un aumento de su biomasa; es decir, su masa corporal. Este proceso se da por mitosis que es un tipo de división celular que ocurre en células somáticas. Comunidad Dos o más poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan en la misma tarea. BIOLOGÍA Biósfera Parte de la Tierra habitada por seres vivos, incluye componentes vivos y no vivos. 212 4.o año SER VIVO En unicelulares el crecimiento por aumento de volumen, por el cual se da por síntesis o anabolismo. 7. Evolución Es cuando se da un proceso normal de mitosis: ___________________________________ RETROALIMENTACIÓN 1. Menciona los tipos de metabolismo: _______________________________________ Lectura 1 El único animal visible desde el espacio es el coral. Aunque antes se les consideraba plantas, los corales son unos pequeños animales que se alimentan de plancton y producen unos residuos calizos. Las agrupaciones de corales suelen ser grandes y forman arreciles, entre los que destacan la gran barrera coralina, que se extiende por gran parte de la costa oeste de Australia, asi como las importantes formaciones coralinas del caribe, brasil y de la polinesia. Algunos corales viven en simbiosis con algunas algas y tienen que vivir cerca de la superficie para que las algas reciban luz suficiente y puedan efectuar fotosíntesis. Tambien existen corales solitarias que no forman arreciles, como los que viven en el mediterraneo junto con su pariente proximo, la a a anémona de mar, los corales fueron los primeros animales que vivieron en el mar, hace unos 800 millones de años. Si en el terciario había unas 4000 especies de coral, en la actualidad se calcula que hay unas 800 especies. 2. Respuesta es a un estímulo temporal: _______________________________________ 1. Escribe 2 países que destaquen por tener corales. _______________________________________ 3. Movimiento de las plantas cuando son rozadas o estimuladas por la luz: _______________ 2. Cuántas especies de corales hay en la actualidad. _______________________________________ Son cambios por adaptación. La palabra evolución, para describir tales cambios, fue aplicada por primera vez en el siglo XVIII por el biólogo suizo Charles Bonnet en su obra Consideration sur les corps. La evolución son los cambios (conjunto de transformaciones) graduales que se dan a través del tiempo. Leyenda: Mantis religiosa Trabajando en clase HORIZONTALES: 1. Moléculas de los seres vivos 4. Tipo de nutrición en la que un ser vivo necesita tomar materia de otros seres vivos, porque es incapaz de fabricar materia orgánica por sí mismo. Este es el tipo de nutrición que tienen todos los animales. 5. Tipo de célula primitiva, sencilla, sin verdad o núcleo. Las bacterias son los únicos seres con este tipo de célula. 6. Una de las tres funciones que realizamos los seres vivos, gracias a la cual podemos engendrar nuevos seres semejantes a nosotros. 7. Elementos químicos de los seres vivos. 8. Animales que se alimentan de materia vegetal 9. Animales capaces de regular su temperatura a corporal.También se les llama “de sangre caliente” 213 BIOLOGÍA 1 4.o año 11. Tipo de moléculas más sencillas, que pueden encontrarse dentro o fuera de un ser vivo. No ha sido fabricado por ningún ser vivo. Ejemplo: agua 14. Seres que se alimentan de materia orgánica en descomposición. Son ejemplo de ello las sales, (tipo de hongo) 15. Es lo más pequeño que tiene vida propia. Es la unidad que forma los seres vivos. Un ser humano tiene unos 50 000 millones de ellas. 16. Seres que, al reproducirse, no ponen huevos, sino que la cría nace viva del vientre de la madre. 17. Seres de nutrición heterótrofa que se alimentan de materia animal y vegetal. 20. Tipo de moléculas que solo un ser vivo ha podido fabricar. Por ejemplo: azúcares, proteínas, grasas. 21. Tipo de nutrición de los seres fotosintéticos, es decir, de las plantas. Los seres con este tipo de nutrición son capaces de fabricar su propia materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas y de la energía del sol. 22. Una de las tres funciones que realizan los seres vivos gracias a la cual podemos reaccionar ante lo que ocurre a nuestro alrededor. 24. Es el bioelemento más abundante de un ser vivo. Su símbolo es H. 25. Tipo de reproducción en la que no se necesitan dos progenitores, basta con uno. VERTICALES 2. Cambios muy profundos que sufre una larva hasta convertirse en adulto 3. Proceso mediante el cual las plantas toman dióxido de carbono del aire, agua y sales minerales del suelo, y forman su propio alimento 10. Animales incapaces de regular su temperatura corporal. También se les llama «de sangre fría» 12. Animales que se alimentan de otros animales. 13. Tipo de célula compleja, con verdadero núcleo y varios tipos de orgánulos. 18. Una de las tres funciones que realizamos los seres vivos, gracias a la cual podemos intercambiar materia y energía con el medio que nos rodea. 19. Animales que ponen huevos en su ciclo reproductivo. 23. Es la biomolécula más abundante en un ser vivo. Es inorgánica, y está formada por hidrógeno y oxígeno. Verificando 1. Tendencia que tienen los organismos de mantener su ambiente interno relativamente constante. a) Homeostasis b) Retroalimentación c) Adaptación d) Ciclosis e) Diapédesis 2. Nivel de organización de un ribosoma. a) Nivel molecular b) Nivel celular c) Nivel de organismo d) Nivel supramolecular e) a y b son correctas 1 BIOLOGÍA SER VIVO 3. ¿En qué se asemeja la materia inanimada a la materia animada? a) Pueden desplazarse b) Están formadas por átomos c) Poseen interacción d) Su estructura es muy compleja e) Necesitan aporte de energía 4. Nivel de organización que presenta una semilla. a) Celular b) Organismo c) Molecular d) a y c e) supramolecular 5. Nivel de organización en el que se encuentra un ser vivo unicelular y de estructura simple que puede vivir en colonias. a) Supramolecular b) Población c) Organismo d) Molecular e) Celular 6. Con respecto a los niveles de organización, entre células y órganos se encuentran _________. a) sistemas b) organelas c) moléculas d) tejidos e) especies 7. Marca la secuencia correcta. a) Población – biotipo – especie b) Especie – población – comunidad c) Comunidad – ecosistema – célula d) Ecosistema – población – biósfera e) Tejidos – órganos – moléculas 8. El cerebro (C) y el paramecium (P) se ubican en los niveles ________ y _____, respectivamente. a) tisular – macromolecular b) sistémico – celular c) celular – supramolecular d) tisular – tisular e) orgánico – organismo 9. Coloca V o F según corresponda y marca la secuencia correcta: ( ) El primer nivel biológico es el celular. ( ) Las macromoléculas son más complejas que las supramoléculas. ( ) Los ribosomas son supramoléculas. ( ) Los dientes se ubican en el nivel tisular. a) VFFF b) VFVF c) FVFV d) VVVV e) FVVV 10. Marca la alternativa correcta. “A” “B” Proteínas Membranas Glúcidos Ribosomas Lípidos Ribovirus respecto a los niveles de organización al que pertenecen A y B. a) A = nivel químico; B = nivel celular b) B = nivel tisular; A = nivel químico c) A y B = nivel químico d) A y B = nivel celular e) A = nivel supramolecular; B = nivel celular 214 2 Principios de bioquímica DEFINICIÓN La materia está formada, fundamentalmente, por elementos químicos (27 de ellos se encuentran en los organismo vivientes) llamados bioelementos; los cuales de acuerdo a su abundancia, se clasifican en: A. Bioelementos primarios u organógenos: Constituyen aproximadamente el 96% de materia orgánica. Son: Carbono …………………CS Nitrógeno………………..N Básicos P (96%) Hidrógeno ……..………..H Oxígeno………………….O Complementarios (3%) B. Bioelementos secundarios u oligoelementos: Constituyen aproximadamente entre el 0.1% y el 4% de la materia orgánica, son esenciales para la vida, pues cada uno de ellos cumple funciones muy importantes. En este grupo encontramos a los macroconstituyentes(0,9%) y a los microconstituyentes, algunos de ellos se denominan elementos traza pues se encuentran en cantidades menores a 0.1%. Bioelementos MACRO CONSTITUYENTES (0,9%) Magnesio ……………… Mg Calcio ……………… Ca Potasio ……………… K Cloro ……………… Cl Sodio ……………… Na Molibdeno Cobalto Selenio Cromo Silicio Estaño Vanadio Flúor Yodo Hierro Zinc MICRO CONSTITUYENTES (0,1%) Boro ……………… B Manganeso ……………… Mn 215 ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………… Cu Mo Co Cr Si Sn Vn F I Fe Zn BIOLOGÍA 2 4.o año PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA Bioelementos Azufre (S) Funciones Se encuentra en dos aminoácidos (cisterna y metionina), presentes en todas las proteínas; también en algunas sustancias como la coenzima A. Fósforo (P) Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucleicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Forma parte de la molécula de clorofila. Magnesio (Mg) En forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzinas, en muchas reacciones químicas del organismo. Calcio (Ca) Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas (huevos y dientes) En forma iónica en la contracción muscular, coagulante sanguínea y transmisión del impulso nervioso. Sodio (Na) Catión abundante en el medio extracelular Necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular. Interviene en la regulación hídrica Potasio (K) Catión más abundante en el interior de las células Necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Interviene en la regulación de la presión osmótica Cloro (Cl) Anión más frecuente en el medio extracelular Necesario para mantener el balance en la sangre y fluido intersticial Componente primordial del ácido estomacal Hierro (Fe) Fundamental para la síntesis de clorofila Catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene de oxígeno. Manganeso (Mn) Interviene en la fotólisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis de las plantas Yodo (I) Flúor (F) Cobalto (Co) Silicio (Si) Cromo (Cr) Zinc (Zn) Litio (Li) Molibdeno (Mo) 2 BIOLOGÍA Necesario para la síntesis de la tiroxina (hormona que interviene en el metabolismo) Su carencia produce bocio Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Forma parte de la vitamina B12(cianocobalamina), necesaria para la síntesis de hemoglobina Su carencia produce anemia permiciosa Proporciona resistencia al tejido conjuntivo Induce tejidos vegetales, como en las gramíneas Principal componente de las plumas de las aves. Interviene, junto a la insulina, en la regulación de glucosa en la sangre. Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo (cofactor) Acelera la mitosis celular Actúa sobre neurotransmisores y la permeabilidad celular En dosis adecuadas puede prevenir estados depresivos. Forma parte de la enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas. 216 4.o año PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA Elementos Oxígeno Carbono Hidrógeno Nitrógeno Fósforo Hierro Helio Porcentajes de elementos comunes Ser humano Corteza terrestre Universo 64,00 47,00 0.60 18,50 0.03 0.02 9,50 0.14 91.00 3.30 Traza 0.04 1,00 0.07 Traza Traza 5.00 Traza Traza Traza 9.06 Lectura 1 Los electrolitos son sustancias disueltas en agua que constan de varios elementos químicos: sodio, calcio, potasio, cloro, magnesio y bicarbonato. Cuando se practica un deporte se tiende a transpirar. El sudor es una forma de perder agua corporal para equilibrar la temperatura corporal. La cantidad de agua que se llega a perder puede causar deshidratación. Por tanto, la reposición de líquidos debe ser una necesidad primordial. Actualmente se aconseja beber líquidos con elevado contenido salino, para aumentar el rendimiento, lo que parece ser una mala idea, ya que al sudar se pierde agua y diferentes electrolitos. Por lo tanto, la respiración hídrica debe consistir en reponer agua, sal y el resto de electrolitos. ¿Qué son los electrolitos, como se forman y que función desempeñan en el cuerpo humano? ¿Qué es el sudor y cuál es su función? Rpta.: _______________________________________________________________________________ Retroalimentación 1. Los bioelementos primarios son el _____ y los secundarios _______. 2. Se les denominan elementos plásticos biogenésicos u organógenos a los _____ debido a que _______. 3. Es el bioelemento más abundante en el ser humano ________. 4. Coloca dos ejemplos de electrolitos ______. 217 BIOLOGÍA 2 4.o año PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA Trabajando en clase Escribe las funciones específicas de cada uno de los bioelementos secundarios. a) Na (sodio) ________________________ _________________________________ b) K (potasio) ________________________ _________________________________ c) Cl(cloro) _________________________ _________________________________ d) Mg (magnesio) _____________________ _________________________________ e) Fe (fierro) _________________________ _________________________________ f) Cu (cobre) ________________________ _________________________________ g) I(yodo) __________________________ _________________________________ h) F(Flúor) __________________________ _________________________________ i) Si (silicio) ________________________ _________________________________ j) Co (cobalto) _______________________ _________________________________ Verificando 1. Principal anión inorgánico, ayuda a mantener la isotonocidad de los líquidos corporales. Es componente del HCl y segregado por las glándulas gástricas en los vertebrados. a) K b) Na c) Cl d) Mg e) H 2. ¿Qué bioelemento presenta la hormona tiroxina producida por la tiroides? a) Si b) Zn c) Co d) Cu e) l 5. ¿Cuál es el bioelemento predominante en el ser humano? a) Oxígeno b) Potasio c) Azufre d) Nitrógeno e) Hidrógeno 6. No forma parte de la estructura de huesos ni dientes. a) Calcio b) Cobre c) Fósforo d) Magnesio e) Flúor 7. El oligoelemento hierro actúa como: a) Integrantes de la hormona tiroidea b) Forma la estructura de la vitamina B12 c) Constituyente de la hemoglobina d) Forma parte de la clorofila e) Constituye de la hemocianina 8. Los compuestos químicos disociados están en forma de cationes y aniones, identifica el anión. a) Potasio b) Sodio c) Magnesio d) Cloro e) Calcio 9. Es el núcleo de la clorofila. a) Mg b) I d) Na e) S 10. Es el núcleo de la hemoglobina. a) Fe b) I c) Mg d) Cu e) C 3. La deficiencia de _____ produce anemia en humanos y primates y la deficiencia de ______ ocasiona cretinismo y bocio. a) sodio - potasio b) cloro - cobalto c) silicio – boro d) selenio – flúor e) hierro – yodo 4. No es bioelemento organógeno: a) Carbono b) Nitrógeno c) Sodio d) Hidrógeno e) Oxígemo 2 BIOLOGÍA c) K 218 3 Biomoléculas inorgánicas DEFINICIÓN ¿Cómo interactúan los átomos para formar moléculas? Los átomos interactúan entre sí cuando hay vacíos (falta de electrones) en sus últimas capas de electrones. Los átomos con carga, llamados iónes, interactúan para formar enlaces iónico mientras que los átomos sin carga pueden estabilizarse compartiendo electrones para formar enlaces covalentes. Existen biomoléculas orgánica e inorgánicas. Las orgánicas poseen enlaces carbono-carbono (C-C) y son los lípidos, glúcidos, proteínas y ácidos nucleicos; las biomoléculas inorgánicas no poseen este tipo de enlace; y son el agua, los ácidos y bases, sales minerales y gases. El agua interactúa con muchas otras moléculas y está presente en elevadas cantidades en los seres vivos. Las moléculas de agua tienden a mantenerse juntas y solidificarse a una temperatura de -4° C, también moderan los efectos de los cambios de temperatura. Además, el agua puede formar iones H+ y OH–. Los puentes de hidrógeno presentan interacciones intermoleculares, producto de ello presentan las siguientes características. CaracterísticasFunciones • Elevado calor específico Termorregulador • Alto punto de ebullición Soporte en reacciones • BipolaridadSolvente universal • Alta tensión superficial Movimiento de volúmenes • pHneutro (7.0) Actúa como Buffer El agua es una molécula estable. Las moléculas individuales de agua continuamente ganan, pierden e intercambian átomos de hidrógeno, es por eso que en toda masa de agua encontramos H+ y OH– en cantidades iguales, lo cual determina que toda masa de agua sea normalmente insípida o neutra; pero si la igualdad de H+ y OH– se modifica, la sustancia o se vuelve ácida o se vuelve alcalina. H2O ⇔ H + + OH − Agua Hidrogenión Hidroxilo 219 BIOLOGÍA 3 4.o año BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS ÁCIDOS Y BASES ÁCIDOS BASES Amortiguadores – Tampones o Buffers Ácido Es aquella sustancia cuyo ph es menor a 7, que en Los organismos deben mantener un ph equilibrado como parte de su homeostasis, por lo que existen solución acuosa libera H+ (protones o hidrogeniones). Por ejemplo: La acidosis es causada por valores de ph sustancias llamadas Buffers o tampones que impiden menores a 7, 30. Puede darse por defectos metabólicos los cambios bruscos de acidez o alcalinidad. (cuerpos catónico); el hambre y la diarrea, que producen Los amortiguadores más conocidos son los pérdida de bicarbonatos o defectos respiratorios. Un amortiguadores de la sangre, cuyo ph debe tener un estado de acidosis conocido es la resaca después de valor de 7,4 por ejemplo el buffer ácido carbónico/ion bicarbonato. haber ingerido alcohol en grandes cantidades. Base Es aquella sustancia cuyo ph es mayor a 7, que en solución acuosa libera OH– (iones hidroxilos). Por ejemplo: La alcalosis es causada por valores de ph mayores a 7.5. Es producida por vómitos severos o pr excesiva eliminación de CO2. Una situación así es observable en hipoxia, como el mal de altura o soroche. • • • • H2CO3/HCO3 = Ácido carbónico / bicarbonato H2PO4/HPO4 = Ácido carbónico / bicarbonato H2PO4/HPO4 = Fosfato Hb = Hemoglobina + ESCALA PH ( H < 7 < O H ) 0 Ácido clirhídrico (Hcl) 1 Jugo gástrico (1.6) 2 Jugo de limón agrio (2.4) 3 Lluvia ácida (2.5 – 5,5,) vinagre, gaseosa, naranja 4 Cerveza (4.5) 5 Café negro, té (5.0) 6 lluvia normal (5.9) 7. Agua pura (7.0) 8 Agua de mar (7.8 – 8.3) 9 Bicarbonato de sodio (9.0) 10 Detergentes de fosfato (10.1) 11 Amonicaco casero (11.4) 12. Jabón (11.6 – 12.1) 13 Limpiador de hornos (13.0) 14 Hidróxido de sodio (NaOH) 3 BIOLOGÍA 220 4.o año BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS Sales minerales Ejemplo: Na + + Cl = NaCl(sal sólida) Las sales en los seres vivos tienen una importante biológica tanto como un buffer o una proteína. Se encuentran en bajísimas concentraciones, pero constantes, porque una ligera variación produce enfermedades o la muerte. FUNCIONES: 1. La concentración de estructuras de sostén o soporte: Intervalos: Conchuelas o caparazones (CaCO3) Vertebrados: Huesos (Hidroxiapatita): Ca10(PO4)6(OH)2 • Son biomoléculas inorgánicas que resultan entre un elemento metálico más un radical no metálico. METAL + RADICAL NO METÁLICO = SAL • 2. Determinantes del equilibrio electroquímico (Balance anión-catión) y de la presión osmótica para la regulación hídrica celular. 3. Impulsos nervioso (K+, Na+) contracción muscular y cardíaca (Ca++). 4. Constitución química de: • Proteínas: La hemoglobina que presenta Fe2+. • Hormonas: Tiroidea que presenta I–. 5. La activación de algunas enzimas inactivas como apoenzimas, etc. Sales Minerales Tipos Insolubles Solubles Formando parte de Disoluciones iónicas Conchas Esqueletos Cationes Aniones Mantenimiento de la Concentración Homeostasis Gases Son moléculas inorgánicas que se encuentran en un constante movimiento, rápido y desordenado. Están constituidas por átomos de un mismo elemento (O2, N2, O3); o por la participación de átomos de dos elementos diferentes (CO2, H2S, CH4). La importancia de los gases radica en su capacidad de difundirse en la atmósfera y de comprimirse fácilmente. Esto faculta el intercambio constante o reciclaje entre los organismos (autótrofos y heterótrofos) y también con 221 el medio ambiente, ya que la mayor parte de la vida se desarrolla en un ambiente aéreo o próximo a él. Los ácidos cianhídricos (HCN) resultan venenosos, ya que, dado su parecido a otras moléculas gaseosas, ocupan productos con la consiguiente interrupción del metabolismo normal. Los gases más importantes son el O2 y el CO2, intervienen en el metabolismo (fotosíntesis y respiración) BIOLOGÍA 3 4.o año BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS Retroalimentación 1. ¿Qué significa pH? 2. ¿Qué es un enlace covalente? 3. ¿En qué se diferencia un ácido y una base? 4. El _____ es a los huesos como el ______ a la sangre. Lectura 1 La hipermatemia supone una relación sodio–agua plasmática mayor de la normal. Aunque el límite superior normal de la natremia (concentración de sodio en fluidos corporales) es 145 mEq/L, en general, solo se diagnostica hipernatremia cuando se superan los 150mEq/L; esto supone siempre el aumento de la osmolaridad y de la tonicidad plasmática. Puede producirse por cuatro mecanismos: a) Pérdida de agua corporal b) Ganancia neta de sodio c) Paso de agua extracelular al compartimiento celular. d) Salida de sodio de las células en intercambio por potasio. En todo los casos, la hipernatremia y, por lo tanto, la hipertonicidad plasmática inducen la salida de agua del espacio celular al extracelular, lo quen produce disminución del volumen celular. La disminución del volumen neuronal se manifiesta clínicamente por síntomas neurológicos: letargia, reflejos hiperactivos, temblor muscular, convulsiones y coma. Con frecuencia, sobtre todo en personas ancianas, se produce trombosis de los senos vasculares. La salida del agua celular el espacio extracelular tiende a prservar la volemia (volúmen de sangre circulante), por lo que al principio no son aparentes los síntomas y signos de hipovolemia, que pueden aparecer hasta en situaciones de choque en frases avanzadas. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Qué es hipernatremia? _______________________________________ _______________________________________ 2. La disminución del volumen neuronal se manifiesta clínicamente por síntomas neurológicos como los siguientes: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Trabajando en clase 1. La escala de pH es un _____________________ ______________ y se puede expresar matemáticamente como ___________________________ ______________________________ 2. Una solución amortiguadora, tampón o buffer es: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________ 3. Ácido es: _______________________________ ____________________________________ 4. Son características del agua: ________________ ____________________________________ Verificando 1. El agua actúa ___________. a) al disolver sal c) al llorar e) al miccionar como termorregulador b) al disolver azúcar d) al sudar 2. La molécula de agua se caracteriza por ser ______. a) lineal y polar b) polar y angular c) no polar y lineal d) iónica y covalente e) angular y lineal 3 BIOLOGÍA 3. Sustancia más abundante en los seres vivos. a) Proteínas b) Agua c) Lípidos d) Glucosa e) Acido desoxirribonucleico (ADN) 4. El efecto termorregulador del agua está asociado con _______. a) su densidad b) su punto de congelación c) su punto de ebullición d) su calor específico e) el hecho de ser solvente universal 5. Son compuestos inorgánicos: a) Grasas neutras b) Proteínas c) Carbonatos d) Glúcidos e) Esteroides 6. El agua actúa como termorregulador uno de los siguientes casos: a) Al disolver sal b) Al llorar c) Al miccionar d) Al disolver azúcar e) Al sudar 222 4.o año BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS 7. Las moléculas de agua se pueden unir entre ellas ________. a) por el número de átomos que la forman b) porque no presentan carga c) porque sí presentan carga d) por su peso molecular e) por enlace covalente 9. Son sustancias que mantienen constante o en equilibrio el pH: a) Lípidos o grasas b) Iones o electrolitos c) Almidones o azúcares d) Tampones o buffers e) Glúcidos o carbohidratos 8. Compuestos que contribuyen a mantener el equilibrio osmótico entre la materia viviente y su entorno o medio. a) Carbohidratos b) Proteínas c) Lípidos d) Sales minerales e) Minerales 10. Coloca V o F según corresponda y marca la secuencia correcta: ( ) El adulto contiene más agua que el feto. ( ) La semilla tiene más agua que el fruto. ( ) La malagua tiene menos agua que el hombre. a) FVV b) VVF c) FVF d) VVV e) FFF 223 BIOLOGÍA 3 4 Glúcidos DEFINICIÓN Llamados también carbohidratos (azúcares) son biomoléculas orgánicas ternarias compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno, cuyas principales funciones en los seres vivos son el prestar energía inmediata (4,1 kcal/gr) y estructural. La glucosa y el glucógeno son las formas biológicas primarias de almacenamiento y consumo de energía. I. Trascendencia biológica 1. Fuentes de energía La energía diaria que gastan los seres vivos, 2. Estructural proviene generalmente de los glúcidos, en Algunos grandes glúcidos (polisacáridos) especial de la glucosa. Estos al catabolizarse, constituyen parte de la composición química liberan energía (1gr 4,2 kCal) para cualquier de diversas estructuras de sostén o soporte de algunos organismos por ejemplo: trabajo celular. • Ribosa: Ácido ribonucleico (ARN) • Desoxirribosa: Ácido desoxirribonucleico (ADN) • Condroitina: Huesos y cartílagos • Peptidoglicanos: Pared celular de bacterias • Quitina: Pared celular de hongos y exoesqueleto de los artrópodos • Celulosa: Pared celular de vegetales y algunas algas, también en la túnica de urocordados 4 BIOLOGÍA 224 4.o año GLÚCIDOS • Está formada por la unión de: CH OH O 3. Almacén La glucosa puede llegar a almacenarse tanto en plantas (tallos, raíz u hojas) como en animales (hígado o músculos). A este proceso se le conoce como glucogénesis y gluconeogénesis (formación de glucógeno) • Glucógeno: Reserva energética en animales • Almidón: Reserva energética en plantas II. CLASIFICACIÓN A. Monosacáridos Son los azúcares más simples y la unidad fundamental de los glúcidos que existen. Su fórmula general es: (CH2O)N donde N ≥ 3 De sabor dulce y solubles en agua, los monosacáridos se clasifican de acuerdo con el número de átomos de carbonos que contienen: Por su Aldosa Cetosa N° de “C” grupo (-CHO-) (-CO-) funcional Gliceral- DihidroxiaTriosa 3 dehido cetona C3H6O3 Tetrosa Eritrosa Eritrulosa 4 C4H8O4 Ribulosa Ribosa Pentosa Xilulosa 5 C5H10O5 Arabinosa 6 7 Hexosa C6H12O6 Heptosa C7H14O6 OH O OH CH OH O HO OH OH Saracosa Glucosa a(1 → 4) fructuosa 2. Lactosa • Es el azúcar de la leche. • Constituye la principal fuente de carbono y energía para el lactante. • Está formada por la unión de: CH OH CH OH O OH O O OH OH OH OH OH Lactosa Galactosa b (1 → 4) glucosa 3. Maltosa • Se encuentran en las semillas en germinación. • Está formada por la unión de: Glucosa Galactosa Fructosa –––– HOH C CH OH CH OH O Heptulosa OH B. Disacáridos: Están formados por la unión de dos monosacáridos mediante el enlace glucosídico. Fórmula global: C12H22O11 Los disacáridos más importantes son: 1. Sacarosa • Llamada azúcar de caña • Es el azúcar de mesa. • Constituye el disacárido de mayor consumo. 225 O O HO OH OH OH Maltosa Glucosa b (1 → 4) glucosa OH C. Polisacáridos: Son compuestos formados por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces glucosídicos. Se clasifican en: BIOLOGÍA 4 4.o año GLÚCIDOS C.1. Polisacáridos de reserva Almidón • Constituye la reserva energética de los vegetales. • Está formado por unidades de glucosa unidas por enlace glucosídico a 1,4 CH OH H H CH OH O O H H O O H H H O O CH OH H H O H H H O O CH OH O H H H O H H O O O H H O H O Glucógeno • Constituye la reserva energética de los animales. • Abunda en el hígado y en los músculos esqueléticos (10% y 2% del peso respectivamente). • El glucógeno es una molécula ramificada, formada por la unión de glucosas mediante los enlaces glucosídicos a1,4 y a1,6. C.2. Polisacáridos estructurales Celulosa • Es el polisacárido más abundante en la naturaleza. • Las fibras de algodón son celulosa en 98%-99%. • Constituye aproximadamente el 50% del carbono en la biósfera. • Se encuentra en las paredes celulares de plantas y algas. • Está formada por la unión de glucosas mediante el enlace glucosídico b1,4. CH O H H O O H O H H O H O O H O H H O CH O CH O CH O H CH O O H O H H O O O H H O H H O H O Quitina • Se encuentra en el exoesqueleto de invertebrados, hongos y algas. 4 BIOLOGÍA 226 O H H O O O 4.o año GLÚCIDOS Trabajando en clase Energética Aportan energía a ________ 4.1 kcal/gr Estructural En forma de polisacáridos - _________: en pared celular de plantas. - _________: en pared celular de hongos y en exoesqueleto de insectos. a) hojas - músculos c) hojas - huesos e) tallo - huesos b) tallos - bazos d) tallos – músculos 2. ¿Qué nombre no corresponde al siguiente grupo? a) glucosa b) ribosa c) galactosa d) celulosa e) amilasa 3. No es polosacarárido. a) Almidón c) Hemoglobina e) Celulosa b) Quitina d) Glucógeno 4. ¿Cuál de los siguientes glúcidos no es un polisacárido ni un monosacárido? a) Almidón b) Lactosa c) Quitina d) Fructosa e) Glucógeno 5. La glucosa es una ________. a) triosa b) tetrosa d) hexosa e) heptosa c) pentosa 6. La fórmula pertenece a _____________. a) celulosa b) almidón c) proteína d) glucosa e) maltosa Reserva En animales: _________ En ________: almidón Retroalimentación 1. Escribe tres funciones de los glúcidos _______________________________________ ___________________________________ 2. Completa: Hidratos de carbono Definición: Unidad: Enlace: 3. Escribe el nombre de dos disacáridos: _______________________________________ ___________________________________ Verificando 1. En las plantas, el almidón se almacena en _____ y raíces. Análogamente, en los animales el glucógeno se almacena en los ______ y el hígado. 227 7. La maltosa es producida por la unión glucosa y _______. a) maltosa b) almidón c) auxinas d) celulosa e) glucosa 8. Reserva energética en vegetales. a) Glucógeno b) Almidón c) Auxinas d) Celulosa e) Glucosa 9. Al formarse un disacárido se da la pérdida de _________. a) hidrógeno c) energía b) oxígeno d) una molécula de agua e) vitalidad 10. Azúcar abundante en las paredes celulares; se utiliza para fabricar el papel. a) Sacarosa b) Galactosa c) Almidón d) Celulosa e) Quitina BIOLOGÍA 4 5 Lípidos DEFINICIÓN Son biomoleculas ternarias compuestas fundamentalmente por carbono e hidrogeno, y en menor proporción por oxigeno; a veces presentan a fosforo y nitrógeno. Son insolubles en agua, pero solubles en benceno,éter,cloroformo y otros solventes orgánicos.Ejemplo: aceites,grasas,ceras,etc. ÁCIDOS GRASOS Son los constituyentes principales de los lípidos. Están formados por una larga cadena hidrocarbonada y un grupo carboxilo terminal. Clasificación de los lípidos Se dividen en: A. Lípidos comunes A.1) triglicéridos: Constituyen grasas animales. Están compuestos por:1 molécula de glicerol y 3 ácidos grasos 5 BIOLOGÍA 228 4.o año LÍPIDOS A.2) ceras: Están compuestas por: 1 ácido graso + 1 alcohol – La cera de abejas es el palmitato de miricilo: O || CH3 ( CH2 )28 CH2 — O — C ( CH2 )14 CH3 alcohol – – Son insolubles en agua,blandas en caliente y duras en frio. como son impermeables al agua,sirven de cubierta protectora de la piel,pelos plumas de aves donde evita la entrada de agua y en hojas y frutos donde evita la perdida de agua. B. Lípidos complejos Son lípidos simples (comunes) que contienen elementos adicionales como fósforo, azúcares, etc. Los más importantes son los fosfolípidos. Fosfolípidos: Los fosfolípidos son antipáticos, es decir, tienen una zona polar hidrófila, constituida por el fosfato, y una zona apolar hidrófila, constituida por los ácidos grasos. Gracias a esta propiedad pueden formar bicapas como la membrana celular. H3C H O O O O H3C P O 3 O C. Lípidos CH derivados O+ + H C 3 N Su estructura es completamente difeEsteroides: H3C rente a las dos anteriores todos los esteroides son derivados del ciclopentano perhidrofenantreno Ejemplo: colesterol H CH3 CH3 CH CH3 CH2 CH2 C CH3 CH2 CH3 HO Lectura: El perfíl lipídico Es un grupo de exámenes que se ordenan en conjunto para determinar el riesgo de enfermedades cardíacas de origen coronario que pueda tener un individuo. Estos exámenes, generalmente, miden triglicéridos, colesterol y glucosa. Los triglicéridos son la forma principal de las grasas que circulan en el torrente sanguíneo. La mayoría de las grasas de tu cuerpo tienen esta forma. Los triglicéridos se derivan de dos fuentes: de la comida ingerida, principalmente azúcar, productos derivados de los derivados de los animales y grasas saturadas y del hígado en sí mismo. El colesterol es también grasa, principalmente producida por tu hígado y por las comidas ingeridas, que en el torrente sanguíneo son transportadas por distintas proteínas, plasmáticas, por lo que se les denomina, según el transportador (si es de alta o baja densidad) de tres formas: VLDL, LDL y HDL. Los niveles de glucosa (azúcar) en la sangre, generalmente, también se miden en un perfil lipídico, debido a su estrecha relación con la producción de nuevos triglicéridos en las vías de síntesis en el hígado. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Qué miden los exámenes para determinar el riesgo de enfermedades cardíacas? _______________________________________ _______________________________________ 2. ¿Qué son el VLDL, LDL y el HDL? _______________________________________ _______________________________________ Trabajando en clase 1. Escribe tres funciones de los lípidos _______________________________________ _______________________________________ 2. Completa: Lípidos: _______________________________ _____________________________________ Definición: ____________________________ _____________________________________ Unidad: _______________________________ 229 4. Describe un fosfolípido: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ 5. Un lípido simple está constituido por glicerol + _____________________________________ El colesterol es el principal esteroide precursor: hormonas sexuales, ácidos biliares y vitamina D. BIOLOGÍA 5 4.o año LÍPIDOS Glucohípidos ( ) Los lípidos se forman por reacciones de condensación. ( ) Los lípidos son para reserva. ( ) Algunos lípidos son vitaminas. a) FVVF b) VVFF c) VVVV d) FFFV e) VFFF 5. La maltosa es un disacárido formado por: a) glucosa + fructosa b) glucosa + glicerina c) galactosa + glucosa d) galactosa + galactosa e) glucosa + glucosa VERIFICANDO EN CLASE 1. ¿Cuál de las siguientes moléculas no es un lípido? a) Ácidos grasos b) Colesterol c) Ácidos nucleicos d) Triglicéridos e) Esteroides 6. Son elementos que componen a los lípidos: a) H2O, O2 y CO2 b) ADN y ARN c) Glúcidos y lípidos d) Ne, Ar, Xe y He e) C, H, O 7. ¿Cuál de las siguientes moléculas no cumple la función estructural? a) celulosa b) fosfolípido c) almidón d) quitina e) queratina 2. Precursor de los pigmentos biliares, vitamina D y hormonas sexuales. a) colesterol b) egosterol c) coprosterol d) lecitina e) esfingomielina 8. Son lípidos que constituyen la membrana celular: a) grasas b) ceras c) aceites d) fosfolípidos e) estrógenos 3. Molécula que sirve para almacenar energía en el ser humano. a) Almidón b) DNA c) Celulosa d) Triglicéridos e) Enzimas 9. El oso polar puede resistir las bajas temperaturas del ambiente donde vive, porque almacena una gran cantidad de _________. a) sebos b) ceras c) aceites d) fosfolípidos e) esteroides 4. Escribe V o F según corresponda y marca la secuencia correcta: ( ) Todos los lípidos poseen oxígeno en su composición. 10. Moléculas que aportan mayor energía en la dieta. a) proteínas b) lípidos c) vitaminas d) glúcidos e) celulosa 5 BIOLOGÍA 230 6 Proteínas DEFINICIÓN Son macromoléculas cuarternarias formadas por C, H, O, N. Además pueden contener S, P, Fe, entre otros. Las proteínas están constituidas por unidades llamadas aminoácidos y son las biomoléculas más abundantes de la célula. Unidad: Aminoácido: son moléculas compuestas de hidrógeno y carbono que tienen en sus extremos amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH). Además presentan un grupo lateral llamado grupo R. GRUPO AMINO H H 2N C R GRUPO CARBOXILO O C OH La cadena lateral es distinta en cada aminoácido y determina sus propiedades químicas y biológicas. Se les considera moléculas anfóteras debido a que son ácidos y bases a la vez. De los veinte aminoácidos existentes, algunos son esenciales para la nutrición humana, porque no son sintetizados por nuestro metabolismo. Conjunto básico de veinte aminoácidos Esenciales No esenciales Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptófano Valina Histidina Arginina Alanina Tirosina Aspartato Cisteína Glutamato Glutamina Glicina Prolina Serina Asparagina Enlace: El enlace entre los aminoácidos es el enlace peptídico y une un grupo amino y un grupo carboxilo, al darse este enlace se forma una molécula de agua. 231 BIOLOGÍA 6 4.o año PROTEÍNAS Monómeros aa aa aa ENLACE PEPTÍDICO aa aa aa POLÍMERO H H N Grupo amino R C H C O Aminoácido (aa) R=H Glicina R=CH Alanina OH Grupo carboxilo Niveles estructurales de las proteínas Estructura primaria de las proteínas Es la secuencia de aminoácidos de la cadena peptídica. Estructura secundaria de las proteínas Se debe a la formación de puentes de hidrógeno entre restos amino y caboxilo de residuos de aminoácidos no adyacentes en la cadena. Estructura terciaria de las proteínas Ocurre cuando se atraen distintas regiones de estructuras secundaria. Estructura cuaternaria de las proteínas Se debe a que la proteína consta de más de una cadena polipeptídica. Clasificación Según su estructura: a) Heteroproteínas: formadas por una fracción de proteínas y una fracción no proteica llamada grupo protético. Anticuerpos Glucoproteínas Lipoproteínas Hemoproteínas Metaloproteínas Fosfoproteínas 6 BIOLOGÍA Interferones Ribonucleasas Hormonas LH HDL LDL Hemoglobina Citocromos Mioglobina Hemocianina Caseína, vitelina 232 4.o año PROTEÍNAS b) Holoproteínas: Formadas solamente por aminoácidos. Globulares Prolaminas Colágenos Gluteínas Queratinas Albúminas Elastinas Hormonas Enzimas Fibrosas RETROALIMENTACIÓN 1. Es la unidad de las proteínas: __________________________________________________________ 2. Es el enlace de las proteínas: ___________________________________________________________ 3. Señala las funciones de las proteínas. 4. ¿Cuántos enlaces peptídicos presenta un pentapeptido? _________________________________________________________________________________ Lectura: Desnutrición proteíca El Kwashiorkor es más común en áreas donde hay pobreza, un suministro limitado de alimentos y bajos niveles de educación, que conducen la falta de conocimineto sobre la dieta adecuada que se debe recibir. Los primeros síntomas de cualquier tipo de desnutrición son muy generales: incluyen fatiga, irritabilidad y letargo. 233 A medida que continúa la falta de proteínas, se observa un retraso en el crecimiento, pérdida de la masa muscular, inflamación genrealizado y disminución de la inmunidad. Los enfermos de Kwashiorkor, comúnmente, presentan un vientre grande y protuberante, dermatitis, cambios de pigmentación en la piel, debilitamiento del cabello y vitiligo. BIOLOGÍA 6 4.o año El choque y el coma preceden a la muerte. Es una enfermedad típica de los países pobres, que úede observarse durante epocas de sequía e inestabilidad política. Sin embargo, de acuerdo con un cálculo gubernamental, se estima que cerca de un 50% de las personas de edad avanzada que viven en casas de reposo en los Estados Unidos sufren de desnutrición proteíco–calórica. El incremento del consumo de calorías y proteínas puede corregir el Kwashiorkor, simepre que el tratamiento no se inicie demasiado tarde. No obstante, nunca se alcanza todo el potencial de estatua y crecimiento en niños que han tenido esta enfermedad. Un caso grave de Kwashiorkor puede dejar a un niño con discapacitados mentales y físicos permanentes. Existe evidencia estadística que indica que una desnutrición en los primeros años de vida disminuye de forma permanente, el CI (coeficiente de PROTEÍNAS inteligencia). Los factores de riesgo son: vivir en países pobres, países con disturbios políticos y países afectados por desastres naturales y frecuentes como la sequia. Estas condiciones son directa o indrectamente responsables de la carencia de alimentos, que conduce a la desnutrición. Responde las siguientes preguntas: 1. ¿Cuáles son los principales síntomas de cualquier desnutrición? _______________________________________ _______________________________________ 2. A medida que existe una desnutrición proteíca, ¿qué características presenta el humano? _______________________________________ _______________________________________ Trabajando en clase 1. El monómero estructural de las proteínas es el (son las) enlace covalente que une a estos se le denomina _____. a) aminoácidos - peptídico b) ácido graso - éster c) nucleósido - fosfodiéster d) nucleótido - fosfodiéster e) monosacárido – glucosídico 2. Proteína que se encuentra en la uña, piel, plumas de aves, pelo, cuernos, garras. a) quitina b) oseína c) queratina d) fibrina e) fibroína 3. Proteína que participa en la movilidad del cuerpo a) colágeno b) queratina c) actina d) albúmina e) caseína 6. Proteínas conjugadas resultantes de la unión con un carbohidrato. a) glucoproteína b) nucleoproteina c) lipoproteina d) fosfoproteina e) ferroproteina 7. Señala el compuesto que presenta enlace peptídico: a) maltosa b) sacarosa c) almidón d) glucógeno e) proteína 8. Los anticuerpos son compuestos que pertenecen al grupo de _______. a) los glúcidos b) los lípidos c) los lipoproteínas d) las proteínas e) las enzimas 4. Señala la proposición falsa sobre las proteínas a) algunas son anticuerpos b) presentan enlaces peptídicos c) algunas hormonas son proteínas d) los aminoácidos son sus unidades e) almacenan energía de forma prolongada 9. ¿Cuál de los siguientes compuestos carece de aminoácidos? a) albúmina b) queratina c) colágeno d) glucógeno e) mioglobina 5. Proteína de reserva energética que se encuentra en la leche. a) colágeno b) queratina c) actina d) caseína e) elastina 10. Proteínas que aceleran una reacción química y son específicas para su sistrato a) albúminas b) colágenos c) casínas d) nucleoproteínas e) enzimas 6 BIOLOGÍA 234 7 Ácidos Nucleicos DEFINICIÓN Rol biológico • 5 4C Ácido fosfórico 3 Fosfato OH HOCH 2 O H H C3 C2 • 4C H H OH H H C3 C2 C1 H OH H En el DNA Fosfato Inorgánico: Le da el carácter ácido y la basofilia a los ácidos nucleicos. La basofilia es la propiedad que tienen los ácidos nucleicos de unirse a colorantes básicos. Ácidos fosfóricos: H3PO4 2 OH | O= P − OH | OH + Nucleósido Nucleótido Bases nitrogenadas Pueden ser: • Purínicas: Si se derivan de la purina Están formadas por dos anillos heterocíclicos. Son: Adenina………….. A Guanina……….…. G • C1 OH OH En el RNA 1 Azúcar pentosa 4 H Base nitrogenada 5 O 5 HOCH 2 O Se llaman así porque fueron encontradas por primera vez en el núcleo celular, de células de pus. Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la unión de C, H, O, N, P. Están constituidas por unidades llamadas nucleótidos, que se unen mediante enlace fosfodiéster. P DESOXIRRIBOSA RIBOSA – Guardan información hereditaria. – Son base de la expresión genética. – El cambio en su estructura permite la evolución. Unidad nucleótido, formado por: Purínicas Pirimidínicas AG C T U Azúcar pentosa • Enlace Fosfodiéster: Enlace que une a nucleótidos adyacentes O 5 H2C 4 Base 1 H H HH 3 2 O O -O P O O O H2C 5 Pirimidínicas: Si de derivan de la pirimidina Están formadas por un anillo heterocíclico. Son: Citosina………….. C Uracilo...………… U Timina…………... T 4 Enlace fosfodiéster 235 HH 3 Nucleótidos Base HH 1 2 H BIOLOGÍA 7 4.o año ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son de dos tipos: 1. Ácidos desoxirribonucleico (ADN o DNA) Formado por dos cadenas de desoxirribonucleótidos colocadas paralelamente y que se mantienen unidad por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Esta doble cadena se tuerce sobre sí misma formando una hélice. El ADN es la molécula que porta la información genética; es decir, contiene todas las instrucciones para realizar todos los procesos y construir todas las estructuras de un ser vivo. Sus nucleótidos presentan las siguientes características en su constitución: – pentosa: desoxirribosa – ácido fosfórico – bases nitrogenadas Adenina, Guanina, citosina, Timina 1. Ácido _________________ ______________________ ______________________ ______________________ 2. Ácido _________________ ______________________ ______________________ ______________________ 2. Ácido ribonucleico (ARN o RNA) Compuesto por una cadena de ribonucleótidos. Cumple funciones diversas en las síntesis de proteínas. Sus nucleótidos presentan las siguientes características en su constitución: – pentosa (monosacárido): ribosa – ácido fosfórico – base nitrogenada Adenina, guanina, citosina, uracilo Se conocen tres tipos de ARN y los tres trabajan para sintetizar las proteínas, sin embargo cada tipo cumple una función muy particular. 2.1 ARN mensajero (ARNm) Se fabrican a modo de copia de algún segmento del ADN, de forma que transporta en él información genética del núcleo hacia el citoplasma. El proceso del ADN se llama transcripción. El ARNm luego es “leído” por los ribosomas para sintetizar las proteínas. 2.2 ARN de transferencia (ARNt) Transporta los aminoácidos hacia el ribosoma para la síntesis de proteínas. Existe por lo menos un ARNt para cada uno de los aminoácidos de nuestras proteínas. 2.3 ARN ribosómico (ARNr) Se asocia con proteínas para la constitución de los ribosomas, a estos llega el ARNm para ser “leído”. A este proceso se le llama traducción. 7 BIOLOGÍA 236 4.o año ÁCIDOS NUCLEICOS Trabajando en clase Biomoléculas ADN características Número de cadenas 2 polinucleótidos Bases nitrogenadas Pentosa Ubicación Mitocondria: Virus Función Ribosa Citoplasma: Virus Cloroplasto Contiene el programa genético de los seres vivos Replicación del _______o autoduplicación Origen Trascripción Lectura RETROALIMENTACIÓN 1. Según la figura, señala las partes del nucleótido: 2. Según el gráfico del ADN, completa la siguiente cadena complementaria: ARN A G G A C C A A T A T 3. ¿Qué es la cromatina? _______________________________________ _______________________________________ 237 Enzimas de la replicación del ADN La replicación se puede considerar como aquel proceso celular que se encarga de la producción de nuevas cadeas de ADN a partir de una cadena de ADN madre. Las nuevas hebras obtenidas se denominarán ADN hijas, las cuales formarán parte de nuevas células que nacerán posteriormente. La célula utiliza una extensa variedad de enzimas de replicación que están involucradas en este proceso: ADN polimerasa I: Esta enzima cuenta con tres actividades. Tiene actividad polimerasa, da síntesis en dirección 5’ → 3’. Una actividad exonucleasa, remoción de nucleótidos erróneos o revisora. Y, finalmente, una actividad endonucleasa, que a partir de un nick (rompimiento del enlace entre dos nucleótidos vecinos) vuelve a sintetizar una porción de ADN, removiendo la ya coexistente. ADN polimerasa II: Con actividad exonucleasa 3’ → 5’, está involucrada en procesos de reparación de ADN. ADN polimerasa III: Esta es la enzima que realiza el proceso replicativo, su función es la síntesis de cadena discontinua de ADN, también cuenta con actividad revisora, 3’ → 5’ exonucleasa. ADN topoisomerasa encargado de desempaquetar el ADN. En eucariotes, el ADN se encuentra unido a proteínas y sufre procesos de enrollamiento que lo hacen inaccesible para la ADN polimerasa. Por esta razón, esta enzima desenrrollada corta y liga formando así la horquilla de replicación. Primasa, enzima encargada de la síntesis de los primers colaboradores (secuencias de riborucleóticdos que marcan el punto de origen en la replicación) para la síntesis de ADN. ADN helicasa, esta enzima esta encargada de separar BIOLOGÍA 7 4.o año la doble hebra, de forma que se puedan formar los cebadores y luego se lleva a cabo la replicación. ADN ligasa, esta enzima une los fragmentos de OKASHA (primers + porciones de ADN) o aquellas zonas de la cadena discontinua del ADN, realizando la polimerización de enlaces fosfodiéster. Responde a las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es la función del ADN polimerasa II en la replicación? _______________________________________ _______________________________________ 2. ¿Cuál es la función el ADN topoisomerasa? _______________________________________ _______________________________________ VERIFICANDO 1. Marca la alternativa correcta respecto a los nucleótidos. a) Están ausentes en las células eucariotas. b) Son tres: ADN, ARN, ATP. c) Están localizados en la cresta mitocondrial. d) Proporcionan energía en el metabolismo celular. e) Están formados por una base nitrogenada, azúcar, pentosa y un grupo fosfato. 2. Las bases púricas de los ácidos nucleótidos son: a) Adenina y timina b) Adenina y guanina c) Timina y uracilo d) Citosina y adenina e) Adenina y uracilo 3. Es el ácido ribonucleico (ARN) las bases complementarias son _____. a) guanina – citosina, adenina – uracilo b) guanina – uracilo, adenina - citosina c) guanina – citosina, adenina - timina d) guanina – adenina, citosina - uracilo e) guanina – timina, adenina – uracilo 4. Sobre el enlace fosfodiéster, escribe V o F y marca la secuencia correcta. ( ) Une la adenina con la timina ( ) Relaciona a dos hexosas ( ) Solamente está en la estructura del ADN ( ) Une el grupo OH 5´ con el grupo OH 3´ de nucleótidos consecutivos. 7 BIOLOGÍA ÁCIDOS NUCLEICOS a) VFVF d) FFVV b) FFFV e) FVVF c) VFFV 5. Con respecto al ARN, escribe V o F luego conoce la secuencia correcta. ( ) Se le encuentra en cloroplastos y mitocondrias ( ) La ribosa está unida a la timina ( ) Es el intermediario en el flujo de la información ( ) Solo se localiza en el núcleo celular a) FFVF b) VVFV c) VFVF d) FFVV e) VFVV 6. Marca lo correcto con respecto a los ácidos nucleicos: a) Secuencia de nucleósido b) Solo está en el núcleo c) Si se une a una proteína forma una nucleoproteína d) Unidos por puentes de hidrógeno e) Compuestos hidrogenados complejos 7. En el ARN, las bases pirimidinas _________ y ___________ a) uracilo - guanina b) citosina - guanina c) adenina - timina d) uracilo - citosina e) guanina - adenina 8. En la estructura de los ácidos nucleicos, la ribosa no se une con _________. a) adenina b) citosina c) uracilo d) guanina e) timina 9. La base nitrogenada derivada de las pirimídinas se denomina: a) citosina b) adenosina c) guanosina d) nucleósido e) adenina 10. En relación a los ácidos nucleicos, escribe V o F y marca la secuencia correcta. ( ) Presentan azúcares hexosas ( ) Se disponen solamente en el núcleo celular ( ) La unidad monomérica es el nucleótido ( ) El ácido fosfórico le brinda la naturaleza ácida a) FVFV c) FVVF b) VFVF d) FFVV e) VFVF 238 8 Repaso Trabajando en clase 1. Nivel de organización en el que se encuentra un ser vivo unicelular y de estructura simple que puede vivir en colonias. a) supramolecular b) población c) organismo d) molecular e) celular 2. Son procesos anabólicos: I. Respiración II. Fotosíntesis III.Digestión a) I y II b) II y III d) I y III e) Solo II c) Solo I 3. El oligoelemento hierro actúa como _________. a) integrante de la hormona tiroidea b) parte la estructura de la vitamina B12 c) Constituyente de la hemoglobina d) parte de la clorofila e) constituyente de la hemocianina 4. Sustancias que mantienen constante o en equilibrio el pH. a) Lípidos o grasas b) Iones o electrolitos c) Almidones o azúcares d) Tampones o buffers e) Glúcidos o carbohidratos 5. Coloca V o F y marca la secuencia correcta: ( ) El adulto contiene más agua que el feto. ( ) La semilla tiene más agua que el fruto. ( ) La malagua tiene menos agua que el hombre. a) FVV b) VVF c) FVF d) VVV e) FFF 6. Son algunos tampones importantes: a) Proteínas y sales b) Hormonas y vitaminas c) Esteroides y ácidos nucleicos d) Almidones y celulosa e) Ácido graso y glicero 239 7. Elemento que se halla en mayor cantidad en los organismos: a) Hidrógeno b) Oxígeno c) Carbono d) Nitrógeno e) Calcio 8. La respuesta de algunos vegetales a la posición del sol, corresponde a una característica de los seres vivos denominada: a) Adaptación b) Crecimiento c) Metabolismo d) Irritabilidad e) Homeostasis 9. Relaciona las columnas: I. Irritabilidad II. Homeostasis III. Metabolismo IV. Reproducción a. Reacciones químicas que ocurren en el organismo. b. Capacidad de originar nuevos individuos de la misma especie c. Capacidad de responder a los estímulos d. Permite mantener condiciones internas estables. a) 1b, 2d, 3a, 4c b) 1b, 2a, 3d, 4c c) 1c, 2d, 3a, 4b d) 1c, 2a, 3d, 4b e) 1a, 2c, 3d, 4b 10. Un ser vivo es capaz de _____ para originar nuevos individuos de la misma especie. a) moverse b) crecer c) reproducirse d) adaptarse e) organizarse 11. El dióxido de carbono y el agua corresponden al nivel de organización ___________. a) celular b) macromolecular c) atómico d) molecular e) supramolecular BIOLOGÍA 8 4.o año REPASO 12. Nivel de organización que comparten un glóbulo rojo y una levadura. a) población b) celular c) organismo d) ecosistema e) comunidad 13. Son lípidos que constituyen la membrana celular: a) grasas b) ceras c) aceites d) fotolípidos e) estrógenos 14. Lípidos que intervienen en la coagulación de la sangre. a) terpenos b) esteroides c) prostaglandinas d) aciglicéridos e) glicéridos 17. Son los bioelementos más importantes constituyen más del 96% de la masa de la mayor parte de los organismos: a) C, H, O, P b) C, H, N, P c) C, H, O, N d) C, O, Ca, N e) C, H, O, Ca 18. El agua forma disolución molecular con la glucosa porque ________. a) la separa en sus iones componentes b) su densidad es menor c) forma puentes de hidrógeno con los grupos OH d) tiene pH neutro e) no se evapora rápidamente, facilitando la difusión 15. Las proteínas conjugadas resultantes de la unión con un carbohidrato se llama __________. a) glucoproteína b) nucleoproteína c) lipoproteína d) fosfoproteína e) ferroproteína 19. La triosa y la pentosa, respectivamente están representadas por _______. a) eritrosa y fructosa b) gliceraldehído y ribulosa c) xilosa y manosa d) dihidroxiacetona y glucosa e) manosa y ribosa 16. Señala el compuesto que no presenta enlaces glucosídicos: a) Maltosa b) Sacarosa c) Almidón d) Glucógeno e) Proteína 20. Los glúcidos se sintetizan en organismos autótrofos como las plantas a partir de ________. b) CO2 a) CO, H2O c) H2O y CO2 d) CO y H2O2 e) O2 y H2O Bibliografía 1. 2. 3. 4. 5. 8 Solomon, E.P. Berg, Biología, Madrid: McGrau-Hill 1993. Ville, Claude Alvin, Biología; México O.F. I beroamericana 1997. Audesk, Audesk, Biología, Madrid, Prince Hall 2001. Lehninger, Albert: principios de bioquímica, madrid omega, madrid omega, 1992. BIOLOGÍA 240 Biología 1 Dogma central de la biología molecular Definición: Son un conjunto de procesos por los que se transmite la información que está contenida en los genes de cada uno de los cromosomas. Se clasifican en las siguientes etapas: Transcripción: El ADN delega su información al ARN (síntesis de ARNm) para que se puedan crear proteínas. Todo esto con la participación de algunas enzimas como el ARN-polimerasa, (que transcribe al ADN) . Replicación: Consiste en la duplicación del ADN (crear una copia idéntica: clones), utilizando enzimas como la helicasa (rompe los puentes de hidrógeno), ADN-polimerasa (enzima que sintetiza nueva cadena de ADN), ligasa (enzima que une los fragmentos de Okasaki). Traducción: Es la interpretación del ARNm para la síntesis de la respectiva proteína, en el citoplasma de la célula, aquí participan los ribosomas. Propuesta inicial de Crick (1970) Replicación ADN Replicación Transcripción ARN Introducción: Toda célula cumple un ciclo de vida llamado ciclo celular, que es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas, en periodos que son G1-S-G2 y M (M=mitosis). Si una célula se divide naturalmente por mitosis, debe de repartir su material genético (información que se hereda) de manera exacta; es decir, replicando o «copiando» fielmente una hebra de ADN; «molde» para sintetizar o crear otra hebra ADN «hija» igual a la anterior. Esta replicación del ADN ocurre en el periodo S del ciclo celular dentro del núcleo y se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide. 4.° año Traducción Proteína 1. Definición Es el proceso por el cual el ADN da origen a otro ADN en el núcleo celular. Que ocurre en el periodo S de la interfase. 2. Características 213 Semidiscontinua: Se denomina así, porque una hebra nueva «hija» se sintetiza de manera continua, de 5’ a 3’ (cadena directriz), y la otra se sintetiza de manera discontinua, de 5’ a 3’ (cadena rezagada). Semiconservativa: Se denomina así, porque al final de los nuevos ADN formados llevan o conservan una cadena antigua y la otra cadena es nueva. BIOLOGÍA 1 DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR 3. Etapas de la replicación La replicación de ADN se inicia cuando las enzimas separan la doble hélice de ADN parental, formando la horquilla de replicación, de tal manera que las bases de las dos cadenas de ADN ya no forman pares de bases entre sí. A. Iniciación nitrogenadas, elongando la cadena en sentido de 5’ a 3’ y formándose la cadena directriz. Los nucleótidos del ADN ingresan como desoxiribonucleósido trifosfatafo (dATP, dCTP, dTTP), para utilizar la energía de los dos enlaces de alta energía que están entre grupos fosfatos. Al final, el ADN polimerasa III pasa a la otra hebra del ADN, para que lea de 3’ a 5’ y se forme la cadena directriz de 5’a 3’. 1. Topoisomerasa Enzima que desenrolla la cadena de ADN. 2. ADN helicasa Enzima que rompe los puentes de hidrógeno, desenrollándolos en dos cadenas antiparalelas. 2. Proteínas estabilizadoras 3. Proteínas desestabilizadoras (SSB) Son proteínas que se colocan en la horquilla de replicación, después que sale el ADN helicasa, para evitar que las cadenas se vuelvan a enrollar. 4. Primasa Se coloca a continuación el fragmento de Okasaki para estabilizarlo. Se van formando varios fragmentos de Okazaki, hasta sintetizarse toda la cadena rezagada, que se caracteriza por ser discontinua. Enzima encargada de la síntesis de los primeros cebadores (secuencias de ribonucleótidos que marcan el punto de origen en la replicación) para la síntesis de ADN. Recuerda B. Elongación 1. ADN polimerasa III También llamado polimerasa-C, es una enzima que se encarga de colocar los demás desoxirribonucleótidos por complementariedad de bases 1 BIOLOGÍA 214 El ADN es una doble cadena antiparalela de nucleótidos, que se enrollan en hélice. 4.° año DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR C. Terminación 1. ADN polimerasa I 2. ADN ligasa También llamado ADN polimerasa-A, es una exonucleasa que actúa en la cadena (cadena discontinua), sacando los primers y reparando el espacio dejado por estos, para que la cadena rezagada quede de forma continua, con sentido 5’ a 3’. 4.° año 215 Es una enzima que une los fragmentos de Okasaki o aquellas zonas de la cadena discontinua de ADN, realizando la polimerización de enlaces fosfodiéster. BIOLOGÍA 1 DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Retroalimentación 1. Es la enzima que elonga la cadena de ADN: ________________. 3. La replicación del ADN es ________________ y _________________ 2. La ____________ es la enzima que une los fragmentos de Okazaki. 4. Es la enzima que desenrolla la cadena de ADN: __________________ Trabajando en clase ZZ Coloca debajo de cada etapa de la recopilación los «componentes» que intervienen. Recopilación B. Elongación YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ A. Iniciación YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ C. Terminación YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ YY ___ ______________ 1 BIOLOGÍA 216 4.° año DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Verificando el aprendizaje 1. El proceso de replicación del ADN: a) Es unidireccional en todas las células, pero solo posee múltiples sitios de origen en eucariotas b) Es unidireccional solo en eucariotas, pero posee múltiples sitios de origen en procariotas c) Tanto en procariotas como en eucariotas es unidireccional y posee un sitio de origen d) Es tridireccional solo en eucariotas y posee un solo sitio de origen en todos los tipos celulares e) Es bidireccional y semiconservativo 2. Durante la replicación del ADN, la existencia de una cadena adelantada y una retrasada es ocasionada porque ____________. a) la replicación es bidireccional b) el ADN polimerasa solo sintetiza en dirección 5’- 3’ c) la replicación es semiconservativa d) el ARN primasa debe sintetizar al ARN cebador e) la replicación es conservativa 3. ¿Cuál de los siguientes procesos metabólicos ocurre en el núcleo de una célula animal? a) Traducción b) Síntesis de proteínas c) Replicación d) Maduración del ARNm e) Todas las anteriores 4. La ausencia de la enzima ADN ligasa afecta: a) El proceso de transcripción b) El apareamiento de bases complementarias c) La ruptura de los puentes de hidrógeno d) La unión de los fragmentos de Okasaki e) La traducción 5. Durante la duplicación del ADN: a) Se encuentran cebadores en la hebra retrasada pero no en la líder b) Se encuentra mayor cantidad de cebadores en la hebra líder que en la retrasada c) Se encuentra menor cantidad de cebadores en la hebra líder que en la retrasada d) Se encuentra cebadores en la hebra líder pero no en la retrasada e) N. A. 4.° año 6. Si se inhibe a la topoisomerasa, se afectará: a) La separación de los puentes de hidrógeno entre las bases de ADN b) La unión de los fragmentos de Okazaki c) El desenrrollamiento del ADN d) La síntesis del primer e) A los cebadores 7. La helicasa abre la cadena de ADN: a) Rompiendo los enlaces débiles entre las bases nitrogenadas b) Rompiendo los enlaces covalentes entre las bases nitrogenadas c) Al mismo tiempo que disminuye la torsión entre las cadenas d) Al mismo tiempo que se liga a ambas hebras impidiendo que se unan e) Rompiendo el enlace fosfodiéster 8. Las ligasas: a) Reemplazan al cebador por ADN, y luego lo unen a la cadena de ADN contigua b) Unen las cadenas nuevas de ADN de la hebra rezagada c) Unen los fragmentos de Okasaki d) Eliminan los cebadores e) Rompen los puentes de hidrógeno 9. Durante la duplicación del ADN, todos los segmentos de ARN (primers o cebadores): a) Corresponden a cebadores sintetizados por la ARNpol I b) Son el punto de inicio de la replicación c) Son los llamados fragmentos de Okasaki d) Se encuentran únicamente en la cadena nueva de la molécula de ADN hija e) Permanecen en las nuevas cadenas de ADN 10. El ADN cumple el rol de molde en la _____. a) transcripción y en la traducción b) transcripción y en la duplicación c) transcripción únicamente d) transcripción, la traducción y la duplicación 217 BIOLOGÍA 1 2 Expresión genética Para la biosíntesis de proteínas, que es un proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas, se distinguen dos etapas; una de ellas es la transcripción «copia» de la información del ADN hacia el ARN mensajero y la otra es la traducción del ARN mensajero, mediante el cual los aminoácidos del polipéptido («futura proteína») son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN. Se realiza en procariotas como en eucariotas. Célula procariota Debido a que no hay núcleo que separe los procesos de transcripción y traducción, al mismo tiempo que los genes son transcritos, son inmediatamente traducidos. Célula eucariota La transcripción y síntesis de proteínas están espacial y temporalmente separadas en las células en eucarióticas; esto es, porque la transcripción se lleva a cabo en el núcleo y produce una molécula de Pre-ARNm (ARN heterogéneo nuclear) que es procesado para producir el ARNm maduro, el cual sale del núcleo y es traducido en el citoplasma. LA TRANSCRIPCIÓN DEL ADN Es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la síntesis del ARN mensajero, para codificar una secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios. En el caso de las eucariotas, el proceso se realiza en el núcleo y la cadena resultante de ARNm sale al citoplasma por los poros nucleares de la carioteca, para luego dar inicio a la traducción. Se distinguen las siguientes etapas: A. Iniciación Se desenrolla la hebra de ADN por acción de una enzima desenrolladora. La ARN polimerasa se une a una secuencia del ADN molde, llamada promotor, rica en secuencias de A=T, por lo que se le conoce como «caja TATA». 2 BIOLOGÍA 218 4.° año EXPRESIÓN GENÉTICA La síntesis de ARN se da en el sentido 5’ a 3’. El primer nucleótido mantiene sus enlaces de tres fosfatos para así servir de marcador de inicio de la cadena. 4.° año 219 BIOLOGÍA 2 EXPRESIÓN GENÉTICA B. Elongación Se produce la adición de los nucleosidos trifosfatados (ATP, CTP,GTP Y UTP) con bases nitrogenadas complementarias a la del molde del ADN por parte de la ARN-polimerasa. Si el molde presenta una secuencia de bases CGCTA, ARN-polimerasa, adicionará una cadena complementaria de GCGAU. ARN-polimerasa (se le adiciona una proteína de reconocimiento). Luego el ARN se separa del ADN debido a que las interacciones entre adenina y uracilo (A=U) son muy inestables. D. Maduración C. Terminación El termino de la transcripción se marca en una región de la hebra molde del ADN, rica en guanina (G) y citosina (C), reconocidas por la El ARN obtenido es el ARNhn, una copia fiel del ADN en bases complementarias. Se procede a extraer secuencias no codificantes, que se denominan intrones, y se deja solo aquellas que sí codifican información útil, conocidas como exones. El producto final es el ARN mensajero (ARNm) LA TRADUCCIÓN DEL ADN Es el proceso que se da en los ribosomas del citoplasma, con la finalidad de obtener cadenas de aminoácidos que conduzcan a la formación de proteínas. Se distinguen las siguientes etapas: 1. Activación Primera etapa de la traducción y la única que solo se realiza en el citosol. Los 20 distintos aminoácidos se enlazan con sus correspondientes ARNt por la acción de la enzima Aminoacil-ARNt sintetasa. La reacción es una esterificación y se requiere la energía proveniente del ATP y Mg+2 como activador enzimático. aminoacil-ARNt+AMP+PPi Aminoacidos+ARNt+ATP 2. Iniciación Consiste en la formación del complejo: subunidadmenor–ARNm-ARNt-metionina, llamado complejo de iniciación y la activación del ribosoma. El complejo de iniciación se forma de la siguiente manera: a. La subunidad menor del ribosoma se une al factor de iniciación 3(IF-3) b. El ARNm que lleva una señal de inicio AUG se acopla a la subunidad ribosómica menor. c. Se activa el ribosoma acoplándose la unidad mayor. 2 BIOLOGÍA 220 4.° año EXPRESIÓN GENÉTICA 3. Elongación Se da el crecimiento de la cadena de polipéptidos debido a la adición de aminoácidos. Luego se forman los enlaces peptídicos por la peptidil transferesa, el proceso requiere de GTP para poder obtener energía. 4. Terminacion El ribosoma lee la señal de alto (UAG en eucariotas) y se procede a la liberación de la cadena polipeptídica terminada. CÓDIGO GENÉTICO Han sido descifrados los 64 codones (ver tabla). Sesenta y un tripletes corresponden a aminoácidos particulares, mientras que tres son clave para la terminación de la cadena. El código es muy degenerado. Dicho en otras palabras, muchos aminoácidos están codificados por más de un triplete. Solamente el triptófano y la metionina están codificados por un solo triplete. Los otros 18 aminoácidos vienen codificados por dos o más tripletes. De hecho, la leucina, arginina y serina son especificadas por seis codones cada una. El número de codones para un aminoácido determinado está correlacionado con su frecuencia de aparición en las proteínas. Tabla 10-3 El código genético (codones de RNAm) Segunda base C U C A G Fenilalania (Phe) Fenilalania Leucina Leucina (Leu) Leucina (Leu) Leucina Leucina Leucina Isoleucina (Ile) Isoleucina Isoleucina Metionina (Met) Valina (Val) Valina Valina Valina UCU UUC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG Serina (Ser) Serina Serina Serina Prolina (Pro) Prolina Prolina Prolina Treonina (Thr) Treonina Treonina Treonia Alanina (Ala) Alanina Alanina Alanina UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG G Tirosina (Tyr) Tirosina Alto Alto Histidina (His) Histidina Glutamina (Glu) Glutamina Asparagina (Asn) Asparagina Lisina (Lys) Lisina Ácido aspártico (Asp) Ácido aspártico Ácido glutámico (Glu) Ácido glutámico UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG Cisteína (Cys) Cisteína Alto Triptófano (Trp) Arginina (Arg) Arginina Arginina Arginina Serina (Ser) Serina Arginina (Arg) Arginina Glicina (Gly) Glicina Glicina Glicina U C A G U C A G U C A G Tercera base Primera base U UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG A U C A G Nota: el código genético está compuesto por 61 codones con sentido y 3 de terminación. 4.° año 221 BIOLOGÍA 2 EXPRESIÓN GENÉTICA Retroalimentación 1. Proceso por el que un molde de ADN da origen a un ARNm: ____________________________________ ____________________________________ . 3. Son fases de la transcripción: ____________________________________ ____________________________________ y ____________________________________. 2. Proceso por el que el ARNm se transforma en proteínas: ____________________________________ ____________________________________ . 4. Son fases de la traducción: ____________________________________ ____________________________________ y ____________________________________. Trabajando en clase BIOGRAMA Completa el biograma con los términos correctos. 1. Etapa del dogma que consiste en la interpretación del ARMm para la síntesis de la respectiva proteína 2. Unidad estructural de los ácidos nucleicos. 3. Segunda etapa de la replicación. 4. Enzima que desenrrolla la cadena de ADN. 5. Enzima que sintetiza los primeros cebadores. 6. Procesos por los que fluye la información genética. 7. Proceso en el que la cadena de ADN se sintetiza en forma continua y discontinua. 8. Etapa final de la replicación. 9. Los ácidos nucleicos son: ______ y _____ 10. Las proteínas ________ se colocan a continuación de los fragmentos de Okasaki para estabilizarlo. 11. Etapa del dogma que delega su información al ARNm. 12. Enlace químico entre los nucleótidos. 13. Consiste en la duplicación del ADN, utilizando enzimas. 14. La replicación del ADN se realiza en _______ de la célula. 15. Enzima que une fragmentos de Okasaki. 16. Enzima que rompe los enlaces de hidrógeno del ADN durante la replicación. 17. Fragmentos de __________, que se forma en la cadena rezagada. 2 BIOLOGÍA 222 4.° año EXPRESIÓN GENÉTICA Verificando el aprendizaje 1. El promotor de un gen es una secuencia de nucleótidos que permite la unión ________. a) del ARN polimerasa al ADN b) del ADN polimerasa al ADN c) del ARNm al ribosoma d) del transcripto primario al espliceosoma e) del ADN y ARN 2. El código genético es universal porque _____. a) diferentes codones informan para el mismo aminoácido b) es el mismo en todos los seres vivos c) el codón de iniciación es AUG solo en eucariontes d) cada codón informa para un solo aminoácido e) se escribe en un mismo idioma 3. Durante la maduración de la transcripción: a) Se produce sobre los ARN transferencia b) Se eliminan intrones en los transcriptos primarios eucariontes c) Se eliminan exones y conserva intrones en eucariontes d) Se produce en el núcleo de las células e) Se produce sobre los primers 6. Para la síntesis de proteínas, se necesita: a) ARNm, aminoácidos, ribosomas, energía, ARNt, factores proteicos b) ARNm, ARNr, ARNt, energía, aminoácidos, factores proteicos c) ARNm, proteínas, energía, aminoácidos, ADN polimerasa, ARNt, ARNr d) ARN polimerasa, ARNr, ARNt, energía, aminoácidos, factores proteicos e) N. A. 7. Durante la transcripción, la energía necesaria para la síntesis de la cadena de ARN es aportada por ________. a) los ribonucleótidos trifosfatados b) la hebra molde c) los desoxirribonucleòtidos d) el GTP e) Todas las anteriores 8. Si se inhibe la peptidil transferasa, se verá afectado el proceso de _______. a) elongación b) aminoacilación c) transcripción d) iniciación de la síntesis de proteína e) la formación del ARNm 4. Principal enzima que participa en la transcripción: a) ARN polimerasa b) ADN polimerasa c) Topoisomerasa d) Helicasa e) Ligasa 9. Uno de los siguientes acontecimientos es característico del inicio de la traducción: a) La translocación del ribosoma completo b) El reconocimiento del codón AUG en el ARNm c) La participación de la enzima peptidil transferasa d) La disociación de las subunidades ribosómicas e) N. A. 5. Retrotranscripción es: a) Duplicación de ARN a partir de un molde de ARN b) Transcripción de ARN en ARN c) La acción de un virus de ADN que produce ARN d) La inserción de un elemento genético móvil en el genoma mediante transcripción e) La formación del ADN 10. Uno de los siguientes acontecimientos es característico de la elongación de la cadena polipeptídica: a) La participación de la enzima peptidil transferasa b) El reconocimiento del codón AUG en el ARNm c) El acoplamiento del ARNm a la subunidad menor del ribosoma d) El acoplamiento del ARNm a la subunidad mayor del ribosoma e) El reconocimiento del codón AUG en el ARNt 4.° año 223 BIOLOGÍA 2 3 Citología I I. Historia Ejemplos: cianobacterias, algas, vegetales, algunas bacterias y la babosa marina Elysia chlorotica (adulto) B. Células heterótrofas: Son aquellas que consumen los alimentos sintetizados por las autótrofas. Ejemplo: la mayoría de las bacterias, protozoarios, hongos y animales. C. Mixotrofas: Son aquellas que, de acuerdo con la circunstancia de su entorno, realizan la síntesis o consumo de alimentos. Ejemplos: euglena, plantas carnívoras. ZZ Robert Hooke, padre de la citología.Observó cé- lulas muertas en corcho (celdas) en 1665. ZZ Leewenhoeck: observó células vivas (animalícu- los). ZZ Dujardin: descubrió el citoplasma. ZZ Robert Brown: descubrió el núcleo en 1831. ZZ Schleiden y Schwann: propusieron la teoría celu- lar en 1838 y 1839. ZZ Virchow: dijo en 1859: «Omni céllula et céllula (toda célula proviene de otra célula)». ZZ Jonathan Singer y Garth Nicholson (1972) pro- ponen el modelo de mosaico fluido para la membrana celular ZZ Jens Skou: recibió el premio Nobel (1997) por descubrir la bomba de sodio-potasio en la década de los cincuenta. 2. De acuerdo con su evolución: A. Célula procariota También llamada procito (procarionte), no presenta carioteca (membrana nuclear) y solo se presenta en bacterias, cianobacterias, micoplasmas y arqueobacterias. Cuya pared celular contiene peptidoglucano, además de poseer mesosomas para la respiración celular y ribosoma 70S. B. Célula eucariota También llamada eucito, es la celula típica de los organismos pluricelulares y de algunos unicelulares. Como consecuencia de su elevado grado de diferenciación, posee gran numero de estructuras y orgánulos. II. Definición La célula es la mínima unidad anatómica, fisiológica, genética de los seres vivos. III. Clasificación 1. De acuerdo con su nutrición: A. Células autótrofas: Son aquellas que son capaces de sintetizar su propio alimento a partir de fuentes inorgánicas como el CO2. PROCARIÓTICAS ZZ Son las primeras células que aparecieron. ZZ No presentan carioteca y su ADN está en el citoplasma. ZZ ADN circular y desnudo(sin histonas) ZZ Presentan como orgánulo solo a riboso- mas (70s). ZZ Miden menos de 10 µm y cuando se jun- tan forman colonias. ZZ Se encuentra en los dominios: Dominio Bacteria ZZ Bacterias ZZ Cianobacterias Dominio Archaea ZZ Arqueobacterias 3 BIOLOGÍA EUCARIÓTICAS ZZ Provienen de algunas células procarióticas que evo- lucionaron. ZZ Presentan carioteca y su ADN está fundamental- mente dentro del núcleo. ZZ ADN alargado con histonas. ZZ Presentan a todas las organelas, incluyendo a los ri- bosomas. ZZ Miden más de 10 µm y cuando se juntan forman tejidos. ZZ Estas células hasta ahora existen: REINO PROTISTA: ZZ Algas ZZ Protozoarios REINO FUNGI ZZ Hongos 224 REINO PLANTAE ZZ Vegetales REINO ANIMALIA ZZ Animales 4.° año CITOLOGÍA I IV. Partes de una célula eucariota 1. Envoltura celular Glucocálix Envoltura de la célula animal, tiene como componentes a oligosacáridos, sus funciones son: YY Receptor de señales químicas YY Reconocimiento celular y adhesión celular Célula eucariota En plantas ⇒ Pared celular En animales Envoltura Pared celular Envoltura de la célula vegetal, su componente químico principal es la celulosa, sus funciones son: YY Brinda protección, rigidez y forma a la célula vegetal Membrana celular ⇒ Glucocálix Núcleo 2. Membrana citoplasmática Es una asociación supramolecular glicolipoproteica, que forma una doble capa que envuelve al citoplasma. Es permeable y selectiva, tiene una representación esquemática según el modelo de mosaico fluido de Singer y Nicholson (1972) Citoplasma Advertencia pre No olvides que las subunidades de los ribosomas se ensamblan en el nucléolo celular. 4.° año 225 SER VIVO COMPOSICIÓN Bacterias Peptidoglucano Algas Celulosa / sílice Hongos Quitina Vegetales Hemicelulosa, celulosa BIOLOGÍA 3 CITOLOGÍA I A. Estructura de la membrana: B. Fisiología de membrana: YY COMPARTIMENTALIZACIÓN ZZ LÍPIDOS (40%) YY FOSFOLÍPIDOS: Forman la bicapa lipídica Separa los medios intra y extracelular manteniendo una composición diferente para ambas. YY CONTROLA EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS Que deben ingresar o salir de la célula. en las membranas. YY COLESTEROL: Solo en la membrana de la célula animal, cuya función es regular la fluidez de la membrana. YY GLUCOLÍPIDO: Formado por glúcidos y lípidos, se encuentra en la monocapa externa de la membrana. C. Transporte de sustancias: Las células se relacionan con su medio, del que toman los nutrientes, agua y al que eliminan desechos y otros productos. La membrana celular participa en los procesos de intercambio de materiales, a veces sin gasto de energía (ATP), por procesos llamados transportes pasivos; otras veces gastando energía (ATP), mediante los procesos llamados transportes activos. ZZ PROTEÍNAS (52%) YY PROTEÍNAS PERIFÉRICAS: Hidrosolubles, tomando contacto solo con las cabezas polares de la monocapa externa o interna de la membrana. Por ejemplo: espectrina, la banda 4, 1, etc. YY PROTEÍNAS INTEGRALES: Poseen porciones hidrosolubles en contacto con la parte polar de la membrana y porciones liposolubles en contacto con la parte no polar de ella. Algunas pueden ocupar todo el espesor de la membrana, por ejemplo: glucoforina, banda 3, etc. YY GLUCOPROTEÍNAS: Formado por glúcidos y proteínas integrales. ZZ GLÚCIDOS (8%) YY Solo se encuentran en la monocapa externa de la membrana, unidos a lípidos (glucolípidos) y proteínas (glucoproteína), constituyendo la parte más importante del glucocálix. 1. Transporte pasivo: No se gasta energía en forma de ATP y se da por difusión (paso de sustancias de mayor a menor concentración). Tipos de difusión: 1. ÓSMOSIS: difusión de agua (H2O) 2. DIÁLISIS: difusión de solutos (Cl-, K+, Na+,…) 3. DIFUSIÓN: difusión de gases (CO2, O2, etc.) Molécula transportada Espacio extracelular ATP Canal iónico Difusión simple Permeasa Bomba Difusión facilitada TRANSPORTE PASIVO 3 BIOLOGÍA ADP+Pi Gradiente electroquímico Citosol TRANSPORTE ACTIVO 226 4.° año CITOLOGÍA I Tipos de transporte pasivo Hay dos tipos, los cuales son: difusión simple y difusión facilitada. a. Difusión simple: Pasa una sustancia a favor de la gradiente y puede ser por poro fijo o traslocador (carrier). b. Difusión facilitada: También se da por un translocador que mediará en la entrada de glucosa en las células intestinales. La afinidad del translocador por la glucosa depende de la concentración del Na+ Solución CÉLULA AGUA ANIMALES VEGETALES NADA ISOTÓNICA GANA IGUALES PIERDE NADA HIPERTÓNICA PIERDE CRENACIÓN HIPOTÓNICA GANA PLASMOSIS (LISIS) PLASMOLISIS TURGENCIA (HINCHA) TRANSPORTE EN MASA 2. Transporte activo Se gasta energía en forma de ATP, se da en contra de la gradiente de concentración y cuando la masa a transportar al interior o exterior de la célula es muy grande. TIPOS: 1. MEDIANTE BOMBAS: Se transporta en contra de la gradiente de concentración (generalmente iones), como la bomba de sodio y potasio, la bomba de calcio (en el músculo) y la bomba de ioduro (en la glándula tiroides). 2. MEDIANTE MASAS: Es un transporte activo que ocurre cuando se transportan sustancias cuyas masas son muy grandes y no pueden pasar por el poro de la proteína integral de la membrana. De acuerdo con la dirección de transporte son: ●● Endocitosis: La sustancia ingresa a la célula, y de acuerdo con el estado de la sustancia son: ●● Fagocitosis: Ingresan sustancias SÓLIDAS, como polvo, bacterias, etc. ●● Pinocitosis: Ingresan sustancias LÍQUIDAS, como aceite, etc. ●● Exocitosis: La sustancia sale de la célula, como desechos, etc. 4.° año 227 BIOLOGÍA 3 CITOLOGÍA I Retroalimentación 1. ¿En qué organismos sus células presentan pared celular? ___________________, _________________, __________________, ______________ 2. En las plantas y la pared celular está compuesta por __________________ y en hongos por ____________________. 3. Son funciones de glucocálix: _____________________________________ _____________________________________ 4. ¿Cuáles son las funciones de la pared celular? _____________________________________ _____________________________________ 5. La membrana celular está compuesta por ____ _______________, ____________________ y _________________________. Trabajando en clase TRANSPORTE Tipos Sus tipos Difusión facilitada Difusión simple es de es de a) ___________________ b) ___________________ Sus funciones: a) ____________________ b) ____________________ c) ____________________ 3 BIOLOGÍA 228 4.° año CITOLOGÍA I Verificando el aprendizaje 1. Son conceptos de células: 1. Es la unidad anatómica, fisiológica y genética 2. Es la unidad fundamental de todo ser vivo 3. Es la unidad básica de la vida 4. Es la mínima porción de la materia viva independiente que tiene la propiedad de la vida a) 1; 2 y 4 c) 2; 3 y 4 e) 1, 2, 3, 4 b) 1; 2 y 3 d) 2 y 4 6. Con relación a la ósmosis, señala la proposición falsa: a) Ocurre en células eucariotas y procariotas. b) Requiere de energía en forma de ATP c) Es un movimiento espontáneo del agua d) Requiere de una membrana semipermeable e) Es necesario para un gradiente de concentración 2. La membrana plasmática presenta: 1. Proteínas periféricas 2. Dos capas de fosfolípidos 3. Proteínas integrales 4. El modelo de mosaico fluido a) 1; 2 y 4 c) 1; 2 y 3 e) 1; 2; 3 y 4 b) 2; 3 y 4 d) 2 y 4 7. La célula procariota y bacteria, respiran gracias: a) A los ribosomas b) A la pared celular c) A su ADN circular d) A su mesosoma lateral e) A su flagelo 3. Una células procariota es: a) Un protozoo b) Un hongo unicelular c) Una rodofita d) Una ci anofita e) Un hematíe 8. Indica el organismo que consideras pluricelular: a) Levadura b) Bacteria c) Champiñón d) Cianofita e) a y b 4. La separación de moléculas de diferentes tamaños, utilizando una membrana semipermeable, se realiza por un fenómeno de _______. a) diálisis b) turgencia c) transporte activo d) fagocitosis e) ósmosis 5. El movimiento de moléculas a través de la membrana plasmática que requiere de energía es: a) Ósmosis b) Diálisis c) Transporte activo d) Difusión e) Transporte pasivo 4.° año 9. Una de las siguientes células es de tipo eucariota: a) Protozoario b) Arquebacteria c) Bacteria d) Cianobacteria e) Todas son eucariotas 10. Un ejemplo de ser vivo unicelular es: a) Virus b) Prion c) Hidra d) Levadura e) Bacteriófago 229 BIOLOGÍA 3 4 Citología II I. Definición: Es la región comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear (carioteca), siendo su componente más abundante el agua (80% del volumen citoplasmático), debido a esto proporciona un medio acuoso para que se realicen las siguientes reacciones metabólicas: glucolisis (degradación de glucosa), traducción (síntesis de proteínas), digestión (degradación de nutrientes), etc. YY CICLOSIS.- Movimiento circular del citosol en las células vegetales. Este movimiento se debe a la presencia de una gran vacuola en el citoplasma de las células vegetales maduras. B. ORGANELAS Son componentes permanentes del citoplasma y se encuentran cumpliendo funciones vitales para la célula. Clasificación: a) NO MEMBRANOSOS (Organoides): Son estructuras que no presentan membrana. ●● RIBOSOMAS: Presentan dos subunidades mayor (60s) y menor (40s) unidas por el Mg++; en el nucléolo se encarga de la síntesis de proteínas. II. ESTRUCTURAS: A. Citosol B. Organelas C. Sistemas de endomembranas E. Núcleo D. Cromatina y cromosomas A. CITOSOL O MATRIZ CITOPLASMÁTICA Es un coloide de apariencia y consistencia a la clara de huevo, es decir, fluido acuoso de tipo coloidal, constituido por agua, sales, iones, proteínas, glúcidos, etc.; contiene el resto de componentes citoplasmáticos. Propiedades: YY TIXOTROPIA: es el intercambio constante entre plasma gel (más soluto) y plasma sol (más agua) debido a la variación de la temperatura. YY MOVIMIENTO BROWNIANO: Es genera- ●● CENTRIOLOS: Son formaciones cilín- dricas huecas. Están constituidos por nueve tripletes de Microtubos dispuestos en forma circular. Dirigen la construcción del huso acromático en la división celular. do por la repulsión de las cargas negativas de los aniones, donde estos empujan al citosol, produciendo su movimiento caótico YY FENOMENO TYNDALL: Es la capacidad que tiene un coloide (citosol) para refractar la luz. YY CITOESQUELETO: Está formado por un conjunto de microtubos, microfilamentos y filamentos intermediarios que atraviesa el citosol y que está relacionada con varias formas de motilidad celular. 4 BIOLOGÍA 230 4.° año CITOLOGÍA II ●● CILIOS Y FLAGELOS: Son estructuras c. Cloroplastos: organela propio de las plantas verdes, que contiene el pigmento clorofila. Su función es llevar a cabo la fotosíntesis. b) MEMBRANOSOS (organelas): Son estructuras citoplasmáticas permanentes con simples (1) o doble (2) membrana y son: MITOCONDRIA (membrana doble): Membrana externa, lisa y la membrana interna, presenta repliegues (crestas). En ella encontramos a las enzimas de la CADENA RESPIRATORIA. Su función es principalmente la respiración celular. que realizan la locomoción celular. Están formados por microtubos. ●● LISOSOMAS (membrana simple): ●● ●● ●● ●● Realizan la digestión celular, autofagia, y está relacionada con la renovación y recambio de los componentes celulares. PEROXISOMAS (membrana simple): Contienen enzimas (peroxidasa, catalasa) que degradan peróxidos orgánicos e inorgánicos (agua oxigenada). También realizan la b-oxidación de los ácidos grasos. GLIOXISOMAS (membrana simple): Presente en vegetales, hongos y protozoarios. Convierten los lípidos (grasas, aceites) en glúcidos. VACUOLA (membrana simple) Contienen agua y pigmentos; pueden realizar funciones de excreción y digestión. PLASTOS (membrana doble) Es una organela exclusiva de vegetales y de algas del Reino Protista, de forma esférica u ovoide. C. SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS: Conjunto de estructuras membranosas, que permiten el transporte y la circulación celular, además de sintetizar sustancias y son: retículo endoplasmático, golgisoma y carioteca. Tipos: a. Leucoplastos: almacenan ALMIDÓN, que les da el color blanco b. Cromoplastos: son plastos de diferentes colores; en los vegetales algunos pigmentos son: XANTOFILA: Da el color amarillo al vegetal. Ejemplos: limón, plátano, tomate, etc. LICOPENO: Da el color rojo al vegetal. Ejemplo: rocoto. Advertencia pre Los Glioxisomas, presentan enzimas del ciclo glioxilato, que les permiten convertir los lípidos (grasas, aceites) en glúcidos (azúcares). La cresta mitocondrial presenta una enzima del ciclo de Krebs llamada succionato deshidrogenasa. 4.° año 231 BIOLOGÍA 4 CITOLOGÍA II 2. CARIOPLASMA, CARIOLINFA O NUCLEOPLASMA: Es un coloide que contiene enzimas y nucleótidos libres. Contiene a la cromatina (ADN) y es el lugar donde ocurre la replicación transcripción. YY RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGO- SO (R.E.R): Presentan ribosomas adheridos a la superficie, que mira al citoplasma y sobre ella se sintetizan proteínas de membranas y la que están fuera de la célula. YY RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (R.E.L): No presentan ribosomas en su superficie; es también llamado de transicion. Participan en la síntesis de esteroiedes (lípidos), en la dextoxificación celular y en la degradación de hormonas. 3. NUCLÉOLO: Es una estructura esférica y formada por ARN, aunque también presenta ADN y proteínas. El nucléolo puede ser único o múltiple, y su papel es el de sintetizar las moléculas de ARNr y las proteínas (RIBOFORINAS) que forman al ribosoma. 4. CROMATINA: Formada por proteínas histonas (70%), ADN (1520%) y en menor proporción ARN. Solo se encuentran en interfase, porque en división celular se condensan en cromosomas. YY APARATO DE GOLGI O COMPLEJO DE GOLGI (GOLGISOMA): Está formado por un conjunto de sacos aplanados membranosos llamados DICTIOSOMA. Su función es la secreción celular, síntesis de glúcidos y fabricación de lisosomas y peroxisomas. YY CARIOTECA Envoltura que separa el citoplasma y el núcleo, presenta poros y protege al ADN. D. NÚCLEO Estructura propia de eucariotas, contiene el material genético (ADN) celular y controla las principales funciones de la célula. Partes 1. CARIOTECA O MEMBRANA NUCLEAR: Es un sistema de endomembrana, compuesta por doble membrana y presenta poros, por donde se realiza el intercambio de sustancias con el CITOPLASMA. Se forma a partir del R.E.R. 4 BIOLOGÍA 232 Advertencia pre La cromatina (1879, Flemming usa primero el término) contiene a la molécula (ADN) que almacena la información genética o rasgos biológicos. 4.° año CITOLOGÍA II E. CROMATINA Agregado supramolecular heterogéneo de constitución nucleoproteica, porque está formado por ácido nucleico (ADN descondensado) y proteínas básicas (histonas). TIPOS La cromatina, dependiendo de su empaquetamiento, puede presentarse bajo dos formas o tipos : 1. HETEROCROMATINA: Es el tipo de cromatina condensada durante la interfase y son de dos tipos : YY Constitutiva, aparece condensada en todos los tipos celulares y durante todo el tiempo. YY Facultativa, solo se condensa en ciertas células o momentos especiales del desarrollo. 2. EUCROMATINA: Es la porción de la cromatina que permanece en un estado no condensado y disperso, ocupando el mayor volumen del espacio nuclear. CROMOSOMA Son cuerpos nucleares que resultan de la «duplicación y condensación de la cromatina», durante el proceso de división celular. Se observan en la profase tardía, alcanzando su máxima condensación en la metafase. ESTRUCTURA Está formado por un polímero de NUCLEOSOMAS unidos por ADN puente. El NUCLEOSOMA está formado por un octamero de histonas con dos vueltas de ADN (200 pares de bases) a su alrededor. Los histonas son de cuatro tipos: H2A, H2B, H3 y H4, la histona H1 no forma parte del NUCLEOSOMA, más bien la estabiliza. Los seres vivos que presentan histonas H1 son los más evolucionados. Retroalimentación 1. Son partes del núcleo: a. ________________________________ b. ________________________________ c. ________________________________ d. ________________________________ 3. ¿Cuál es la función de la mitocondria? _____________________________________ _____________________________________ 2. Organela donde se forman los precursores de los ribosomas: ___________________________ 4.° año 4. Función del R.E.L.: _____________________________________ _____________________________________ 233 BIOLOGÍA 4 CITOLOGÍA II Trabajando en clase Estructura: _____________________ Estructura: _____________________ Función: _____________________ Función: _____________________ Estructura: _____________________ Función: _____________________ Estructura: _____________________ Estructura: _____________________ Función: _____________________ Función: _____________________ Estructura: _____________________ Estructura: _____________________ Función: _____________________ Función: _____________________ Verificando el aprendizaje 1. Los peroxisomas son organelas que ______. a) hacen digestión celular b) hacen respiración celular c) hacen división celular d) degradan el peróxido de hidrógeno e) sintetizan el peróxido de hidrógeno 4 BIOLOGÍA 2. Centríolos es a la célula animal como _______ es a la célula vegetal. a) casquete polar b) cloroplasto c) vacuola polar d) glioxisoma e) celulosa 234 4.° año CITOLOGÍA II 3. Organelo presente en célula vegetal y animal: a) Glioxisoma b) Ribosoma c) Peroxisoma d) Lisosoma e) Centrosoma 7. No se realiza en las mitocondrias: a) Un proceso de oxidación b) Ciclo de Krebs c) Producción de moléculas energéticas d) Digestión celular e) Cadena transportadora de electrones 4. Es un organoide: a) Centríolo b) Cloroplasto c) Golgisoma d) Mitocondria e) Lisosoma 8. Los organoides encargados de la digestión celular y autolisis se denominan ___________ y contienen _________. a) ribosomas – ARN b) ribosomas – proteínas c) lisosomas – enzimas digestivas d) dictiosomas – ácidos nucleicos e) mitocondrias – enzimas digestivas 5. Una diferencia entre ribosoma y lisosoma es: a) Su ubicación celular b) La ausencia de membrana c) Su tamaño d) a y b e) b y c 6. El Cromoplasto colorea a la cáscara del limón _______. a) debido a la transformación de la clorofila por fotosíntesis b) al ciclo del glioxilato del citrus limonium c) a la ficocianina y ficoeritrina d) a los pigmentos antociánicos e) porque contiene al pigmento xantofila 4.° año 9. Una característica común entre células procariotas y eucariotas es que ambas presentan: a) Carioteca b) Golgisomas c) Ribosomas d) Lisosomas e) Mitocondrias 10. Organela exclusiva de animales: a) Lisosoma b) Mitocondria c) Glioxisomas d) Cloroplasto e) Centrosomas 235 BIOLOGÍA 4 5 Metabolismo celular Es el conjunto de todas las reacciones bioquímicas que ocurren dentro de la célula, con el objetivo de intercambiar material y energía con su entorno. FOTOSÍNTESIS I. Importancia biológica Tipos de metabolismo La fotosíntesis es un gran evento biológico cuya importancia radica en los siguientes criterios: Existen dos tipos: A. ANABOLISMO Son todas las reacciones bioquímicas, en las cuales las MOLÉCULAS SENCILLAS se combinan para formar MOLÉCULAS COMPLEJAS. En este proceso de síntesis, se forman enlaces químicos, en los cuales se almacena la energía, por tal motivo el anabolismo es una reacción ENDERGÓNICA. Ejemplos: fotosíntesis, glucogenólisis, etc. B. CATABOLISMO Son todas las reacciones bioquímicas, en las cuales las MOLÉCULAS COMPLEJAS se desdoblan en MOLÉCULAS SENCILLAS, con liberación de energía, por tal motivo, el catabolismo es una reacción EXERGÓNICA. Ejemplos: respiración celular, glucogenólisis, glucólisis, etc. ZZ ADENOSIN TRIFOSFATO (ATP) Se le llama la moneda energética de la célula, porque es la fuente de energía inmediata para el trabajo celular. El ATP se forma así: – 1 adenina. – 1 ribosa. – 3 fosfatos. 1. Es una gran fuente de oxígeno molecular (O2). El O2 es un gas vital para los organismos AERÓBICOS . Además forma la capa de ozono (O3). 2. Transforma la energía luminosa en energía química. Esta energía química se almacena fundamentalmente en los enlaces químicos de la glucosa. 3. Produce los alimentos (almidón) para los organismos autótrofos y heterótrofos. Debido a esto, los vegetales se consideran la base de la cadena alimentaria. Sustancias complejas Catabolismo: Reacciones degradativas ATP ADP + P ENERGÍA NAD+ NADPH Anabolismo: Reacciones restitutivas Sustancias simples 5 BIOLOGÍA 236 4.° año METABOLISMO CELULAR II. Definición IV. Elementos La fotosíntesis es un proceso ANABÓLICO de tipo ENDERGÓNICO, este proceso es realizado por organismos autótrofos a nivel del cloroplasto (vegetales) o estructuras equivalentes (algas unicelulares, bacterias y cianobacterias). III. Fórmula 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 1. LUZ: Radiación electromagnética constituida por un haz de FOTONES (Cuantosomas que se utilizan en la fotosíntesis). La luz visible es radiación electromagnética de longitud de onda entre 400 y 700 nanómetos (nm); que es una pequeña parte del espectro electromagnético. El color de la luz depende de la longitud de onda y la luz blanca contiene todas las longitudes de onda del espectro visible. ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 105 102 Longitud de onda (m). Radio Microondas IR 10–1 10–4 10–7 UV 10–10 10–13 10–16 RX Espectro visible Longitud de onda (nm). 700 600 2. PIGMENTOS: Durante el proceso fotosintético participan tres tipos de pigmentos distintos: clorofilas, carotenoides y ficcobilinas; siendo su función proporcionar el sistema adecuado de absorción de energía luminosa. a) CLOROFILAS: Son los pigmentos (verdes) más importantes que absorben la luz en las membranas de los TILACOIDES (plantas superiores). Están formadas por un núcleo PORFIRÍNICO que contiene MAGNESIO y una cola hidrocarbonada llamada FITOL. Existen clorofila «a» y clorofila «b». Las clorofilas se encuentran en los FOTOSISTEMA (I y II) presentes en las membranas tilacoides de las GRANAS de los cloroplastos. 4.° año 237 500 400 b) PIGMENTOS ACCESORIOS: Son pigmentos que absorben la luz de longitudes de onda a las que la clorofila no es eficiente; completando su acción. Además ceden la energía luminosa que absorbieron a la clorofila y son: LL CAROTENOIDES: Son los pigmentos accesorios más importantes, siendo el b-CAROTENO el más frecuente. Es un compuesto ISOPRENOIDE de color naranja. También es carotenoide la XANTOFILA, de color amarillo y poco frecuente. LL FICOBILINAS: Su distribución es más limitada, encontrándose en algas rojas (ficoeritrina), algas pardas (fucoxantina), cianobacterias (ficocianina), etc. BIOLOGÍA 5 METABOLISMO CELULAR 3. AGUA: La absorción del agua sirve para proporcionar «agentes Reductores» (H+) que reaccionen para la asimilación del CO2 y para producir oxigeno molecular (O2) que va a la atmósfera. ZZ FOTOSISTEMA II: Genera ATP; por motivos históricos, los fotosistemas están numerados «hacia atrás». El FOT II capta longitudes de onda de 680 nm, por ello se llama P680. Presenta clorofila «a» (más), clorofila «b» (menos) y b-caroteno. Además, manganeso (Mn). ZZ FOTOSISTEMA I: Genera NADPH, mientras 4. ENZIMAS: Son proteínas biocatalizadoras que aceleran las reacciones químicas de la fotosíntesis. 5. CO2: fuente de carbono Anhídrido carbónico, (necesario para la síntesis de compuestos orgánicos «glucosa»), interviene en la fotosíntesis y proviene de muchas fuentes, siendo la principal los organismos heterótrofos. V. FASES La fotosíntesis en las bacterias ocurre en el mesosoma, en cianobacterias, en láminas fotosintéticas y vegetales en el cloroplasto, que comprende dos fases: luminosa y oscura. I. FASE LUMINOSA O FOTOSINTÉTICA (Reacción de HILL): Es la primera fase, donde las clorofilas absorben energía luminosa, iniciando las reacciones que son muy rápidas. Ocurre en la membrana tilacoide de las GRANAS del CLOROPLASTO y en cuatro etapas, que son: A. FOTOEXITACIÓN DE LAS CLOROFILAS: Se inicia con la captura de la luz por las clorofilas que se encuentran en los cuantosomas, formando fotosistemas. 5 BIOLOGÍA 238 tanto la luz también ha estado incidiendo en el complejo reactor de luz del FOT I. Este capta longitudes de onda de 700 nm, por ello se llama P700. a) Al ser excitado el fotosistema I por acción de la luz, el P700 dispara sus electrones a un nivel más alto de energía, estos son captados por un aceptor de electrones, la sustancia «Z», la que los transfiere al COMPLEJO FERREDOXINA (proteínas transportadoras de electrones que tiene Fe y S). b) El vacío electrónico que queda en el FOTOSISTEMA I es llenado por los electrones del FOTOSISTEMA II, que al ser excitado dispara sus electrones a un nivel más alto de energía, estos son captados por la sustancia «Q» y enviados hacia el FOTOSISTEMA I, a través de una cadena de transportadores de electrones (plastoquinona (QH2), citrocromo b, citocromo f y plastocianina (Pc)). B. FOTÓLISIS DEL AGUA: El agua absorbida por la raíz de la planta llega hasta los cloroplastos, donde por acción de la luz esta se rompe (fotólisis) y libera electrones (2e-), protones (2H+) y oxígeno (O2). Los electrones (2e-) van a llenar el hueco electrónico que quedó en el fotosistema II y los protones (2H+) se transfieren al NADP+. El oxígeno (½O2) se libera a la atmósfera. C. FOTOFOSFORILACIÓN: Es la síntesis de ATP a partir de ADP y Pi (fosfato inorgánico), esto se da por la acumulación de protones en el espacio intratilacoidal, generando una diferencia de concentración y carga, entre el tilacoide y el estroma. Como consecuencia, los protones (2H+) salen por la ATP-sintetasa. Mientras esto ocurre, el ADP (adenosin difosfato) se une al Pi (fosforo) para formar ATP (adenosin trifosfato) dentro de la ATP sintetasa. 4.° año METABOLISMO CELULAR D. FOTORREDUCCIÓN DEL NADP+: Las moléculas de NADP+ (oxidado), presentes en el ESTROMA del cloroplasto, reciben electrones (2e–) del complejo ferredoxina, asociándose con protones (2H+) del agua, para luego quedar en NADPH2 (Reducido). NADP++ 2H++ 2e- NADPH2 II. FASE OSCURA O QUIMIOSINTÉTICA (Reacción de BLACKMAN): Es la segunda fase, donde se utiliza el NADPH2 y el ATP producidos en la fase luminosa. Ocurren el ESTROMA del cloroplasto y comprende reacciones conocidas como el ciclo de Calvin, donde se asimila CO2 y se forman la molécula base de los nutrientes, el 3-Fosfogliceraldehído. Ocurre en cuatro etapas: 1. Activación energética de la ribulosa ®® La ribulosa -5 fosfato recibe la transferencia de un fosfato a partir del ATP, para convertirse en ribulosa difosfato. 4.° año 239 2. Fijación del CO2 ®® También llamado carboxilación ®® La ribulosa difosfato reacciona con el CO2 (cataliza la ribulosa difosfato carboxilasa : rubisco) formándose un azúcar inestable de 6C (hexosa difosfato inestable) que se rompe por acción del agua. Se forman 2 triosas (3C) denominadas fosfoglicerato (PG), también llamado ácido fosfoglicérico (PGA). 3. Reducción ®® Las moléculas de fosfoglicerato son transformadas hasta fosfogliceraldehído. El proceso incorpora los hidrógenos del NADPH2 provenientes de la fase luminosa. 4. Regeneración y obtención de glucosa ®® Luego de 6CO2 fijados por 6 moléculas de ribulosa, se forman 12 fosfogliceroaldehído (12 PGAL), 2 PGAL se transforman hasta glucosa, los otros 10PGAL reaccionan entre sí, regenerando las 6 moléculas de ribulosa (30C). En el proceso se pierde H2O. BIOLOGÍA 5 METABOLISMO CELULAR Retroalimentación 1. Conjunto de tilacades: ____________________________________ ____________________________________ 3. La fase oscura se realiza en ________________. 4. Tres importancias de la fotosíntesis: __________________, __________________, _______________. 2. Fase luminosa se realiza en ____________. 5 BIOLOGÍA 240 4.° año METABOLISMO CELULAR Trabajando en clase ___________________ ___________________ Importancia _______________ FOTOSÍNTESIS Producto ___________________ FASE LUMINOSA _______________ FASE OSCURA Ubicación Ubicación ___________________ ___________________ Etapas Etapas ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ Producto Producto ___________________ ___________________ Verificando el aprendizaje 1. La proteína Z que participa en la fotólisis de H2O contiene en sus estructuras al bioelemento: a) Mg c) Co e) Zn b) Fe d) Mn 2. Los citrocomos, en la mitocondria, forma parte del sistema: a) ATPasa b) Transportador de electrones c) Transportador de protones 4.° año d) Cuantosoma e) Tilacoidal 3. La enzima NADP reductasa participa en ______. a) fotoexitación b) fotofosforilación c) fotoreducción d) ciclo de Calvin e) fotólisis 241 BIOLOGÍA 5 METABOLISMO CELULAR 4. El ingreso de protones a la matriz tilacoidal se produce por un gradiente protónico creada por _________. a) el fotosistema I b) el fotosistema II c) el sistema de transporte de ed) la cantidad de ATP formado e) el rompimiento de moléculas de agua 5. La ribulosa monofosfato sufre un proceso denominado ACTIVACIÓN, con gasto de ATP, para convertirse en ribulosa difosfato (RDP) la cual sufre el proceso de ______ para formar una hexosa altamente inestable. Además dicho proceso se halla regulado por la enzima ______. a) descarboxilación – rudisco b) carbaminación – rudisco c) carboxilación – rudisco d) carboxilación – hexosaquirasa e) deshidrogenación – hexosaiso 6. No sucede en la mitocondria: a) Liberación de CO2 b) Formación de H2O c) Obtención de piruvato d) Ciclo de Krebs e) Cadena respiratoria 5 BIOLOGÍA 7. La ganancia neta de ATP en la vida de Embden Meyerhoff es: a) 2 ATP b) 38 ATP c) 36 ATP d) 4 ATP e) 32 ATP 8. Los cuantosomas son las unidades fotosintéticas a nivel de los cuales se llevó a cabo: a) Formación de CO2 b) Formación de fosfogliceraldihido c) La reacción de Blackman d) La fase oscura e) La fase luminosa 9. Con respecto al fosfogliceraldehído, lo incorrecto es: a) Se forma antes de consumir CO2 b) Es la molécula base de alimentos c) Se elabora en la fase oscura d) Se obtiene por reducción e) Su formación necesita ATP y NADPH2 10. En la fase luminosa de la fotosíntesis, no se produce: a) ATP b) Fotólisis de H2O c) NAPH2 d) CO2 e) Actividad de clorofila 242 4.° año 6 Fotosíntesis en plantas CAM y C4, respiración anaeróbica Introdución el dióxido de carbono en azúcar. Estas moléculas de seis átomos de carbono casi inmediatamente se rompen en moléculas de tres carbonos, de ahí el nombre C3, por los tres carbonos. Sin embargo, la rubisco también puede unirse al oxígeno en lugar de dióxido de carbono, causando un proceso llamado fotorrespiración. Cuando se produce la fotorrespiración, la resultante de dos carbonos compuestos se exporta desde el cloroplasto y son descompuestos; este proceso consume energía y hace menos eficiente la fotosíntesis de la planta. Ejemplos de plantas de C3: lapacho, algarrobo, palo borracho, eucaliptus, pino, jacaranda, cebada, las papas y los dientes de león, etc. La fotosíntesis requiere agua y dióxido de carbono. Por ello, podríamos pensar que una hoja ideal debería tener un área superficial grande para interceptar mucha luz solar y ser muy porosa para que el CO2 en abundancia entre en la hoja desde el aire. En el caso de las plantas terrestres, empero, la porosidad al CO2 de las hojas también permite que el agua se evapore fácilmente. La pérdida de agua por las hojas es una causa principal de tensión para las plantas terrestres y puede incluso llegar a ser fatal. Muchas plantas han desarrollado hojas que constituyen una especie de acuerdo o termino medio en obtener un abasto suficiente de CO2. Tipos de fotosíntesis ZZ Fotosíntesis anoxigénica YY Realizado por sulfobacterias, púrpuras verdes. YY No se libera oxígeno porque no interviene el ZZ Fotosíntesis C4 H2O sino eL H2S, se libera S. ZZ Fotosíntesis oxigénica YY Realizado por algas y plantas YY El oxígeno liberado proviene de la fotólisis del agua. YY Puede ser C3 o C4, o plantas CAM. CO2 ATP CO2 NADPH*2 ATP CO2 NADPH*2 C4 Oxalacetato CICLO DE CLAVIN- C 3 BENSONBASHAM Gliceraldehído fosfato 6C Glucosa CÉLULA DEL MESÓFILO C3 C4 CICLO Fosfoenol- DE MALATO piruvato HATCH C3 SLACK PIRUVATO ADP ATP +Pi CÉLULA DEL MESÓFILO CICLO DE CLAVINC3 BENSONGliceralBASHAM dehído fosfato 6C Glucosa CÉLULA DE LA VAINA ZZ Fotosíntesis C3 En las plantas C3, una enzima llamada rubisco juega un papel clave en la fotosíntesis. Esta enzima convierte las moléculas de dióxido de carbono en un azúcar de cinco carbonos, comenzando el primer paso en el ciclo de Calvin, que convierte 4.° año 243 Cuando la fijación del CO2 atmosférico (1C) es realizado por el fosfoenolpiruvato (3C). Se le llama C4 porque el compuesto formado tiene 4 carbonos y se le denomina ácido oxalacético. En las plantas C4, los dos tipos diferentes de células están implicadas en la fotosíntesis. En el primer grupo, las células de las vainas del haz se forman alrededor de las venas de las hojas, mientras que del otro grupo, las células del mesófilo, se organizan alrededor de la capa de la envoltura del paquete. El CO2 es capturado en las células mesófilas, donde una enzima llamada PEP (por sus siglas en inglés) carboxilasa, añade el CO2 a un compuesto llamado fosfoenolpiruvato (PEP) para hacer un producto de cuatro carbonos. Este producto de cuatro carbonos se exporta a las células de la vaina del haz, donde se descompone en CO2, la enzima rubisco entonces toma este CO2 y lo introduce en el ciclo de Calvin. A diferencia de rubisco, la PEP carboxilasa tiene poca o ninguna afinidad por el oxígeno, por lo que este proceso de dos etapas ayuda a minimizar la extensión de la fotorrespiración al aumentar las concentraciones de CO2 en las células de la vaina del haz, donde el ciclo de Calvin se lleva a cabo. La etapa inicial de fijación de CO2 y su liberación posterior son denominados Ciclo de Hatch-Slack. BIOLOGÍA 6 FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Ejemplo de Crassulácea: Bryophyllum calycinum Estas plantas habitan en regiones áridas y secas, donde el factor limitante es agua, por lo que han desarrollado un mecanismo adaptativo, que le ofrece una ventaja ecológica como es el cierre de estomas en el día y su apertura en la noche. Ejemplos de plantas CAM Aloe vera (sávila), Ananas comosus (piña), Aechmea sp. (bromelias), Cattleya sp. (Orquídeas), Opuntia basilaris. Plantas C.A.M. (metabolismo ácido de Crassuláceas) Son plantas adaptadas para la vida en los climas secos, puesto que la incorporación de CO2 solo ocurre en la noche. El CO2 es fijado por el fosfoenolpiruvato (3C) hasta compuestos de cuatro carbonos, como el ácido málico que se acumula en la vacuola. En el dia, los estomas están cerrados; sin embargo, se dispone de mucho CO2 para el ciclo de Calvin. Entonces, ¿cómo se obtiene CO2 durante el día? El ácido malico (malato) almacenado es descarboxilado y convertido en piruvato. La variación en la acidez de las vacuolas fue descubierta en la especie Bryophyllum calycinum que pertenece a la familia Crassulaceae y, en consecuencia, se denominó metabolismo ácido de crasuláceas (CAM). 6 BIOLOGÍA FOTORRESPIRACIÓN La enzima que incorpora CO2 al RuBP (ribulosa difosfato); en el ciclo de Calvin se denomina carboxilasa de bifosfato de ribulosa. En condiciones de baja concentración de CO2 y alta concentración de O2, esta enzima se une al O2 y de esa manera cataliza la oxidación del RuBP primero a ácido glicólico, luego a CO2 en los peroxisomas. La fotorrespiración ocurre durante los días muy calurosos, soleados y secos, cuando los estomas se cierran para impedir la pérdida de agua y se acumula O2 en el interior de las hojas. En algunos vegetales, la fotorrespiración es inhibida por la vía C4. 244 4.° año FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA FOTORRESPIRACIÓN CH2O P Cloroplasto Competencia entre O2 y CO2 C=O CHOH O2 CO2 CHOH COOH 3-fosfoglicerato Ribulosa 1,5 - difosfato CH2O P CHOH CICLO DE CALVIN CH2O P CH2O P Fosfoglicolato COOH ADP CH2OH Glicolato ATP COOH Peroxisoma O2 COOH Glicerato CHOH CH2NH2 CH2OH COOH H2O2 H2O 1/2 O2 2 Glicina Mitocondria NH3 CO2 CH2OH CHNH2 Serina COOH 4.° año 245 BIOLOGÍA 6 FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA RESPIRACIÓN CELULAR léculas de PGAL pasan por una serie de reacciones que terminan por producir dos moléculas de ácido pirúvico, cada una a partir de PGAL. Dos de estas reacciones están asociadas a las síntesis de ATP, generan dos moléculas de ATP por cada PGAL, para un total de cuatro ATP. Debido a que se utilizan dos moléculas de ATP para activar a la glucosa en el primer proceso, hay una ganancia neta de solo dos ATP por cada molécula de glucosa. I. Importancia biológica 1. Es la fuente de CO2 natural, necesario para el proceso fotosintético. 2. Es un proceso que permite la transformación de la energía química en energía mecánica. II. Definición Es un proceso catabólico de tipo exergónico donde la energía química de enlace es transformada en energía mecánica o calórica. B. FERMENTACIÓN III. Tipos Hay dos tipos: respiración aeróbica y respiración anaeróbica. RESPIRACIÓN ANAERÓBICA 1. Organismos: Bacterias y hongos del grupo de las levaduras. 2. Ubicación: Citosol celular A. Glucólisis La glucólisis es una secuencia compleja de reacciones que se efectúan en el citosol de una célula mediante las cuales una molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico (piruvato), este desdoblamiento produce una pequeña ganancia de energía de dos moléculas de ATP y dos moléculas transportadoras de electrones (e hidrogeniones) NADH2. La glucólisis en forma energética comprende tres procesos secuenciales: activación, oxidación y fosforilación, hasta convertirse en ácido pirúvico. En las activaciones de la glucosa, en una molécula, ocurre en dos reacciones de catalización enzimática, cada una de ellas utiliza energía de ATP. Estas reacciones convierten una molécula relativamente estable de glucosa en una molécula muy reactiva de fructosa 1,6 difosfato (FDP). Formar FDP le cuesta a la célula dos ATP, pero su consumo inicial de energía es necesario para producir mucho mayor energía al final. Otro proceso es la transformación de PGAL hacia ácido pirúvico, dos electrones de alta energía y un hidrogenion se agregan al transportador de electrones vacío NAD+; para formar el transportador energizado NADH2 se produce dos moléculas de PGAL por cada molécula de glucosa, de tal manera que se forman dos transportadores NADH2. En los pasos para producir energía, las dos mo- 6 BIOLOGÍA 246 Los electrones transportados en el NADH2 son altamente energéticos, pero su energía puede utilizar para formar ATP solo cuando hay oxígeno disponible. Muchos organismos (especialmente microorganismos) sobreviven en los intestinos de los animales, en el suelo profundo, en sedimentos que se encuentran bajo los lagos y océanos, o en pantanos donde el oxígeno esté casi o totalmente ausente. En condiciones anaeróbicas, la producción de NADH2 no es método de captura de energía. De hecho es una forma de deshacerse de los hidrogeniones y de los electrones producidos durante el metabolismo de la glucosa en ácido pirúvico. Pero este método representa un problema para la célula, porque el NAD+ se utiliza como aceptor de electrones e iones de hidrógeno para formar NADH2. Sin una forma de regenerar el NAD+ y para deshacerse de los electrones e iones de hidrógeno, la glocólisis tendría que detenerse una vez que se hubiera agotado la concentración de NAD+. La fermentación soluciona este problema al permitir que el piruvato actúe como el aceptor final de electrones y de iones hidrógeno, a partir de NADH2. Así el NAD+ se regenera para su uso en la glucólisis posterior. Hay dos tipos principales de fermentación; una convierte el piruvato en ácido láctico (lactato) y la otra en dióxido de carbono y etanol. Advertencia pre No olvides que los estomas de las plantas CAM se abren solo de noche. 4.° año FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Glucosa ADP A DP ATP A TP Glucosa 6 - fosfato Gl Fructosa 6 - fosfato ADP ATP Fructosa 1,6 - difosfato PGAL DHAP (dihidroxiacetona - fosfato) NAD* NADH Pi Ácido 1,3 difosfoglicérico ATP ADP Ácido 3 fosfoglicérico Ácido 2 fosfoglicérico H 2O PEP ADP ATP Ácido pirúvico 4.° año 247 BIOLOGÍA 6 FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Retroalimentación 1. Son organelas que participan en la fotorespiración: ________________, ____________________, _________________ 3. Las crassulaceas tien en los __________________ cerrados durante el día y ________________ en la noche. 2. Menciona tres ejemplos de plantas C4: _________________, ____________________, _________________ 4. Menciona tres ejemplos de crassulaceas: _________________, ____________________, _________________ Trabajando en clase 6 BIOLOGÍA 248 4.° año FOTOSÍNTESIS EN PLANTAS CAM Y C4, RESPIRACIÓN ANAERÓBICA Verificando el aprendizaje 1. Es la planta en la cual se descubrió la variación de la acidez en las vacuolas: a) Salmonella typi b) Solanumtuberosum c) Cantua buxifolia d) Bryophyllum calycinum e) Periplaneta americana 2. Un ejemplo de plantas C3 sería el grupo de ___. a) Crasssulaceas b) Pteridofitas c) Monocotiledóneas d) Dicotiledóneas e) Briofitas 3. Compuesto quimico que fija el CO2 en las plantas CAM: a) Ribosima b) Ribulosa monofosfato c) Ribulosa bifosfato d) Fosfoenolpiruvato e) Estoma 6. Es cierto acerca de las bacterias del azufre: a) Son fotolitótrofas b) No requieren de CO2 c) Tienen nutrición heterótrofa d) Son autótrofas e) Oxidan sustancias orgánicas 7. En plantas como el Bryophyllum calycinum, se obtiene CO2 durante el día mediante: a) Degradación de glucosa b) Descarboxilación del malato c) Fosforilación del piruvato d) Síntesis de gliceraldheído e) Descarboxilacion del fosfoenolpiruvato 8. Señala en qué regiones habitan las plantas CAM. a) Tropicales b) Áridas c) Húmedas d) Secas e) b y d 4. Son ejemplos de plantas C4: a) Crasssulaceas b) Pteridofitas c) Gramíneas d) Todas las dicotiledóneas e) Briofitas 9. Señala en qué lapso las plantas como el cactus libran gases: a) Día b) Mañana c) Noche d) Tarde e) Mediodía 5. Si se agota el O2 en la célula muscular, esta, al realizar su metabolismo, producirá: (UNALM, 2005-II) a) CO2 y H2O b) Acetaldehído y 2 ATP c) Lactato y NADH2 d) Etanol y CO2 e) 38 ATP 10. La glucólisis forma dos piruvatos, estos, al entrar a la mitocondria, se convierten en ______. (UNALM, 2008-I) a) NADH2 b) ATP c) Acetil CoA d) Citrato e) FADH 4.° año 249 BIOLOGÍA 6 7 Respiración aeróbica I. DEFINICIÓN: A. Glucólisis: (citosólica) Proceso realizado por los organismos aeróbicos, es decir, utilizan oxígeno molecular (O2) durante su metabolismo, obteniendo energía (Eº) para satisfacer sus requerimientos energéticos en cada actividad que realice el organismo. Se lleva a cabo en el citosol y la mitocondria. Hay que considerar que el organismo para realizar esta etapa, inicialmente se abastece de alimentos, fundamentalmente de glúcidos (disacáridos o polisacáridos), los cuales son hidrolizados a monosacáridos, a nivel del tubo digestivo, mediante una batería de enzimas. II. ETAPAS : En la respiración AERÓBICA, se cumple en tres etapas: A) GLUCÓLISIS (citosólica) B) CICLO DE KREBS (mitocondria) C) CADENA RESPIRATORIA (mitocondria) Posteriormente, serán absorbidos y transportados por la sangre para llegar a cada una de las células.La GLUCOSA, ya en citoplasma, será transformada en condiciones anaeróbicas (GLUCÓLISIS), en piruvatos. B. CICLO DE KREBS (Ciclo del ácido cítrico o de los ácidos tricarboxílicos) Consiste en una serie de reacciones cíclicas que ocurre en la matriz mitocondrial, iniciándose con el ingreso del piruvato a través de la membrana mitocondrial, deshidrogenándose (pierde H), luego se descarboxila (pierde CO2) y se asocia con la coenzima A (Co-A), para quedar como acetil coenzima A. O CH3 CH3 C = O + CoA – SH + NAD+ C = O + Co2 + NADH2 C S – CoA O Acetil – CoA Piruvato 7 BIOLOGÍA 250 4.° año RESPIRACIÓN AERÓBICA Bajo esta condición ingresa al circuito de reacciones, uniéndose con el oxalacetato (OA), para retornar nuevamente a esta molécula, tras 8 reacciones previas, en las cuales se pierde CO2 y se libera 8H+. También existe la síntesis de energía: guanosina trifosfato (GTP). C. CADENA RESPIRATORIA: Está formada por una serie de transportadores de electrones (e), situados en la cara interna de las crestas mitocondriales, cuya finalidad es transferir e- procedentes de la oxidación del piruvato, hasta llegar al oxígeno molecular (O2), para luego formar moléculas de agua. Los transportadores de «e-», que intervienen en esta cadena respiratoria, son las enzimas deshidrogenasas asociadas a la coenzima NAD+, a la coenzima FAD+, coenzima Q o ubiquinona y los citocromos (b, c, a). Todo esta acoplado a la síntesis de ATP. Advertencia pre YY Los productos de la fermentación de las proteínas y aminoácidos suelen ser orgánicos y malolientes, como el indol y la cadaverina, que dan el olor a los cadáveres. YY Los mitocondrias poseen los ribosomas más pequeños del tipo 55 S. YY A las mitocondrias se les conocía con el nombre de condriomitos. 4.° año 251 BIOLOGÍA 7 RESPIRACIÓN AERÓBICA Toda cadena respiratoria que comience por el NAD+ conlleva a sintetizar 3 moléculas de ATP, pero si empezara por el FAD+, se consiguen solo 2 moléculas de ATP. (El rendimiento energético del NADP+ es semejante al producido por el NAD+.) A. CADENA TRANSPORTADORA ELECTRÓNICA Estructura proteíca que se encuentra en la cresta mitocondrial, cuya función es transferir los electrones de las moléculas reducidas (NADH2 y FADH2) hacia el oxígeno, que al unirse con el hidrógeno forma una molécula de agua. Está formado por 4 complejos enzimáticos que son: 7 BIOLOGÍA 252 4.° año RESPIRACIÓN AERÓBICA Complejo I : NADH2 a Ubiquinona (UQ) Complejo IV : Reducción del O2 También llamado complejo NADH2 deshidrogenasa, es un enorme complejo de flavoproteína, que contiene más de 25 cadenas polipeptídicas. La totalidad del complejo está incrustada en la membrana mitocondrial interna y este está orientado de modo que su sitio de fijación de NADH2 mira hacia la matriz para poder interaccionar con el NADH2 producido por cualquiera de las diversas deshidrogenasas de la matriz. El flujo de electrones a través del Complejo I a la Ubiquinona y al Complejo III va acompañado del movimiento de protones desde la matriz mitocondrial al lado exterior (citosólico) de la membrana mitocondrial interna (espacio intermembrana). También llamado Citocromo oxidasa, contiene citocromos «a». El flujo de electrones desde el citocromo C al O2 a través del Complejo IV produce un movimiento neto de protones desde la matriz al espacio intermembrana; el Complejo IV funciona como una bomba de protones que contribuye a la fuerza protón-motriz. Estos complejos proteicos, que forman la cadena transportadora electrónica, se relacionan en la cresta mitocondrial de la siguiente manera: B. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Es un proceso acoplado al transporte de electrones, en la que se sintetiza ATP a partir de ADP y Pi (fosfato inorgánico) con gasto de energía catalizada por la enzima ATPasa en la cresta mitocondrial. La energía electroquímica inherente en esta diferencia de concentración de protones y de separación de carga, la fuerza protón-motriz, representa una conservación de parte de la energía de oxidación. La fuerza protón-motriz se utiliza posteriormente para impulsar la síntesis de ATP catalizada por la proteína F1, a medida que los protones fluyen pasivamente de nuevo hacia la matriz a través de los poros de protones, formados por la proteína Fo. Complejo II : Succinato a ubiquinona (UQ) Denominado también succinato deshidrogenasa, es la única enzima del ciclo del ácido cítrico ligada a la membrana; aunque más pequeño y más sencillo que el Complejo I, conteniendo proteínas con una FAD unido covalentemente y un centro Fe-S. El glicerol liberado en la degradación de los triacilgliceroles se fosforila convirtiéndose seguidamente en dihidroxiacetona fosfato por la glicerol – 3 – fosfato deshidrogenasa, esta enzima es una flavoproteína localizada en la cara externa de la membrana mitocondrial interna y, al igual que la succinato deshidrogenasa y la acetil-CoA deshidrogenasa, canaliza electrones hacia la cadena respiratoria reduciendo la ubiquinona. Más adelante se describe el importante papel de la glicerol – 3 – fosfato deshidrogenasa como lanzadera de equivalentes de reducción desde el NADH2 citosólico a la matriz mitocondrial. Complejo III : Ubiquinona a citocromo C u oxidorreductasa Contiene citocromo b, citocromo C1 y una proteína ferro sulfurada. Funciona como una bomba de protones; debido a la orientación asimétrica del complejo, los protones producidos cuando se oxida el UQH2 a UQ se liberan al espacio intermembrana, produciendo una diferencia de concentración de protones transmembrana, es decir, un gradiente de protones. Este gradiente de protones es importante para la síntesis mitocondrial de ATP. 4.° año BALANCE ENERGÉTICO AERÓBICO Debemos considerar a todas las moléculas de ATP formadas y las moléculas transportadoras formadas en los diversos procesos: 2 ATP (glucólisis) 2 ATP 2 GTP (ciclo de Krebs) 2 ATP 8 NADH2 (cadena respiratoria) 24 ATP 2 FADH2 (cadena respiratoria) 4 ATP 32 ATP 2 NADH2 (critosólico de la glucólisis): * 2NADH2 por lanzadera glicerol -3-fosfato 4 ATP * 2 NADH2 por lanzadera malato-aspartato 6 ATP Como se observa, se pueden resultar 36 o 38 moléculas de ATP, dependiendo del sistema de lanzaderas que utilicen las moléculas de NADH2 citosólicas. 253 BIOLOGÍA 7 RESPIRACIÓN AERÓBICA Retroalimentación 1. Se llama también respiración celular aeróbica: 3. ¿De qué molécula proviene el acetil coenzima A? _____________________________________ _____________________________________ 2. ¿Dónde se realiza el ciclo de Krebs? 4. ¿Cuáles son los productos del ciclo de Krebs? _____________________________________ _____________________________________ Trabajando en clase ZZ Completa el esquema sobre la respiración celular. Reacciones citosólicas Vía ________________ GLUCÓLISIS La ______________ es la principal fuente de energía para los seres vivos. La respiración celular tiene una fase citosólica y otra ___________________ (a nivel de la matriz y a nivel de la membrana interna). AMINOÁCIDOS GLUCOSA ___________________ 2 ATP ________ ________ B-OXIDACIÓN ___________ 2 __________ Membrana interna ___________ Reacciones mitocondriales Ciclo de ______ 2H Dióxido de carbono 2 ATP Organela doble membrana: ________________ Agua 32 ATP Los seres vivos requieren energía para realizar sus actividades. Dicha energía la obtienen a partir de un proceso de oxidación de los nutrientes denominado _________________________ 7 BIOLOGÍA La mayor cantidad de ATP se forma en la cadena respiratoria por un proceso llamado _________________ 254 a 34 ATP ___________ Aceptor final de protones y electrones 4.° año RESPIRACIÓN AERÓBICA Verificando el aprendizaje 1. Sobre la respiración celular, marca la alternativa falsa: a) En eucariontes, el ciclo de Krebs se da en las crestas mitocondriales. b) Requiere de oxígeno en la vía anaeróbica. c) En la fosforilación oxidativa se produce ATP. d) a y b. e) a y c. 2. Señale V o F respecto a la respiración celular. ( ) Es una reacción exergónica. ( ) Se realiza en el citosol y mitocondrias cuando requiere O2. ( ) Sintetiza moléculas complejas. ( ) Lo realizan tanto procariontes como eucariontes. a) V, V, F, V b) V, V, V, F c) V, V, V, V d) V, F, V, F e) F, V, F, V 3. Respecto a la respiración celular aeróbica, señala la alternativa correcta. a) Propio de los organismos menos evolucionados como algas pequeñas, protozoarios y hongos. b) No utiliza O2. c) Es poco energética: una molécula de glucosa dos ATP. d) Tiene procesos sencillos como glucólisis y fermentación. e) a y d. 4. La hexoquinasa, glucosa fosfato isomerasa, 6-fosfofructoquinasa, gliceraldehído - 3 - fosfato deshidrogenasa, fructosa difosfato aldolasa y fosfoglicero mutasa, son enzimas que participan en ____. a) Fotosíntesis b) Ciclo de Krebs c) Glucólisis d) Cadena respiratoria e) Formación de ATP 5. El ciclo de Krebs no origina: a) CO2 b) FADH2 c) Ácido cítrico 4.° año d) NADH2 e) H2O 6. El ciclo de Krebs se inicia con la unión de acetil CoA con ________ para formar ________. a) succinato – succinil CoA b) oxalacetato – citrato c) malato – citrato d) citrato – isocitrato e) fumarato – malato 7. Sabemos que en la respiración aeróbica se forman ____ ATP a partir de 2 piruvatos. a) 38 b) 15 c) 3 d) 18 e) 30 8. La fermentación alcohólica es un proceso que lo realizan las levaduras, las cuales son empleadas en las industrias de la cerveza, ron, whisky; este proceso se realiza a nivel de(l) (la) ______. a) cloroplasto b) cresta mitocondrial c) membrana interna mitocondrial d) matriz mitocondrial e) citosol 9. Señala qué representa la siguiente ecuación: 1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP+ + 2 Pi2 Piruvato + 2NADH2 + 2 ATP a) Fermentación alcohólica b) Fermentación láctica c) Fosforilación oxidativa d) Glucólisis e) Cadena respiratoria 10. Toda cadena respiratoria que comience por el NAD+ conlleva a sintetizar _____ de ATP; pero si empezara por el FAD+ se consiguen solo _____ de ATP. a) 5 moléculas – 3 moléculas b) 2 moléculas – 3 moléculas c) 1 molécula – 2 moléculas d) 3 moléculas – 2 moléculas e) 3 moléculas – 5 moléculas 255 BIOLOGÍA 7 8 Repaso 1. El acetil coenzima A (A – CoA) se une a una molécula de ______ para formar ácido cítrico. a) fumarato b) piruvato c) acetilo d) glucosa e) oxalacetato 2. El trabajo de la mitocondria a nivel celular, tiene como objetivo: a) Degradar glucosa b) Sintetizar CO2 c) Consumir H2O y O2 d) Producir energía como ATP e) Liberar O2 y CO2 3. El papel del oxígeno en las mitocondrias es: a) Transportador de acetil b) Aceptor de hidrógenos c) Formar anhidrido carbónico d) Aceptor final de electrones e) Donador de hidrógenos 5. Toda cadena respiratoria que comience por el NAD+ conlleva a sintetizar _________ de ATP; pero si empezara por el FAD+ se consiguen solo _____ de ATP. a) 5 moléculas – 3 moléculas b) 2 moléculas – 3 moléculas c) 1 molécula – 2 moléculas d) 3 moléculas – 2 moléculas e) 3 moléculas – 5 moléculas BIOLOGÍA 7. Organelo presente en célula vegetal y animal: a) Glioxisoma d) Lisosoma b) Ribosoma e) Centrosoma c) Peroxisoma 8. Es un organoide: a) Centríolo b) Cloroplasto c) Golgisoma d) Mitocondria e) Lisosoma 9. Una diferencia entre ribosoma y lisosoma es: a) Su ubicación celular b) La ausencia de membrana c) Su tamaño d) a y b e) b y c 10. El balance iónico de la bomba Na – K es: a) Entran 2K+; salen 2Na+ b) Entran 3Na+; salen 2K+ c) Entran 2K+; salen 3Na+ d) Entran 3Na+; salen 3Na+ e) Entran 2K+; salen 4Na+ 4. Señala qué representa la siguiente ecuación: 1 glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP+ + 2 Pi2 Piruvato + 2NADH2 + 2 ATP a) Fermentación alcohólica b) Fermentación láctica c) Fosforilación oxidativa d) Glucólisis e) Cadena respiratoria 8 6. Centríolos es a la célula animal como _____ es a la célula vegetal. a) casquete polar d) glioxisoma b) cloroplasto e) celulosa d) vacuola polar 11. La pinocitosis consiste en la __________. a) evacuación de sustancias dañinas b) toma de material sólido del medio c) toma de material líquido del medio d) eliminación de productos anabólicos e) eliminación de desechos no absorbidos 12. Durante la transcripción, la energía necesaria para la síntesis de la cadena de ARN es aportada por _______. a) los ribonucleótidos trifosfatados b) la hebra molde c) los desoxirribonucleòtidos d) el GTP e) Todas las anteriores 256 4.° año REPASO 13. Si se inhibe la peptidil transferasa, se verá afectado el proceso de _______. a) elongación b) aminoacilación c) transcripción d) iniciación de la síntesis de proteína e) la formación del ARNm 14. Es el proceso de formación del ARNm: a) Traducción d) a y c b) Replicación e) a y b c) Transcripción 15. Durante la replicación del ADN, la existencia de una cadena adelantada y una retrasada es ocasionada porque _______. a) la replicación es bidireccional b) el ADN polimerasa solo sintetiza en dirección 5’- 3’ c) la replicación es semiconservativa d) el ARN primasa debe sintetizar al ARN cebador e) la replicación es conservativa 18. Relaciona ambas columnas: I. Núcleo II. Mitocondria para la mem-brana celular III. Microtúbulos IV. Glioxisoma V. Dictiosoma ( ) Saco aplanado ( ) Apoyo elástico ( ) Productor de energía ( ) Oxidación de los ácidos grasos a azúcares ( ) Es el centro que controla la célula a) I, IV, V, II, III b) I, IV, III, II, V c) III, II, V, I, IV d) IV, I, V, III, II e) V, III, II, IV, I 16. ¿Cuál de los siguientes procesos metabólicos ocurre en el núcleo de una célula animal? a) Traducción b) Síntesis de proteínas c) Replicación d) Maduración del ARNm e) Todas las anteriores 19. Relaciona: 1. Lisosoma 2. Ribosoma 3. Peroxisoma 4. Golgisoma 5. Centriolo a) 3, 2, 1, 5, 4 b) 3, 4, 5, 2, 1 c) 1, 2, 3, 4, 5 d) 2, 3, 4, 5, 1 e) 3, 2, 1, 4, 5 17. No se realiza en las mitocondrias: a) Un proceso de oxidación b) Ciclo de Krebs c) Producción de moléculas energéticas d) Digestión Celular e) Cadena transportadora de electrones 20. ¿Cuántos carbonos se producen por cada «vuelta» del ciclo de Calvin en la fase oscura de la fotosíntesis? a) Uno d) Cuatro b) Dos e) Cinco c) Tres ( ( ( ( ( ) Degradación de peróxidos ) Síntesis de proteínas ) Digestión celular ) Forma el huso acromático ) Secreción Celular Bibliografía 1. 2. 3. 4. 4.° año SOLOMON, E. P. Biología. Madrid: McGrau-Hill, 1993 VILLE, Claude Alvin. Biología. México D.F.: Iberoamericana, 1997 AUDESK. Biología. Madrid: Pearson, 2001 LEHNINGER, Albert. Principios de Bioquímica. Madrid: OMEGA, 1992 257 BIOLOGÍA 8 CONSTITUCIÓN POLÍTICA DEL PERÚ (Extractos) La Constitución Política del Perú fue promulgada el 29 de diciembre de 1993. Entró en vigencia el 31 de diciembre de dicho año, al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial El Peruano. TÍTULO I DE LA PERSONA Y DE LA SOCIEDAD CAPÍTULO I DERECHOS FUNDAMENTALES DE LA PERSONA Artículo 1°. La defensa de la persona humana y el respeto de su dignidad son el fin supremo de la sociedad y del Estado. Artículo 2°. Toda persona tiene derecho: 1. A la vida, a su identidad, a su integridad moral, psíquica y física y a su libre desarrollo y bienestar. El concebido es sujeto de derecho en todo cuanto le favorece. 2. A la igualdad ante la ley. Nadie debe ser discriminado por motivo de origen, raza, sexo, idioma, religión, opinión, condición económica o de cualquiera otra índole. 3. A la libertad de conciencia y de religión, en forma individual o asociada. No hay persecución por razón de ideas o creencias. No hay delito de opinión. El ejercicio público de todas las confesiones es libre, siempre que no ofenda la moral ni altere el orden público. ARTÍCULOS DE LA CONSTITUCIÓN PERUANA REFERIDOS A LA FAMILIA. CAPÍTULO II DE LOS DERECHOS SOCIALES Y ECONÓMICOS Artículo 4°. La comunidad y el Estado protegen especialmente al niño, al adolescente, a la madre y al anciano en situación de abandono. También protegen a la familia y promueven el matrimonio. Reconocen a estos últimos como institutos naturales y fundamentales de la sociedad. La forma del matrimonio y las causas de separación y de disolución son reguladas por la ley. Artículo 5°. La unión estable de un varón y una mujer, libres de impedimento matrimonial, que forman un hogar de hecho, da lugar a una comunidad de bienes sujeta al régimen de la sociedad de gananciales en cuanto sea aplicable. Artículo 6°. La política nacional de población tiene como objetivo difundir y promover la paternidad y maternidad responsables. Reconoce el derecho de las familias y de las personas a decidir. En tal sentido, el Estado asegura los programas de educación y la información adecuados y el acceso a los medios, que no afecten la vida o la salud. Es deber y derecho de los padres alimentar, educar y dar seguridad a sus hijos. Los hijos tienen el deber de respetar y asistir a sus padres. Todos los hijos tienen iguales derechos y deberes. Está prohibida toda mención sobre el estado civil de los padres y sobre la naturaleza de la filiación en los registros civiles y en cualquier otro documento de identidad. Artículo 7°. Todos tienen derecho a la protección de su salud, la del medio familiar y la de la comunidad así como el deber de contribuir a su promoción y defensa. La persona incapacitada para velar por sí misma a causa de una deficiencia física o mental tiene derecho al respeto de su dignidad y a un régimen legal de protección, atención, readaptación y seguridad. Artículo 8°. El Estado combate y sanciona el tráfico ilícito de drogas. Asimismo, regula el uso de los tóxicos sociales. Artículo 9°. El Estado determina la política nacional de salud. El Poder Ejecutivo norma y supervisa su aplicación. Es responsable de diseñarla y conducirla en forma plural y descentralizadora para facilitar a todos el acceso equitativo a los servicios de salud. Artículo 10°. El Estado reconoce el derecho universal y progresivo de toda persona a la seguridad social, para su protección frente a las contingencias que precise la ley y para la elevación de su calidad de vida. respete su identidad, así como al buen trato psicológico y físico. Toda persona, natural o jurídica, tiene el derecho de promover y conducir instituciones educativas y el de transferir la propiedad de éstas, conforme a ley. ARTÍCULOS DE LA CONSTITUCIÓN PERUANA REFERIDOS A LA EDUCACIÓN. Artículo 16°. Tanto el sistema como el régimen educativo son descentralizados. El Estado coordina la política educativa. Formula los lineamientos generales de los planes de estudios así como los requisitos mínimos de la organización de los centros educativos. Supervisa su cumplimiento y la calidad de la educación. Es deber del Estado asegurar que nadie se vea impedido de recibir educación adecuada por razón de su situación económica o de limitaciones mentales o físicas. Se da prioridad a la educación en la asignación de recursos ordinarios del Presupuesto de la República. Artículo 13°. La educación tiene como finalidad el desarrollo integral de la persona humana. El Estado reconoce y garantiza la libertad de enseñanza. Los padres de familia tienen el deber de educar a sus hijos y el derecho de escoger los centros de educación y de participar en el proceso educativo. Artículo 14°. La educación promueve el conocimiento, el aprendizaje y la práctica de las humanidades, la ciencia, la técnica, las artes, la educación física y el deporte. Prepara para la vida y el trabajo y fomenta la solidaridad. Es deber del Estado promover el desarrollo científico y tecnológico del país. La formación ética y cívica y la enseñanza de la Constitución y de los derechos humanos son obligatorias en todo el proceso educativo civil o militar. La educación religiosa se imparte con respeto a la libertad de las conciencias. La enseñanza se imparte, en todos sus niveles, con sujeción a los principios constitucionales y a los fines de la correspondiente institución educativa. Los medios de comunicación social deben colaborar con el Estado en la educación y en la formación moral y cultural. Artículo 15°. El profesorado en la enseñanza oficial es carrera pública. La ley establece los requisitos para desempeñarse como director o profesor de un centro educativo, así como sus derechos y obligaciones. El Estado y la sociedad procuran su evaluación, capacitación, profesionalización y promoción permanentes. El educando tiene derecho a una formación que Artículo 17°. La educación inicial, primaria y secundaria son obligatorias. En las instituciones del Estado, la educación es gratuita. En las universidades públicas el Estado garantiza el derecho a educarse gratuitamente a los alumnos que mantengan un rendimiento satisfactorio y no cuenten con los recursos económicos necesarios para cubrir los costos de educación. Con el fin de garantizar la mayor pluralidad de la oferta educativa, y en favor de quienes no puedan sufragar su educación, la ley fija el modo de subvencionar la educación privada en cualquiera de sus modalidades, incluyendo la comunal y la cooperativa. El Estado promueve la creación de centros de educación donde la población los requiera. El Estado garantiza la erradicación del analfabetismo. Asimismo fomenta la educación bilingüe e intercultural, según las características de cada zona. Preserva las diversas manifestaciones culturales y lingüísticas del país. Promueve la integración nacional. Fuente:www.congreso.gob.pe/ntley/Imagenes/ Constitu/Cons1993.pdf VALORES ESENCIALES DEL SER HUMANO Valores básicos. Hay muchísimos valores y formas de clasificarlos, pero los más importantes son: Amor y respeto a la familia: Reúne todos los valores morales, éticos y humanos. . Honestidad: La verdad nos hace libres. Ser sinceros y actuar de acuerdo a nuestras convicciones. Libertad: Tomar decisiones; hacer respetar nuestros derechos y cumplir los deberes que nos corresponden. Lealtad: Implica fidelidad y rectitud en todos nuestros actos en relación a las personas con quienes tratamos. Amor al prójimo: Bondad, tolerancia con las minorías y las opiniones, generosidad, solidaridad, misericordia. Inclusión: No discriminar ni maltratar a nadie por sus creencias, color de piel, situación social o económica, discapacidad, origen, etc. Disciplina: Responsabilidad, buenos hábitos de vida y laboriosidad. Autoestima: Amor y respeto a nosotros mismos, dignidad. Reconocer, desarrollar y emplear bien nuestras capacidades. Perseverancia: Proyectar nuestra vida y cumplir los objetivos trazados. Fe: Espiritualidad, oración y confianza en Dios, sea cual fuere nuestro credo religioso. Respeto al medio ambiente: Proteger nuestros recursos naturales y a los animales domésticos. Fortaleza: Fuerza interior adversidades y las tentaciones. ante las Discernimiento: Analizar las situaciones con la mayor objetividad posible, elegir con serenidad y tomar la mejor decisión. Biología 1 Ciclo celular CICLO CELULAR En los organismos pluricelulares, las células son las unidades fundamentales. Igualmente, nuevas células deben reemplazar a células que mueren, manteniendo las características morfológicas del individuo y cada uno de sus tejidos. Todas las células que intervienen en el crecimiento y mantenimiento de los tejidos constantemente se dividen, permitiendo la formación de nuevas células. Mitosis (la célula se divide) Comienzo del ciclo M La célula se agranda y fabrica nuevas proteínas La célula se prepara para dividirse G1 G2 G0 La célula se detiene R Punto de restricción la célula decide si debe o no seguir el ciclo celular La célula replica su ADN FASES Una célula en crecimiento pasa por un ciclo celular que comprende dos etapas fundamentales: la interfase y la división. ZZ Interfase: Durante esta etapa la célula aumenta de tamaño, duplica sus estructuras y acumula reservas necesarias para la división. Periodo G1: Se caracteriza por un incremento en el volumen citoplasmático, el cual se debe a la formación de nuevas organelas y una intensa síntesis de proteínas. Periodo S (síntesis de ADN): El evento más importante es la duplicación de la cromatina. Periodo G2: Se caracteriza por la acumulación de material energético para la división celular. La duración del ciclo varía considerablemente de un tipo celular a otro. En general los períodos S1 G2 y mitosis son relativamente constantes en diversas células de un organismo. El período G1 es el más variable, puede durar horas, días, meses o años. 4.° año 179 BIOLOGÍA 1 CICLO CELULAR ZZ División Comprende dos etapas: cariocinesis y citocinesis. División Celular Cariocinesis Citocinesis (citoplasmática) Animal Mitosis astral (con aster) Centrosomas Vegetal Mitosis astral (sin aster) Casquete polar Cuerpo intermedio o Fleming Fragmoplasto Mitosis: Proceso de división en el que una célula eucariótica diploide origina dos células hijas iguales diploides (2n). La mitosis permite repartir el ADN duplicando en interfase equitativamente en dos células, por lo que estas resultan iguales genéticamente. FASES DE LA MITOSIS 1. Profase: Se condensa la cromatina y se forman los cromosomas dobles, se desorganiza el nucleolo y la carioteca; los centrosomas duplicados inician la formación del huso a partir de la centrósfera. También se forman fibras del huso a partir del cinetocoro. En las células vegetales el huso lo forman los casquetes polares. 2. Prometafase: La carioteca completamente desorganizada permite la liberación de los cromosomas al citoplasma. El huso acromático se une a los cromosomas mediante los cinetocoros. 1 BIOLOGÍA 180 4.° año CICLO CELULAR 3. Metafase. Al comienzo de la metafase los microtúbulos del huso invaden el área central de la célula y los cromosomas se ubican en la región central celular formando la placa cromosómica ecuatorial. 4. Anafase: El alargamiento de la fibra centrosómica del huso y el acortamiento de las fibras cromosómicas del huso, ocasionan la separación de la cromátides hijas, las cuales migran hacia los polos opuestos de la célula. El centrómero precede al resto del cromosoma hijo, como si fuera transportado por las fibras del huso. 5. Telofase: Los cromosomas se descondensan originando fibras de cromatina que son rodeadas por fragmentos del retículo endoplasmático, las que se fusionan para formar la carioteca. También se forman los nucléolos por los organizadores nucleorales que se encuentran en algunos cromosomas. 4.° año 181 BIOLOGÍA 1 CICLO CELULAR 6. Citocinesis: Luego de la telofase aún persisten los haces de microtúbos (fibras interzonales) en la zona ecuatorial y se entremezclan con vesículas, toda la estructura es el cuerpo intermedio. En el ectoplasma ecuatorial existen un anillo formado por microfilamentos que consumen ATP, su contracción permite la formación de un surco, que se profundiza y divide la célula. De esta manera los componentes se distribuyen entre células hijas. En las células vegetales ocurre la formación del fragmoplasto por la concurrencia de vesículas del complejo de Golgi, que luego se fusionan para formar parte de la membrana de las células hijas; se complementa la formación de la pared entre estas por secreción celular. Retroalimentación 1. Las etapas del ciclo celular son ___________ y ___________. 2. Son las etapas de la interfase: ___________ y ___________. 3. La division del nucleo se denomina ___________ y la division del citoplasma ___________. 4. Las etapas de la mitosis son : ___________, ___________ y ___________. Trabajando en clase Completa: División Celular Animal Vegetal Cariocinesis Citocinesis (citoplasmática) 1 BIOLOGÍA 182 4.° año CICLO CELULAR 2. Ciclo celular Periodos: Interfase Division ____________________________ Tipos: __________________________________ ______________________________________ ________________________________________ ______________________________________ ________________________________________ ______________________________________ ________________________________________ Verificando el aprendizaje 1. Las neuronas se encuentran en un estadio denominado. c) G0 e) M a) G1 b) S d) G2 2. En el punto de control ubicado al final de la fase G1 se revisa que _________. a) el material genético se encuentra intacto b) los cromosomas están unidos al huso acromático c) la repartición del ADN sea adecuada d) los centrosomas se hayan duplicado e) se separe correctamente del citoplasma 3. Señala (V) o (F) según corresponda y marca la secuencia correcta. I. La etapa de mayor duración es la M. II. El ADN se duplica en la fase S. III. La duplicación del tamaño celular se da en G2. a) FVV c) VFF e) FFV b) FFF d) FVF 4. La formación del huso acromático es un evento que ocurre en la: a) Profase c) Metafase e) Telofase b) Prometafase d) Anafase 5. Durante la interfase del ciclo celular eucariótico, ocurren algunos eventos como la duplicación del material genético, por lo cual el volumen nuclear se hace considerablemente más grande. Este evento ocurre durante la fase: c) G2 e) M a) G1 d) S b) G0 6. El evento más importante que ocurre durante la Profase de la primera división meiótica es: a) La condensación de los cromosomas b) La desaparición de la membrana celular 4.° año c) La formación del huso acromático d) El intercambio de información genética e) El apareamiento longitudinal de los cromosomas 7. Durante la _____ del ciclo celular _____. a) interfase – se produce la cariocinesis b) fase G1 – se duplican los centrosomas c) fase G2 – el ADN empieza a liberarse d) fase S – las células se especializan e) fase S – se duplica el ADN 8. Las cromátidas hermanas son dos _____ y se originan durante la etapa _____ de la interfase. a) filamentos de cromatina muy similares – G1 b) filamentos de cromatina iguales – S c) filamentos de cromatina similares – S d) brazos de cromosomas homólogos – S e) brazos de cromosomas – G1 9. La cariocinesis es: a) La división celular en células hijas b) La separación de cromátidas c) La división de componentes nucleares en dos núcleos d) El momento de la separación cromosómica e) El periodo entre la división I y la división II de la meiosis. 10. Sobre la mitosis, señala V o F según corresponda: ( ) Se duplican los cromosomas ( ) Las fibras del huso acromático unen a los cromosomas ( ) Se conserva el número de cromosomas ( ) Las células hijas tienen el mismo volumen que la célula original 183 a) VVVV b) VVVF c) FVVF d) FFVF e) VFVF BIOLOGÍA 1 2 Meiosis y gametogénesis Meiosis y gametogénesis (variabilidad genética ) División celular en la que se forman células hijas con la mitad del número cromosómico del número original. Es decir que de una célula diploide (2n) se forman 4 células haploides (n). Ocurre en los órganos sexuales de animales y plantas. ETAPAS La meiosis es un proceso que implica necesariamente dos divisiones; la primera división meiótica (meiosis I) es una división reductiva que produce dos células haploides a partir de una sola célula diploide. La segunda división meiótica (meiosis II) es una divisón ecuacional que separa las cromátides hermanas de las células haploides. Meiosis I (división reduccional) De una célula (2n) se forman 2 células (n). Profase I: Es la fase más compleja de la meiosis. En el hombre la meiosis puede durar 24 días y sólo la profase I dura de 3 a 14 días. Esta fase compleja presenta los siguientes periodos: 1. Leptonema (lepto= delgado, nema= filamento). Comienza la condensación de la cromatina que presenta engrosamientos denominados cromómeros. Generalmente cromosomas se polarizan adhiriéndose en una región de la envoltura nuclear adoptando la forma de un ramillete. 2. Zigonema (zigo= adjunto, unión). Los cromosomas homólogos se aparean en un proceso llamado sinapsis. Entre los cromosomas apareados se forma una estructura fibrosa proteica llamada complejo sinaptonémico, que permite el apareamiento exacto de los cromosomas homólogos. 2 BIOLOGÍA 3. Paquinema (paqui = grueso). Los cromosomas homólogos constituyen tétradas. Cada cromosoma se observa como un cuerpo doble (formado por dos cromátides). Los cromosomas homólogos realizan el crossing-over (recombinación genética). Es decir, intercambian pequeños segmentos de cromatina (genes). El crossing-over es importante porque permite la variabilidad de los gametos. 4. Diplonema (diplo= doble). Los cromosomas apareados empiezan a separarse, manteniendo puntos de unión llamados quiasmas (kiasma= cruz). 5. Diacinesis (día= a través de, cinesis= movimiento). El número de quiasmas se reduce, los cromosomas se distribuyen uniformemente en el núcleo. Se desorganiza el nucléolo y la envoltura nuclear. 184 4.° año MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS 6. Metafase I: Las parejas de cromosomas homólogos se mueven hacia el centro de la célula y se alinean en esa región. Se encuentran unidos a las fibras del huso con el cinetocoro, formando la doble placa ecuatorial. 7. Anafase I: Los cromosomas homólogos migran hacia los polos celulares. Esta migración se debe al acortamiento de las fibras del huso y se denomina disyunción. 8. Telofase I: Los cromosomas llegan a los polos opuestos; se reorganiza la carioteca y los nucléolos. De esta manera se forman núcleos haploides. La división nuclear es acompañada por la división citoplasmática citocinesis I. Luego de la citocinesis I, las células formadas aumentan su volumen celular y duplican sus centríolos. A este periodo se le llama intercinesis, y está comprendido entre la meiosis I y la meiosis II. Meiosis II (división ecuacional) Origina dos células haploides a partir de una célula también haploide formada durante la meiosis I. ZZ Profase II: Se desorganiza la envoltura nuclear y los nucléolos, se observan cromosomas que constan de dos cromátides unidas a nivel de sus centrómeros. En esta etapa no hay recombinación genética. ZZ Metafase II: Los cromosomas dobles se alinean en la región central de la célula formando una placa ecuatorial. ZZ Anafase II: Las cromatildes de cada cromosoma doble se separan y se desplazan hacia los polos opuestos de la célula, es decir, se reparte en forma equitativa el ADN. ZZ Telofase II: Las cromátides llegan a los polos celulares. Se construyen la envoltura nuclear y los nucléolos. Gametogenesis Proceso de elaboración de gametos (como espermatozoides y óvulos); este proceso se realiza en los testículos y ovarios . 4.° año 185 BIOLOGÍA 2 MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS Retroalimentación 1. La primera etapa de la meiosis es la división ________ y la segunda es la división ________ 2. La meiosis genera la variabilidad genética en las células, por eso produce ________ . 3. El crossing over o recombinación genética se da en él la etapa ________ de la profase I. 4. Las etapas de la profase I son: ________ , ________ , ________ , ________ y ________. Trabajando en clase 1. 2. 3. 4. 5. 6. 2 CUADRO COMPARATIVO Mitosis Meiosis En una división ecuacional que separa las cromátides. 1. La primera etapa de la división _____ y la segunNo hace _____ los cromosomas, no se forman quiasda es una división _____ mas, no hay intercambio genético entre los cromoso- 2. Los cromosomas homólogos se unen (_____) y mas homólogos. forman quiasmas, en estos sitios se efectúa el in___ elementos (células hijas) producidos en cada ciclo. tercambio genético entre los cromosomas. ___ del contenido genético de los productos mitóticos. 3. _____ elementos celulares (gametos o esporas) El número de cromosomas de las células hijas es el ___ producidos por el ciclo. que el número de cromosomas de la célula madre. 4. El contenido genético es__ a las esporas producidas. Los productos mitóticos son capaces de efectuar mito- 5. El número de cromosomas de los productos meiosis. ticos es la__de los cromosomas de la célula madre. 6. Los productos meioticos no pueden experimentar otra división meiótica. BIOLOGÍA 186 4.° año MEIOSIS Y GAMETOGÉNESIS Verificando el aprendizaje 1. El periodo comprendido entre la meiosis I y la meiosis II se llama: a) Citocinesis d) Ciclo celular b) Cariocinesis e) Intercinesis c) Interfase 6. Si a partir de una célula diploide se obtienen cuatro células haploides, se dice que ha ocurrido: a) Mitosis d) Meiosis b) Clonación e) Partenogénesis c) Gemación 2. Los cromosomas homólogos se aparean e intercambian pequeños segmentos de cromatina, durante: a) Interfase c) Profase II e) Paquinema b) Mitosis d) Meiosis II 7. En la división meiótica; cuando los cromosomas no se distribuyen bien (anafase), ¿Qué ocurre? a) Una mutación b) Una célula nace normal y la otra nace anormal c) Una anomalía cromosómica d) Hay células mucho mejor adaptadas e) No ocurre telofase 3. La sinapsis de los cromosomas ocurre durante la ________. a) mitosis c) meiosis II e) intercinesis b) profase I d) interfase 8. ¿En qué etapa se visualiza núcleos haploides? a) Citocinesis d) Intercinesis b) Profase I e) Metafase c) Telofase I 4. Como resultado de la meiosis I, las células hijas de una célula terminal de 24 cromosomas, tendrán _____ cromosomas cada una y al final de la meiosis II, las células tendrán_____ Cromosomas a) 24 y 24 c) 12 y 24 e) 12 y 12 b) 12 y 12 d) 24 y 12 9. La reducción del material genético se da en: a) Profase I c) Anafase II e) Anafase I b) Profase II d) Intercinesis 5. Con respecto a la meiosis, señala lo correcto: a) Luego de la meiosis I se obtienen células diploides. b) En la meiosis I ocurre el crissing over. c) En la anafase II se produce la citocinesis. d) El crossing over se realiza en la telofase I. e) No produce variabilidad. 10. El factor que permite el intercambio de material genético es: a) La citocinesis b) La reproducción asexual c) La presencia de cromosomas homólogos d) La separación de cromátides hermanas e) La mitosis 4.° año 187 BIOLOGÍA 2 3 Genética mendeliana I ANTECEDENTES: DEFINICIÓN ZZ Hipócrates (460 a. C. al 377 a. C.) Herencia de padre a hijo, dijo: «El calvo tendrá hijos que serán calvos». ZZ Aristóteles (384 a. C. al 322 a. C.) Rechaza ideas de Hipócrates, dijo: «El semen tendrá ingredientes de generaciones anteriores» Es la ciencia que estudia la variabilidad y la transmisión de las características hereditarias de una generación a otra; es decir, estudia los genes. CONCEPTOS BÁSICOS: 1. Herencia: GEN + MEDIO AMBIENTE = HERENCIA (Producto) Interacción con su ambiente 2. Cromatina (forma los cromosomas) Estructura filamentosa formada por: ADN, ARN y proteínas. 3. Cromosomas contiene a los genes Es resultado de la duplicación y condensación de la cromatina durante la interfase. Formado por proteínas y ADN. 3 BIOLOGÍA 4. Cromosomas homólogos: par de cromosomas YY Uno es de origen paterno y el otro materno. YY Morfológicamente son iguales. YY Genéticamente son similares. 188 4.° año GENÉTICA MENDELIANA I Partes de un cromosoma 5. Gen = Cistrón (unidad de la herencia) Es el segmento de ADN que controla un determinado carácter. Advertencia pre 6. Locus Es el espacio físico donde encontramos a un determinado gen en el cromosoma. Loci es un conjunto de locus (plural). Con respecto al gen ZZ Mendel los llama factores de la herencia. ZZ Benzer llama cistrón al gen, del cual se conoce como funciona. 7. Alelo: se representa con una letra Son las «alternativas» o variaciones de un gen determinado (carácter). Por ejemplo, el gen que controla el carácter del color de la semilla e la arveja puede ser alelo del color verde o alelo del color amarillo. Pueden ser: a) Alelo dominante (gen dominante – se expresa en homocigosis y heterocigosis). Es muy expresivo, se representa con letras mayúsculas A, B, C, D, etc. Ejemplo semilla amarilla. b) Alelo recesivo (gen recesivo; se expresa en homocigosis). Es poco o nada expresivo, se representa con letras minúsculas, a, b, c, d, etc. Ejemplo Semilla verde. 8. Alelomorfos o alelos YY Par de genes (uno paterno y otro materno). YY Ubicados en cromosomas homólogos. YY Ocupan el mismo locus. YY Son responsables de un mismo carácter (rasgo). 4.° año 189 BIOLOGÍA 3 GENÉTICA MENDELIANA I 9. Homocigotos b) Heterocigoto (alelos diferentes – híbridos Presenta uno dominante y otro recesivo: Aa, Bb, Cc etc. 10. Fenotipo: Es la expresión del genotipo: a) Externas: Son fácilmente observables como el color de ojos, la estatura etc. b) Internas: Como el grupo sanguíneo etc. Es el conjunto de genes que constituye a un organismo. a) Homocigoto (alelos iguales - línea pura) 1. Homocigoto dominante: Ambos genes son dominantes: AA, BB, CC, etc. 2. Homocigoto recesivo: Ambos genes son recesivos: aa, bb, cc, etc. Recuerda GENOTIPO + FACTORES = FENOTIPO AMBIENTALES Gregorio Mendel «El Padre de la Genética» (1822 – 1884) ZZ Johann Mendel, al ingresar como monje agustino adopta el nombre de Gregorio, experimenta con gui- santes Pisumsativum (arveja o chícharos) debido a la facilidad de cultivo y a sus grandes cantidades de descedientes en corto tiempo. ZZ Luego de ochos años de experimentación en 1865 publica Hibridación en plantas, obra donde expone sus principios conocidos actualemente como leyes en una revista de escasa divulgación. ZZ En 1900 redescubren las investigaciones de Mendel, Hugo de Vries (Holanda), Karl Correns (Alemania) y Erick Von Tschermak (Austria) llegando a las mismas conclusiones que Mendel en sus trabajos. ZZ Las siete características estudiadas por Mendel en la arveja. 3 BIOLOGÍA 190 4.° año GENÉTICA MENDELIANA I Retroalimentación 1. La herencia es producto de _______________ ____________________________________. 2. Los cromosomas se forman apartir de ______ ____________________________________. 3. La unidad de la herencia se llama _________o ___________ 4. Un conjunto de locus recibe el nombre de ________________ 5. El fenotipo es igual a ________________ + ________________ Trabajando en clase Primera ley: Ley de la segregación o monohibridismo (Disyunción) Es un cruce monohíbrido porque solo participa un carácter, durante la formación de los gametos en la meiosis los genes alelos se separan o segregan de manera que los gametos solo llevan a uno de los alelos. La ley sostiene: «Al cruzar dos líneas puras que poseen variación de un mismo carácter en la primera generación todos los descendientes adquieren el carácter dominante y al cruzar los híbridos filial 1 (F1) entre si, el carácter dominante se presentara en relación de 3 a 1 con respecto al carácter recesivo». Ejemplo: Trabajemos con el color de la arveja (el amarillo es dominante sobre el verde). AA A A GENOTIPO: _______________ (Aa) ⇒ 100% Expresa ⇒ ⇒ FENOTIPO: Semilla de color amarillo ____________ aa x x Completa la tabla de Punnet: AA × aa A A a a a F1 Aa Aa Aa Aa a Luego cruzo entre F1: parentales (F1 x F1) F1 AA F1 aa x Aa Aa B A A B A A F2 AA Aa A x Aa Aa a B A B aa Fenotipo: 3:1 4.° año 191 BIOLOGÍA 3 GENÉTICA MENDELIANA I GENOTIPO Homocigoto dominante (AA) Heterocigoto (Aa) Homocigoto recesivo (aa) Relación __________ Probabilidad __________ Proporción __________ Porcentaje (%) __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ __________ Expresa ⇒ FENOTIPO Semilla color amarillo (AA, Aa) Semilla color verde (aa) Verificando el aprendizaje 1. El resultado de la interacción entre los genes de un individuo y el ambiente en que se desarrolla se denomina: UNMSM-2002 a) Holotipo c) Cariotipo e) Fenotipo b) Idiotipo d) Genotipo 2. En un cromosoma, la región específicamente localizada donde se encuentra un gen, se llama: UNMSM-2003 a) Locus c) Alelo e) Interbanda b) Loci d) Genoma 3. En los experimentos mendelianos monohíbridos, la: UNMSM-2008-I a) F1 es fenotípicamente uniforme b) F1 es genotípicamente homocigota c) F1 segrega genotípicamente 3:1 d) F1 segrega fenotípicamente 1:2:1 e) F1 segrega fenotípicamente 9:3:3:1 6. Un individuo de ojos azules está casado con una mujer de ojos oscuros, cuyo padre es homocigoto para ojos azules, ¿Cuál será la proporción de hijos de ojos azules que tendrán? UNMSM-1989 a) 1/4 c) 2/4 e) 1/8 b) 3/4 d) 1/2 7. En ciertas plantas, la forma discoide del fruto es un carácter dominante con respecto a la forma esférica; y el color blanco de la cascara es dominante con respecto al verde. Si se cruzan plantas dihíbridas, y se obtienen320 descendientes ¿Cuántas blancas discoides, blancas esféricas, verdes discoides y verdes esféricas se esperan obtener respectivamente? a) 200, 50, 50 y 20 d) 180, 60, 60 y 20 b) 80, 80, 80 y 80 e) 240, 40, 20 y 20 c) 160, 60, 60 y 40 8. Si a un mamífero dihíbrido (heterocigoto) se le realiza el cruce de prueba, en la F1 aparecerán ….. genotipos diferentes. a) 2 c) 8 e) 4 b) 9 d) 6 4. En la mosca del vinagre, las características alas vestigiales (v) y color negro del cuerpo (n) son recesivas de sus alelos silvestres (V y N). si cruzamos dos líneas puras, ¿Cuántos individuos de un total de 400 que pertenecen al F2 tendrían alas vestigiales y cuerpo negro? a) 75 c) 150 e) 300 b) 25 d) 225 9. Planta con la que trabajó Gregorio Mendel: a) Agaricus campestris d) Opuntia ficus indica b) Zea mays e) Cantua buxifolia c) Pisum sativum 5. La proporción genotípica esperada, en la primera generación, de un cruce entre dos heterocigotos es. a) 2:2 c) 9:3:3:1 e) 1:3 b) 1:2:1 d) 2:1:2 10. Representan un alelo dominante y uno recesivo respectivamente a) A c) AB e) b b) Abc d) Ab 3 BIOLOGÍA 192 4.° año 4 Genética mendeliana II Segunda ley: «Ley de la segregación independiente o herencia dihíbrida» (distribución de la libre combinación de factores hereditarios) Participan simultáneamente dos o más caracteres, por lo que se le denomina herencia dihíbrida o polihibridismo. La ley sostiene: Al cruzar dos individuos que difieren en dos o más caracteres, estos se transmiten como si estuvieran aislados unos de otros, de manera que en la segunda generación los genes se recombinan en todas las formas posibles”. Ejemplo: En las semillas de arvejas se sabe que el color amarillo es dominante sobre el verde y la forma lisa sobre la forma rugosa. Aparte indica el F2 del cruzamiento de dos plantas homocigotas, una con semilla amarilla lisa y la otra verde rugosa. Se cruza entre las lineas puras: AABB X aabb ab ab ab anb AB AaBb AaBb AaBb AaBb AB AaBb AaBb AaBb AaBb AB AaBb AaBb AaBb AaBb AB AaBb AaBb AaBb AaBb Luego se cruza entre las F1: 1. Genotipo Dihibrido (AaBb) 100% Heterocigoto para ambos caracteres. Aa A AB b Ab 2. Fenotipo ___________________________ 100 % Bb A b AB Ab Gametos para formar el individuo AaBb 4.° año Completa: Proporción fenotípica: Relación - Probabilidad Amarillos lisos ___________ : Amarillos rugosos ___________ : Verdes lisos ___________ : Verdes rugosos ___________ : 193 __________ __________ __________ __________ BIOLOGÍA 4 GENETICA MENDELIANA II Retroalimentación 1. ¿Cómo se llama la planta con la que trabajó Mendel y cual es su nombre científico? _____________________________________ 3. ¿Cómo se llama la primera ley de Mendel? _____________________________________ 2. ¿Qué es Dihibridismo? _____________________________________ _____________________________________ Trabajando en clase Realiza: los siguientes cruces: P AABB x aabb F. AaBb x AaBb Gametos: _____________x ______________ Gametos: _____________x ______________ G: ___________________________ G: ___________________________ F: ___________________________ F: ___________________________ 4 BIOLOGÍA 194 4.° año GENETICA MENDELIANA II Verificando el aprendizaje 1. El resultado de la interacción entre los genes de un individuo y el ambiente en que se desarrolla, se denomina: UNMSM-2002 a) Holotipo c) Cariotipo e) Fenotipo b) Idiotipo d) Genotipo 2. En un cromosoma, la región específicamente localizada donde se encuentra varios locus se llama: UNMSM-2003 a) Locus c) Alelo e) Interbanda b) Loci d) Genoma 3. En los experimentos mendelianos dihibridos, la: UNMSM-2008-I a) F1 es fenotípicamente uniforme b) F1 es genotípicamente homocigota c) F1 segrega genotípicamente 3:1 d) F1 segrega fenotípicamente 1:2:1 e) F1 segrega fenotípicamente 9:3:3:1 4. En la mosca del vinagre, las características alas vestigiales (v) y color negro del cuerpo (n) son recesivas de sus alelos silvestres (V y N). si cruzamos dos líneas puras, ¿Cuántos individuos de un total de 400 que pertenecen al F2 tendrían alas vestigiales y cuerpo negro? UNMSM-2008-II a) 75 c) 150 e) 300 b) 25 d) 225 5. La proporción genotípica esperada, en la primera generación, de un cruce entre dos heterocigotos es. UNMSM-1996 a) 2:2 c) 9:3:3:1 e) 1:3 b) 1:2:1 d) 2:1:2 4.° año 6. Si se cruzan dos individuos dihíbridos, MmRr, ¿qué proporción genotípica resultará en sus descendientes?UNMSM-1999 a) 1/4 mmRR c) 1/8 MMRR e) 1/4 Mmrr b) 1/8 MmRr d) 1/8 MmRR 7. Un individuo de ojos verdes está casado con una mujer de ojos oscuros, cuyo padre es homocigoto para ojos verdes, ¿Cuál será la proporción de hijos de ojos verdes que tendrán? UNMSM-1989 a) 1/4 c) 2/4 e) 1/8 b) 3/4 d) 1/2 8. Si se tiene el genotipo 1/8 AaBB, ¿Cómo son los genotipos de los padres? UNMSM-2011-I a) AaBb d) AAbb b) AABB e) aaBB c) aabb 9. Si a un mamífero dihíbrido (heterocigoto) se le realiza el cruce de prueba, en la P apareceran ______ genotipos diferentes. UNMSM-2004-II a) 2 c) 8 e) 4 b) 9 d) 6 10. ¿Cuántos gametos diferentes se obtienen del siguiente genotipo? Aa Bb Cc DD Ee ff a) 2 b) 4 c) 6 d) 16 e) 8 195 BIOLOGÍA 4 5 Genética post mendeliana I Antecedentes: Se cruza Parentales: Flores rojas X Flores blancas Thomas Hunt Morgan (1866 -1945), genetista estadounidense. Estudió la historia natural, zoología, y macromutación en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster. Ganó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1933 por demostrar de que los cromosomas son portadores de los genes, lo que se conoce como la Teoría cromosómica de Sutton y Boveri. RR X BB GENOTIPO: RBRBRBRB ⇒ 100% } F1 Expresa ⇒ Fenotipo: Flores rosadas 100% ZZ Ahora se cruza entre F1: Parentales: Flores rosadas X Flores rosadas RB X RB Resultados diferentes a los de Gregorio Mendel. 1. DOMINANCIA INCOMPLETA (herencia intermedia) Hay casos en que ninguna característica de un progenitor es dominante sobre el otro (ningún gen domina totalmente al otro gen) de modo que en el cruce surge un rasgo nuevo típicamente intermedio al de los progenitores. Por ejemplo El cruzamiento de un clavel con flores rojas con otro con flores blancas, da como resultado flores rosadas. GENOTIPO: RR RB RB BB } F2 Expresa: flores flores flores flores rojas rosadas rosadas blancas FENOTIPO: Relación: 1 Probabiliadad: 1/4 Porcentaje: 25 2 2/4 50 1 1/4 25 2. CODOMINANCIA: En este caso el individuo expresa ambos genotipos parentales (padres). Ej: Un individuo con el tipo de sangre AB presenta el antígeno A y el antígeno B a la vez, en sus eritrocitos. Otro ej: Si una planta achira de flores amarillas se cruza con una planta achira de flores rojas, en la descendencia se observan plantas achira de flores amarillas moteadas de rojo. P: Flores Rojas x Flores Amarillas x CACA CRCR F1: CRCA, CRCA, CRCA,CRCA 5 BIOLOGÍA 196 4.° año GENETICA POST MENDELIANA I Genotipo de la F1: 100% heterocigotes Fenotipo de la F1: 100% amarillas moteadas con rojo. Al cruzar individuos de la F1: x CRCA CRCA R R R A R A F2:C C , C C ,C C , CACA La proporción genotípica y fenotípica de la F2 es: 1 : 2 : 1 3. ALELOS MÚLTIPLES Cuando un gen presenta más de dos alelos para un carácter en la población, se ubican en un mismo locus. Ej: El conejo doméstico (Oryctolagus cuniculus) presenta 4 genes alelos para el color de su pelaje. C:Marrón (aguti) Cch: Gris (chinchilla) Ch: Nariz, patas y orejas manchadas con cuerpo blanco(himalaya) c:Albino o blanco La dominancia o jerarquía de expresión es la siguiente: C >Cch>Ch>c 4. HERENCIA SANGUÍNEA En 1900 Karl Landsteiner descubrió la existencia de grupos sanguíneos en la especie humana (en las transfusiones observó, casos en que la sangre se coagulaba y otros no) Desarrolló un sistema al que llamo sistema ABO; razón por la que gano el Premio Novel en Medicina en 1930. 4.° año 197 a) Sistema ABO: 24 Los cuatro grupos sanguíneos: A, B, AB y O están determinados por la ausencia o presencia de uno o dos antígenos (A y B) llamados aglutinógenos localizados en la membrana de los eritrocitos (G.R.). Cuando ingresa al cuerpo un grupo de sangre que no es compatible inmediatamente reaccionan los anticuerpos (aglutininas) llamadas anti-A y anti-B (estos se encuentran en el plasma sanguíneo) sobre el glóbulo rojo extraño, formándose pequeños coágulos observables (hemólisis). BIOLOGÍA 5 GENETICA POST MENDELIANA I SISTEMAS SANGUÍNEOS 1. ABO 2. MNS 3. P 4. Rh 5. Lutheran 6. Kell 7. Lewis 8. Duffy 9. Kidd 10. Diego 11.Cartwirght 12. XG 13.Scianna 14. Dombrock ABO MNS P RH LU KEL LE FY JK DI YT XG SC DO Fenotipo Rh positivo (Rh+) Alelos RR Rr rr Rh negativo (Rh-) FENOTIPO Grupo sanguíneo Alelos AB O ii B Genotipo Homocigoto dominante Heterocigoto Homocigoto recesivo GENOTIPO IAIA IA i IBIB IB i IA IB A SISTEMAS SANGUÍNEOS 15. Colton 16. Landsteiner- Wiener 17.Chido - Rodgers 18.Hh 19.Kx 20.Gerbich 21. Cromer 22. Knops 23. Indian 24. Ok 25.Raph ABREVIATURAS Genotipo ABREVIATURAS CO LW CH-RG H KX GE CROM KN IN OK RAPH Antígeno D Anticuerpo ..... ........ Anti-D ANTÍGENOS ANTICUERPOS EN LOS EN EL PLASMA ERITROCITOS Homocigoto A Heterocigoto Homocigoto B Heterocigoto Heterocigoto A, B Homocigoto recesivo OBSERVACIÓN Anti – B ........ Anti – A ....... ....... Anti – A Anti – B Receptor universal Donador universal b) Sistema Rh El factor Rhesus o antígeno D fue descubierto en 1940 por Landsteiner y Weiner, al aplicar sangre de conejo a la sangre del Mono Macacos rhesus (de ahí deriva el nombre Rh). c) Otros sistemas sanguíneos Nota: ZZ El Rh (+) se encuentra en un 75% de la población aproximada- mente. ZZ Existen 24 sistemas sanguíneos ya que existen más de 200 antí- genos aparte del sistema ABO, pero los mas usados son el ABO y Rh por ser los causantes de reacciones hemolíticas en las transfusiones (RHT), también por la enfermedad hemolítica al recién nacido (EHRN). ZZ Los sistemas Kell, Duffy, Kidd pueden ocasionalmente determinar RHT y EHRN. 5 BIOLOGÍA 198 4.° año GENETICA POST MENDELIANA I HERENCIA LIGADA AL SEXO 1. Definición: Hay caracteres que sin ser caracteres sexuales primarios (órganos genitales, gónadas) o secundarios (barba del hombre, mamas femeninas), solo aparecen en uno de los dos sexos, o si; aparecen en los dos, en uno de ellos son mucho más frecuentes. A estos caracteres se les denomina caracteres ligados al sexo. II. Conceptos previos La especie humana posee 46 cromosomas dispuestos en 23 pares, de esos 23 pares 22 son somáticos o autosomas (heredan caracteres no sexuales) y uno es una pareja de cromosomas sexuales (llamados también heterocromosomas o gonosomas), identificados como XX en las mujeres y como XY en los hombres.Esta pareja de cromosomas sexuales no solo llevan los genes que determinan el sexo, sino que también llevan otros que influyen sobre ciertos caracteres hereditarios no relacionados con el sexo. III.Variantes en la herencia ligada al sexo Los cromosomas sexuales constituyen un par de homólogos (XX en la mujer y XY en el hombre); sin embargo, en el par XY un segmento de cada cromosoma presenta genes particulares y exclusivos (segmento heterólogo, llamado también diferencial o no homólogo), la porción restante de los cromosomas del par XY corresponde al sector homólogo, como se grafica en el esquema siguiente: Sector heterólogo del comosoma X Sector heterólogo del comosoma Y Sector homólogo Los varones sólo llevan un representante de cada gen ubicado en el sector heterólogo del X (en tanto poseen un X) y las mujeres portan dichos genes por pares (en tanto poseen dos X). Por consiguiente, la transmisión y expresión de estos genes dependen del sexo de los individuos. Entonces, la herencia ligada al sexo se refiere a la transmisión y expresión, en los diferentes sexos, de los genes que se encuentran en el sector no homólogo (heterólogo) del cromosoma X heredado del padre. También podemos decir que la herencia ligada al sexo no es más que la expresión en la descendencia de los genes ubicados en aquellas regiones del cromosoma X que no tienen su correspondencia en el cromosoma Y. En el sexo femenino, la presencia de dos cromosomas X hace que los genes contenidos en estos se comporten como si se encontraran en autosomas, con normalidad. 4.° año 199 BIOLOGÍA 5 GENETICA POST MENDELIANA I V. HERENCIA RECESIVA LIGADA AL SEXO 1. Herencia recesiva ligada al cromosoma X. Recuerda YY En la mujer: Para su manifestación es necesa- En los hombres, los cromosomas X e Y se pueden aparear durante la meiosis (en la Profase I) por sus fragmentos homólogos y por tanto se pueden producir entrecruzamientos en esta zona. rio que los dos alelos sean recesivos. YY En el varón: para su manifestación es sufi- ciente la presencia en un alelo. Enfermedades que se manifiestan por este mecanismo: Trastorno ligado al cromosoma X Características Daltonismo: Tipo Deutan Insensibilidad a la luz verde Daltonismo: Tipo Protan Insensibilidad a la luz roja Deficiencia en la coagulación por la carencia del factor de coagulación Hemofilia A VIII Hemofilia B Deficiencia en la coagulación por la carencia del factor de coagulación Enfermedad de Christmas. IX Deficiencia de la enzima sulfatasa, piel reseca y escamosa sobre todo en Ictiosis los brazos y piernas Distrofia muscular: Degeneración muscular y debilidad a veces asociada con retraso mental Tipo Duchenne Deficiencia de la enzima ά galactosidasa, muerte temprana por defectos Enfermedad de Fabry en el corazón y riñones Deficiencia de iduronatosulfatasa, deterioro mental lento, sordera, Síndrome de Hunter estatura pequeña, rasgos faciales toscos, dedos como garras Síndrome de Lesch-Nyhan Retardo mental y muerte temprana Deficiencia de la glucosa 6 fosfato Reacción anémica grave deshidrogenasa (G-6-PD) a) Daltonismo (Xd) Es la incapacidad de distinguir ciertos colores especialmente el verde y el rojo). Se transmite por un gen recesivo ligado al cromosoma X (en la región diferencial del cromosoma X). GENERO GENOTIPO XDXD XDXd XdXd XDY XdY D: Gen normal D: Gen del daltonismo FENOTIPO Normal Portadora Daltónica Normal Daltónico BIOLOGÍA GENOTIPO XHXH XHXh XhXh XHY XhY H: Gen normal h: Gen de la hemofilia FENOTIPO Normal Portadora Hemofilica Normal Hemofílico 2. Herencia ligada al cromosoma Y o herencia holándrica. b) Hemofilia (Xh) Caracterizada por la falta de coagulación de la sangre, debido a la mutación de factores proteicos. Sobre todo afecta a varones, ya que las posibles mujeres con hemofilia no nacen debido a que la combinación homocigota recesiva es letal en estado embrionario. Si un hombre hemofílico se casa con una mujer normal, sus hijos serán normales. 5 GENERO Solo manifestada en varones (de padres a hijos varones), se conocen pocos casos asociados a enfermedades YY Hipertricosis auricular:Abundancia de pelos en las orejas (sobre todo en el lóbulo) y acumulación de grasa. VI. HERENCIA INFLUIDA POR EL SEXO 200 Se expresa tanto en varones como en mujeres. YY La calvicie prematura: Es notoria y frecuente en varones (dominante) y rara (recesiva) en las mujeres. 4.° año GENETICA POST MENDELIANA I GENOTIPO MUJER VARÓN VII. HERENCIA LIMITADA POR EL SEXO Expresada únicamente en un sexo, se heredan tanto en forma autosómica como ligada al sexo; como los genes que desarrollan las mamas en las mujeres y el vello facial en los varones. Homocigote dominante CC Heterocigote Cc El gen de la calvicie es autosómico dominante (presente en los cromosomas autosómicos y no en los cromosomas sexuales). La calvicie además está relacionada con las concentraciones de la testosterona. Homocigote recesivo cc Retroalimentación 1. Menciona las características de la hemofilia ___________________________________ ___________________________________ 3. ¿Cuál es el nombre científico de la mosca de la fruta estudiada por Morgan? ___________________________________ 2. Menciona las características del daltonismo ___________________________________ ___________________________________ 4. La insensibilidad a la luz verde es un daltonismo del tipo _____________ y la insensibilidad a la luz roja es del tipo ____________________ Trabajando en clase La casas reales de Europa durante siglos mantuvieron la costumbre de casar a sus miembros con los de otras casas reales. De modo que una enfermedad padecida por una persona, podía extenderse, a través de los genes, a miembros de otras Cortes de Europa. Este es el caso de la hemofilia. La hemofilia es una enfermedad que hace que, quien la padece, no pueda coagular su sangre tan rápidamente como una persona normal. En general son las mujeres las que la portan y transmiten y los hombres los que la sufren. La reina Victoria I de Inglaterra, fue el miembro más famoso de la realeza europea en ser portadora de la enfermedad, ella no la sufrió pero si parte de su descendencia. De los nueve hijos que tuvo, uno de los varones resultó hemofílico y dos de las hijas portadoras: los príncipes de Inglaterra Leopoldo, Alicia y Beatriz. Siete de los nietos de la reina heredaron este defecto genético; los tres que eran varones murieron y las cuatro mujeres 4.° año 201 BIOLOGÍA 5 GENETICA POST MENDELIANA I propagaron la enfermedad a sus descendientes: Los príncipes de Hesse Federico, Irene y Alix; la princesa Alicia de Inglaterra y, los príncipes Leopoldo, Mauricio y Victoria Eugenia de Bettenberg.La princesa Irene de Hesse, se casó con el príncipe Enrique de Prusia, y dos de sus tres hijos varones padecieron la enfermedad. La princesa Alix de Hesse se casó con el Zar Nicolás II de Rusia, sus cuatro hijas mujeres nacieron sanas, pero su hijo Alexei padeció la enfermedad. La princesa Alicia de Inglaterra se casó con el príncipe Alejandro de Teck, y su único hijo varón, Ruperto padeció la enfermedad. La princesa Victoria Eugenia de Battenberg, se casó con el rey Alfonso XIII de España, de sus cinco hijos varones y dos mujeres, dos varones padecieron la enfermedad. De esta manera, no sólo la enfermedad afectó a la monarquía de Inglaterra, sino también a las de Rusia, Prusia y España. 1. ¿Qué es la hemofilia? _____________________ 2. ¿Cuál es el género que manifiesta la hemofilia? ______________________________ 3. ¿Por qué la reina Victoria I no manifestó la hemofilia? ______________________________________ 4. Del siguiente árbol genealógico menciona seis mujeres portadoras: GENERO GENOTIPO XHXH XDXD XHXh X…Xd XdXd X...X… XHY X…Y X…Y XhY 5 BIOLOGÍA FENOTIPO Normal para la hemofilia ……………… ……………… ……………… ……………… Portadora daltónica ………………. Hemofílica ………………. Daltónico Normal para el daltonismo ………………. 202 4.° año GENETICA POST MENDELIANA I Verificando el aprendizaje 1. Los hijos del primer matrimonio de Juan son del grupo sanguíneo A; los de su segundo matrimonio, AB. ¿Cuáles serán los grupos sanguíneos de Juan, de su primera y su segunda esposa, respectivamente? a) O, A, AB d) O, A, B b) A, B, O e) AB, O, B c) A, O, B 6. Si se casa un hombre de grupo sanguíneo A con una mujer del grupo B, sabiendo que ambos son heterocigotos, sus descendientes podrán tener grupos siguientes: a) Todos AB d) A y B b) A, O e) A, B y AB c) A, B, AB, O 2. ¿Cuál es la probabilidad de que un matrimonio con grupo sanguíneo A, cuyo hijo es del grupo O, pueda tener también hijos del grupo A? a) ½ c) 1 e) 0 b) ¾ d) ¼ 7. ¿Cuál es la probabilidad de que un matrimonio con grupo sanguíneo B, cuyo hijo es del grupo O, pueda tener hijos también del grupo heterocigote? a) 1/2 c) 3/4 e) 1 b) 1/4 d) 0 3. Un tipo de herencia autosómica recesiva es el albinismo. Si consideramos todas las combinaciones posibles en los humanos el número de combinaciones que genera el 25% de los descendientes con fenotipo recesivo es: a) 16 c) 2 e) 1 b) 4 d) 3 8. Los hijos del primer matrimonio de Victor son de grupo sanguíneo AB. ¿Cuáles serán los grupos sanguíneos de Juan, de su primera y segunda esposa, respectivamente? a) A, B d) A, AB b) O, B e) O, A c) AB, O 4. Qué genotipos probables presentarán los descendientes, al factor Rh, del siguiente matrimonio? (Conociendo que el gen Rh+ R es dominante): Fenotipo: Rh+ y Rh+ Genotipo: Rr y Rr a) RR - Rr - Rr - Rr d) Rr - Rr - rr - rr b) Rr - rr - rr - rr e) RR - Rr - Rr – rr c) Rr - Rr - Rr–Rr 9. ¿Cuál es la probabilidad de que un matrimonio conformado por un hombre daltónico y una mujer de visión normal, pero portadora, tenga hijos varones daltónicos? (SM-2002) a) 75% c) 50% e) 100% b) 25% d) 0% 5. Si Sergio presenta un sindrome autosómico y además es daltónico, se casa con una mujer que es portadora del daltonismo, ¿cómo saldrán sus hijas respecto al daltonismo? a) Daltónicos d) daltónicas y portadoras b) Enfermas e) portadora y portadora c) sanas 10. Un hombre con visión normal se casa con una mujer daltónica. El porcentaje de probabilidad de tener hijo e hija daltónicos es, respectivamente: a) 0 y 50 c) 0 y 100 e) 100 y 50 b) 50 y 0 d) 100 y 0 4.° año 203 BIOLOGÍA 5 6 Citogenética ANTECEDENTES: ●● Transiciones: Sucede que la pirimidina (o purina), es substituida por otra: citosina por timina o adenina por guanina. ●● Transversiones:En las cuales una pirimidina es reemplazada por una purina o viceversa. C (T) por A o G o bien A(G) por C o T. Los cromosomas son observados por primera vez en células vegetales por Karl Wilhelm von Nägeli en 1842. Su comportamiento en células animales (de salamandra) lo describió Walther Flemming, el descubridor de la mitosis, en 1882. Otro anatomista alemán, von Waldeye, le dio nombre en 1888. Un ejemplo es la anemia falciforme, debido a la sustitución de una base adenina (A) por el uracilo (U) en el gen correspondiente de la síntesis de la hemoglobina, produciéndose una hemoglobina defectuosa llamada hemoglobina S. En forma homocigota puede ser mortal y en forma heterocigota produce anemia de forma moderada. CONCEPTO: La citogenética es la ciencia que estudia a los cromosomas (estructura, función y comportamiento) La citogenética humana estudia el cariotipo (número y características de los cromosomas) de la especie humana. MUTACIONES: Es el cambio en el material genético de una celula el cual puede ser heredable. Se originan al azar y son importantes para los seres vivos ya que posibilita la evolución. Tambien pueden ser originadas por: A. Agentes mutagénicos (mutágenos) YY Físicos: rayos X, gamma, ultravioleta, radiaciones electromagnéticas e ionizantes. YY Químicas: mostaza nitrogenada, bromuro de etidio, formaldehído. B. Tipos de mutaciones: 1. Mutaciones puntuales: Se producen a nivel del ADN en los genes. Estas son mutaciones en las cuales un par de bases remplaza a otro, se clasifican en: 6 BIOLOGÍA 204 2. Mutaciones cromosómicas: Se producen a nivel de los cromosomas, afectando la estructura o su número produciendo síndromes cromosómicos. Síndrome: Es un conjunto de síntomas y signos clínicos que puede presentar un individuo, originado por mutaciones cromosómicas durante la mitosis y sobre todo en la meiosis. 4.° año CITOGENÉTICA a) Mutaciones en el número de cromosomas ●● Aneuploidía (puede ser somática o sexual) Es la ausencia (monosómico) o presencia de más cromosomas (trisómico). La causa principal es la no disyunción (no separación de cromosomas dando una distribución desigual de los cromosomas produciendo gametos anómalos) durante la anafase de la meiosis I o de la meiosis II. LL Aneuploidia somática: Se da al nivel de los cromosomas somáticos. ●● Síndrome de Patau. También conocido como trisomía 13, trisomía D o síndrome de Bartholin-Patau (47, XX o 47, XY). LL Malformaciones del sistema nervioso: retraso mental severo y epilepsia. LL Malformaciones en cabeza y cuello: microcefalia, ojos muy pequeños (microftalmia) o muy unidos, que incluso se pueden fusionar en uno, labio leporino o paladar hendido, ausencia de la nariz o malformaciones nasales. LL Malformaciones abdominales: hernias umbilicales o inguinales, agenesia renal (uno o dos riñones ausentes al nacer), ausencia de testículos en el escroto o testículos no descendidos. LL Malformaciones cardiacas: válvulas cardiacas anormales. LL Malformaciones en las extremidades: polidactilia, desviación del pie hacia afuera de la línea media, manos en forma de puño (fusión de los dedos). Muerte precoz, poca esperanza de vida. b) Síndrome de Edwards: (trisomía del par 18 (47, XX o 47, XY)) Presencia de un tercer cromosoma 18 ●● Orejas de lobo (orejas de fauno) orejas pequeñas y desubicadas ●● Pelvis estrecha (principal signo de esta trisomía) ●● Manos apretadas, el dedo índice recubre el dedo medio con uñas poco desarrolladas ●● Poco peso al nacimiento ●● Deformaciones en el cráneo y rostro, como la microcefalia, mandíbula pequeña, boca pequeña. ●● Deficiencia del crecimiento ●● Pies convexos (bastón de alpinista) ●● Criptorquidia en niños y en niñas hipertrofia del clítoris, muerte precoz por las malformaciones cardiacas. c) Síndrome de Down: trisomía del par 21, mongolismo (47,XX o 47, XY) Incremento de un cromosoma en la pareja homóloga 21. Es la anomalía autosómica más frecuente, en el recién nacido es dudoso, en el paciente crecido se aprecia completamente: ●● Cráneo pequeño, cara redonda, rasgos faciales orientales con boca entre abierta. ●● Manos cortas y rechonchas hipotonía muscular, presenta línea simiesca (surco palmar) ●● la pubertad se desarrolla normalmente en ambos sexos, las mujeres son fecundas. ●● el cociente intelectual varía según la edad, presentan envejecimiento precoz con transtornos psicóticos. 3. Aneuplodías sexuales (alosomas): Se dan al nivel de los cromosomas sexuales: 4.° año 205 BIOLOGÍA 6 CITOGENÉTICA a) Síndrome de Klinefelter: trisomia XXY (47, XXY) En 1942 Klinefelter describe casos de pacientes masculinos con hipogonadismo e infertilidad y rasgos femeninos. Afectando una de quinientos varones. ●● Talla alta, apariencia delgada, cuerpo con rasgos femeninos. ●● En la niñez y la adultez presentan pene y testículos pequeños. Generalmente son infértiles. ●● presencia de rasgos femeninos hacia los 12 a 13 años (ginecomastia en el 40% de casos) ●● Mentalidad torpe, con posterior desarrollo intelectual normal aunque pueden presentar dificulatades para adaptarse en la sociedad. b) Síndrome del súperhombre Sindrome del criminal trisomia XYY (47, XYY) ●● Jacobs (1965), relacionó la presencia de un cromosoma Y extra, el cual predisponía una conducta agresiva (ciertos asesinos lo presentaban). ●● Los individuos afectados son generalmente muy altos y delgados. La mayoría presenta un acné severo durante la adolescencia. Pueden también problemas antisociales o del comportamiento o tener una inteligencia inferior a la media, son fértiles, este síndrome no es heredable. c) Síndrome de la superhembra: (trisonomia XXX (47,XXX) Descrito en 1959 por Jacobs. ●● Presentan dos corpúsculos de Barr, son fértiles, con pubertad normal, aunque con transtornos en la menstruación (amenorrea secundaria). ●● muchas de las pacientes(2/3 de los casos) se han encontrado en instituciones para retrasados mentales, o a veces presentan fenotipo normal (1/3 de los casos). ●● Talla pequeña d) Síndrome de Turner Monosomia (45,XO) En 1938 Turner descubre un síndrome en que la paciente presenta estatura corta, infantilismo sexual, esterilidad. En la recién nacida: ●● Talla baja, linfedema en manos y pies, cuello membranoso, luego se transforma en cuello de esfinge. ●● En la niña y adolescente: ●● cara triangular, orejas anormalmente grande, maxilar y mandibula angostos. 6 BIOLOGÍA ●● dientes mal implantados ●● pecho amplio con pezones separados a gran distancia, pelvis estrecha. ●● los caracteres sexuales secundarios no aparecen, órganos externos infantiles, vello púbico escaso, atrofia en las gónadas (disgenesia ovárica) ●● retraso mental ●● malformaciones cardiovasculares frecuentes A. Mutaciones en la estructura de cromosomas a) Por perdida o adición de fragmentos YY Deleciones: perdida de un fragmento de un determinado cromosoma, casi siempre letales. Se debe al rompimiento del cromosoma por acción de una radiación (rayos X) o de una sustancia mutagénica. b) Sindrome de Cri du Chat El síndrome del maullido de gato (del francés Cri du Chat – deleccion de un segmento del brazo corto del cromosoma 5. Descrito inicialmente en 1963 por Jérome Lejeune. Caracterizado por un llanto que se asemeja al maullido de un gato al nacer debido a que la laringe es hipoplástica y se va modificando con el tiempo. YY Presenta una microcefalia (cráneo pequeño) YY Retraso mental profundo, C.I. inferior a 20 YY No es tan mortal, muchos llegan a adultos ZZ Duplicaciones: resencia repetida de un fragmento 206 cromosómico (sobre el cromosoma original o sobre otro). 4.° año CITOGENÉTICA El fragmento cromosómico puede volver a unirse al mismo cromosoma, pero invirtiéndose sus extremos, por lo que el cromosoma que sufre estos procesos sigue conteniendo los genes solo que en un orden distinto, con las correspondientes consecuencias debido al fenómeno del crossin gover. Traslocaciones: Se deben a la rotura de un cromosoma, con separación de un fragmento el cual se suelda a otro cromosoma. Puede dar origen a nuevas propiedades. Se sabe que en la drosophila la acción de varias translocaciones ha originado la aparición de nuevas especies. De importancia evolutiva ya que permite la diversificación del material hereditario (por mutación posterior). b) Por cambio en la localización de fragmentos Inversiones: Retroalimentación 1. Síndrome de Turner (monosomia …………..) 3. Síndrome de Down (trisomía …………………) 2. Sindrome del ………………..) 4. Síndrome de Klinefelter (trisomia ……………) criminal (trisomía Trabajando en clase TIPO DE MUTACIÓN Trisomía 21 CARIOTIPO 47, XX, +21 SÍNDROME Mujer Down 47, XY, +21 47, XX, +….. ……………………. 47, XY, +….. ……………………. 47, XX, + 13 ……………………. 47, XX, + 13 ……………………. Trisomía 18 Trisomía ……. 4.° año 207 CARACTERISTICAS Rasgos faciales orientales con boca entreabierta. Manos cortas y rechonchas hipotonía muscular, presenta línea simiesca. Orejas de lobo o de fauno, pelvis estrecha principal signo de esta trisomía, pies convexos (bastón de alpinista) Microcefalia, ojos muy pequeños (microftalmia) o muy unidos que incluso se pueden fusionar en uno,polidactilia. BIOLOGÍA 6 CITOGENÉTICA Verificando el aprendizaje 1. En referencia a la herencia ligada al sexo, relaciona las columnas y marca la secuencia correcta. I. Síndrome de Klinefelter II. Ictiosis III. Hipertricosis IV. Síndrome de Turner A) Formación de pelos en la oreja B) Cariotipo con 45 cromosomas C) Presencia de gonosomas D) Escamas y cerdas en la piel a) IB, IIC, IIID, IVA b) ID, IIA, IIIB, IVC c) IA, IIB, IIID, IVC d) IC, IID, IIIA, IVB e) IC, IIA, IIIB, IVD 2. El síndrome de Down es un desorden genético que ocurre en algunas personas debido a la _______ dando lugar a gametos con un cromosoma_______ . Las personas con este síndrome presentan_____ homólogos de este cromosoma. a) no disyunción del cromosoma 21 – adicional – tres b) no disyunción del cromosoma 21 – menos - un c) no disyunción del cromosoma X - adicional – tres d) mutación puntual en el cromosoma 21 – alterado -tres e) mutación puntual en el cromosoma X – alterado –un 3. Relacionar: I. Síndrome de Turner II. Síndrome de Down III. Síndrome de Edwards ( ) Trisomía 21 ( ) Trisomía 18 ( ) Monosomía 25 a) 1, 2, 3 c) 3,1, 2 b) 1, 3, 2 d) 2, 3,1 BIOLOGÍA 6. Una aneuploidia es producto de: a) No disyunción b) Delección c) Inversión d) Mitosis normal e) Meiosis normal 7. Si un ovocito 24X es fecundado por acción de un espermatozoide 23Y, el resultado será: a) Mujer – monosómica sexual b) Varon –trisómico sexual c) Mujer – monosómica somática d) Varón – trisómico somático e) Mujer – síndrome de Turner 8. Síndrome caracterizado por presentar 45, XO con baja estatura, no presenta cuerpos de Barr, infertilidad y retardo mental. Nos referimos a: a) Síndrome de Klinefelter b) Síndrome de la superhembra c) Síndrome de Cri du Chat d) Síndrome de Turner e) Síndrome de Patau 9. Si una persona presenta, 47, XX, + 13, será: a) Mujer Patau b) Hombre Patau c) Hombre Edwards d) Mujer Down e) Hombre Down e) 2, 1, 3 4. Si una mujer presenta un gameto 24, x+21, y si se fecunda, su hijo tendría: a) Síndrome de Down b) Síndrome de Turner c) Síndrome de Patau d) Síndrome de Edwards e) Síndrome de Klinefelter 6 5. La ausencia de un cromosoma sexual X o Y en cariotipo es un caso de: a) Hiperploidia b) Monosomía somática c) Polisomía sexual d) Trisomía autosómica e) Monosomía sexual 10. ¿Cuál será el cariotipo del síndrome de Klinefelter? a) 45, XO b) 47, XY c) 47, XXY d) 47, XYY e) 47, XX 208 4.° año 7 Embriología ESTADIOS DEL DESARROLLO El desarrollo es un proceso contínuo que comienza desde el estadio de cigote hasta terminar con la muerte del individuo. Son inherentes a este proceso el crecimiento y la diferenciación celular, fenómenos simultáneos que convierten al cigote en una célula única. 1. División: el desarrollo prenatal se divide en tres etapas ZZ Período pre embrionario: Desde la fecundación hasta la tercera semana de gestación ZZ Período embrionario: Desde la cuarta hasta la octava semana de gestación ZZ Período fetal: Desde la novena semana hasta el nacimiento A. Período pre embrionario: Se divide en 3 semanas: 1. Primera semana: Aquí tenemos los siguientes periodos YY Fecundación Se realiza en la porción más dilatada de la ampolla de la trompa de Falopio. Activación y capacitación. El espermatozoide empieza su capacitación al mezclarse con las secreciones genitales. El acrosoma sufre una reacción enzimática y libera hialuronidasa y acrosina siendo apto para la fecundación. Cuando un espermatozoide atraviesa la corona radiada y la zona pelúcida(capa vitelina), se funden las membranas del óvulo y del espermatozoide. En cuanto penetra un espermatozoide, la membrana del ovocito se torna impenetrable y la zona pelúcida modifica su estructura. Fusión de los Pronúcleos (anfimixia) La cabeza del espermatozoide aumenta de tamaño y llega a igualar el tamaño del núcleo del óvulo. El material genético se junta y cuando esto sucede se produce la fecundación. YY Segmentación Dura siete días seguido el óvulo progresa por la trompa de Falopio gracias a los movimientos peristálticos de la trompa y los cilios que le permiten el desplazamiento. Un trastorno en la movilidad puede generar un embarazo extrauterino. El día siete el huevo se tiene que terminar de implantar, para esto tiene que llegar hasta la cavidad uterina. Hasta entonces se nutre de la leche tubárica. 4.° año 209 BIOLOGÍA 7 EMBRIOLOGÍA LL Implantación El día cinco o seis posfecundaciónaprox, el blastocisto se fija dentro del epitelio endometrial. La blástula, al implantarse, busca los vasos y se mete en la mucosa uterina (anidación). En cuanto se fija en este epitelio, rápidamente comienza a proliferar el trofoblasto. 2. Segunda semana: Formación del disco bilaminar constituido por el ectodermo y el endodermo. El octavo día se producen cambios en el embrioblasto. 1) Se forma el disco embrionario: a) Ectodermo, formado por células cilíndricas altas, que diferenciarán la cavidad amniótica. b) Endodermo, formado por células cuboidales adyacentes, debajo del ectodermo. Diferenciarán la cavidad vitelina primaria. 2) Del endodermo migrarán el treceavo día células que forman una membrana exocelómica o de Heuser que constituirá la cavidad vitelina definitiva. Los restos del saco vitelino primario se disgregará, quedando el quiste exocelómico. 3) El blastocele pasará a llamarse cavidad exocelómica. Mientras se dan estos cambios en el embrioblasto, en el sincitiotrofoblasto comienzan a formarse lagunas interconectadas (lagunas trofoblásticas). Las células se introducen cada vez más en el estroma y se produce la erosión de los capilares maternos, estos se hallan congestionados y dilatados, recibiendo el nombre de sinusoides. Se comunican las lagunas y sinusoides, luego ocurrirá la Formación del mesodermo extraembrionario. 3. Tercera semana: Formación del disco trilaminar constituido por el ectodermo, el mesodermo y el endodermo. Aparece la tercera hoja blastodérmica, el mesodermo intraembrionario. Se da en la tercera semana. Comienza el treceavo día posfecundación. En la porción media del disco embrionario se engruesan células del ectodermo (nudo de Hensen) y se prolonga linealmente formando una línea de epiblastos que se conoce como surco o línea primitiva, a partir de la cual surgirán células mesoblásticas que quedarán entre el ectodermo y el endodermo, constituyendo el mesodermo intraembrionario. Los mesoblastos no se situarán en dos zonas donde el ectodermo y el endodermo están soldados, estas zonas son las futuras membrana bucofaríngea y membrana anal o cloacal. Se pueden distinguir dos zonas, una porción cefálica (más ancha) y una porción caudal. El nudo de Hensen progresará en dirección cefálica y constituirá la notocorda, que es un cordón nervioso B. Período embrionario En la cuarta semana, el embrión es ya visible sin microscopio. Mide más de dos milímetros y está incluido en la cavidad amniótica que le rodea por completo, a excepción del lugar ocupado por el punto que lo une a la placenta, llamado cordón umbilical, originado a partir del saco vitelino. 7 BIOLOGÍA 210 4.° año EMBRIOLOGÍA C. PERÍODO FETAL Este período (que va desde las nueve semanas hasta el nacimiento) se caracteriza por un intenso crecimiento y por cambios marcados en las relaciones que guardan los diferentes segmentos del cuerpo del feto. El predominio inicial de la cabeza pierde importancia conforme el desarrollo del tronco se convierte en un factor fundamental en el crecimiento inicial del feto. Más adelante, un desarrollo relativamente mayor de las extremidades cambia las proporciones de las diferentes regiones del cuerpo. Durante la primera parte del período fetal todo el cuerpo está desprovisto de vello y es muy delgado ya que no tiene depósitos de grasa. Hacia la mitad del embarazo, los contornos de la cabeza y la cara se parecen ya a los del recién nacido y el abdomen se comienza a abultar. Es solo a partir de la semana veintisiete que se deposita grasa por debajo de la piel, lo que hace que los contornos del cuerpo se redondeen. La cabeza es casi la mitad de la longitud del feto. El cuello está flexionado hacia adelante en un ángulo de cerca de 30 grados. Los genitales externos están presentes, pero aún no están diferenciados. Nueve semanas.- El cuello se desarrolla y el mentón se separa del pecho. El cuello está flexionado hacia adelante en un ángulo de 22 grados. Los párpados se encuentran y se fusionan. Los genitales externos comienzan a mostrar diferencias según el género del bebé. Se producen los primeros movimientos musculares. Diez semanas.- La flexión del cuello es de cerca de 15 grados. Los genitales externos ya están diferenciados según el género. Aparecen las uñas. Los párpados siguen fusionados. Se forman los primordios de los dientes permanentes. Los dientes caducos («de leche») están en una etapa precoz del desarrollo. 4.° año 211 BIOLOGÍA 7 EMBRIOLOGÍA Once semanas.- La flexión del cuello es de 8 grados. Comienza a desarrollarse el puente de la nariz. Los riñones comienzan a segregar orina que pasa por el sistema urinario del feto hacia el líquido amniótico. Doce semanas.- El feto tiene casi 7.5 cm de longitud y pesa entre 14 y 28 gramos. El cuello está casi erguido y bien definido. La oreja está comenzando a formarse y se ha desplazado hasta ocupar su posición definitiva en la cabeza. Comienza a verse que el feto traga líquido amniótico. El feto puede responder a la estimulación de su piel. Cuatro meses.- La piel es delgada, traslúcida, pueden verse los vasos sanguíneos debajo de ella. La nariz está casi completamente formada. El bebé comienza a chuparse el pulgar. Los ojos se han desplazado hacia la parte frontal de la cara. Las piernas son más largas que los brazos. Aparece un fino vello en el cuero cabelludo (lanugo). Las uñas de la mano están bien formadas y las de los pies están comenzando a formarse. Aparecen los pliegues en la piel de las palmas y las plantas. La madre puede percibir los movimientos del bebé. El peso es de 200 g y la talla de 25 cm. El latido cardiaco puede ser oído con un estetoscopio. Cinco meses.- Aparecen las huellas digitales en manos y pies. Comienza a depositarse una película grasosa sobre la piel (vernix caseosa). El abdomen comienza a verse más abultado. Se desarrollan los párpados y las cejas. El vello fino (lanugo) cubre la mayor parte del cuerpo. Los testículos del bebé varón comienzan a descender hacia la bolsa (escroto). El bebé ha adquirido nuevas habilidades, como reaccionar ante la música y los sonidos fuertes, es decir, ya puede oír. Percibe con claridad los sonidos internos de la madre, su voz y las de las personas que están cerca. Alcanza a percibir algunos sonidos del entorno. Ya tiene la capacidad de almacenar información en la memoria y la de reaccionar ante los estímulos. Su capacidad para sentir con la piel aumenta. 7 BIOLOGÍA 212 4.° año EMBRIOLOGÍA Seis meses.- La piel se ve arrugada y roja. Se oscurecen los vellos del lanugo. Comienza a producirse una sustancia en el pulmón (surfactante) que es definitiva para la supervivencia en el medio externo. Siete meses.- El feto tiene casi 40 cm de longitud y pesa cerca de 1,8 kg. Los órganos internos están más completamente desarrollados. El cuerpo se ensancha. Los párpados comienzan a abrirse, y las pestañas están bien desarrolladas. Todo el aparato visual está completamente desarrollado. El bebé puede ver. Los huesos están bien desarrollados pero aún son blandos y flexibles. Los cabellos comienzan a alargarse (más largos que el lanugo). Ocho meses.- La piel es rosada y lisa. Los ojos muestran ya el reflejo de las pupilas cuando son estimulados por la luz. Las uñas han alcanzado la punta de los dedos. Los testículos entran en el escroto. Termina el proceso de maduración del pulmón, con la producción de surfactante suficiente para soportar la vida extrauterina. Aparece la capacidad de succión efectiva. El sistema nervioso está preparado para funcionar a través de una compleja red de células interconectadas que envían señales. Nueve meses.- El feto tiene casi 48 cm de longitud y pesa cerca de 2,7 kg. Las uñas de los pies han alcanzado la punta de los dedos. El cabello es más denso y largo. La mayor parte del lanugo que cubre el cuerpo se ha desprendido. La piel está cubierta de vérnix caseoso. El punto de unión del cordón umbilical está en el centro del abdomen. Hay cerca de un litro de líquido amniótico. La placenta pesa cerca de 500 gramos. Las uñas de las manos se extienden más allá de las puntas de los dedos. Los botones mamarios son prominentes y pueden segregar una sustancia similar a la leche («leche de brujas»). La piel pierde la apariencia arrugada, ahora es más suave y lisa. Los ojos tienen un color gris azulado. Normalmente cambian de color después del nacimiento. DERIVADOS DE LAS HOJAS GERMINATIVAS 1. Ectodermo: SNC, SNP, epitelio sensorial del oído, nariz y ojo, epidermis, hipófisis, glándulas mamarias y sudoríparas, esmalte de los dientes y médula suprarrenal. 2. Endodermo: Revestimiento epitelial del tubo digestivo, del aparato respiratorio y de la vejiga, tiroides, páncreas, hígado y paratiroides. 3. Mesodermo: Tejido muscular, (cartílago, huesos) tejido conjuntivo, riñones, gónadas y sus conductos, bazo y corteza suprarrenal, aparato cardiovascular. 4.° año 213 BIOLOGÍA 7 EMBRIOLOGÍA PARTO El período de gestación dura 40 semanas en promedio (de 38 a 42 semanas) desde la fecha de la fecundación. El parto es el proceso por el cual, el feto, la placenta y las membranas fetales son expulsadas del aparato reproductor de la mujer. El trabajo de parto se inicia con contracciones rítmicas y fuertes del miometrio. La liberación de oxitocina por la neurohipófisis incrementa la potencia y la duración de estas contracciones uterinas. El trabajo de parto se divide en tres períodos: ZZ Período de dilatación: Desde que hay signos de dilatación progresiva del cuello uterino, hasta la dilatación cervical completa (10 cm). ZZ Período de expulsión: Comienza con la dilatación completa y termina con el nacimiento. ZZ Período de alumbramiento: En el cual se expulsan la placenta y las membranas fetales, alrededor de veinte minutos después del nacimiento. LACTANCIA: Los estrógenos y progesterona secretados por la placenta contribuyen al desarrollo de la glándula mamaria, este proceso es también estimulado por el aumento de los niveles de prolactina que se observan durante el embarazo. La secreción de leche puede iniciarse tan tempranamente como a los cinco meses de gestación, pero la mayor secreción se produce después del parto, por acción fundamentalmente de la prolactina y oxitocina. Retroalimentación 1. Ovulación: ______________________________________ ______________________________________ 3. Blástula ______________________________________ ______________________________________ 2. Gonadotropina coriónica: ______________________________________ ______________________________________ 4. Mórula ______________________________________ ______________________________________ 7 BIOLOGÍA 214 4.° año EMBRIOLOGÍA Verificando el aprendizaje 1. Ciencia que estudia el desarrollo humano desde la concepción hasta el nacimiento ______: a) Histología d) Citología b) Anatomía e) Pediatría c) Embrología 2. La _______ es la unión o fusión de gametos (óvulo y espermatozoide) que da origen al cigoto. a) fecundación b) coito c) blástula d) cigoto e) mórula 3. El ectodermo da origen a: a) Dermis de la piel b) Nervios y tejido nervioso c) Epitelio de nariz, boca y ano d) Epidermis de la piel e) Epitelio del tubo digestivo, tráquea y pulmones 4. Señale la(s) relacion(es) correcta(s): a) Menarquia: primera mestruación b) Parto: Expulsión del feto del útero c) Ciclo ovárico: Maduración de los folículos d) Alumbramiento: Expulsión de la placenta y membranas fetales e) Todas. 5. El sistema nervioso tiene su origen en: a) Ectodermo b) Endodermo c) Mesodermo d) Celoma e) Mórula 4.° año 6. Son espacios membranosos donde se encuentran dos o más suturas craneales en el feto. a) Fontanela b) Glabela c) Celoma d) Tórax e) Ectodermo 7. El disco Trilaminar aparece a partir de la _____ mientras que el período embrionario inicia _____. a) tercera semana – cuarta semana b) tercera semana – quinta semana c) segunda semana – quinta semana d) segunda emana – cuarta semana e) quinta semana – sexta semana 8. El peso normal de un recién nacido varia entre: a) 1000 g – 2000 g b) 2000 g – 2500 g c) 2500 g – 3500 g d) 1500 g – 2500 g e) 2000 g – 3000 g 9. Un celoma es: a) Una membrana embrionaria b) Una cavidad corporal c) Un periodo embrionario d) Un órgano fetal e) La unión de gametos 10. El periodo fetal se inicia en: a La segunda semana b) La quinta semana c) La octava semana d) La novena semana e) La decimoctava semana 215 BIOLOGÍA 7 8 Repaso 1. Al final del periodo G2 del ciclo celular, la célula: a) Contiene (n) moléculas de ADN b) Se ha duplicado c) Contiene (2n) moléculas de ADN d) Inicia la división celular e) Contiene 2 (2n) moléculas de ADN 2. En relación a la fase de la mitosis, relaciona las columnas 1. Los centriolos llegan a los polos 2. Separación de las cromátides 3. Placa metafasica 4. Formación de las dos células hijas a. Telofase b. Profase c. Metafase d. Anafase a) 1d, 2c, 3b, 4a d) 1c, 2d, 3b, 4a b) 1c, 2a 3d, 4b e) 1b, 2d, 3c, 4a c) 1a 2c, 3b, 4d 3. Sobre la mitosis, señala V o F según corresponda. ( ) Se duplican los cromosomas ( ) Las fibras del huso acromático unen a los cromosomas ( ) Se conserva el número de cromosomas ( ) Las células hijas tienen el mismo volumen que la célula original a) VVVV c) FVVF e) VFVF b) VVVF d) FFVF 4. La cariocinesis es: a) La división celular en células hijas b) La separación de cromátides c) La división de componentes nucleares en dos núcleos d) El momento de la separación cromosómica e) El periodo entre la división I y la división II de la meiosis. 5. La sinapsis de los cromosomas ocurre durante la ______. 8 BIOLOGÍA a) mitosis b) meiosis I c) meiosis II d) interfase e) intercinesis 6. Cuando se cruzan cuyes negros heterocigotos, la fracción de la de cuyes negros en la descendencia sería: a) 1/2 c) 2/3 e) 1/4 b) 1/3 d) 3/4 7. Los alelos R = flor roja y B = flor blanca corresponden a la planta Mirabilis jalapa (Don Diego) y el cruce entre dos razas puras; sabiendo que hay herencia intermedia, entonces no podemos afirmar que: a) En la F1 todas las flores son rosadas. b) En la F2 hay segregación 1: 2 : 1. c) En este tipo de herencia no hay recesividad. d) En la F1 hay uniformidad de carácter. e) En la F2 hay segregación en la proporción 3: 1. 8. Al realizar un Backcross se obtuvo en la F1 una proporción 1 : 1 entre heterocigotos y homocigotos recesivos. Esto nos permite afirmar que los progenitores en estudio fueron: a) Homocigotos dominantes b) Heterocigotos c) Homocigotos recesivos d) Codominantes e) Epistáticos 9. En el cruce de un cuy negro de pelo corto (NNCC) con un cuy pardo de pelo largo (nncc) la proporción fenotípica en la F2 es de: a) 1 : 2 : 1 d) 8 : 4 : 3 : 1 b) 3 : 1 e) 9 : 2 : 2 : 3 c) 9 : 3 : 3 : 1 10. Si en el caso anterior, en la F2 hubieron 64 descendientes. ¿Cuántos cuyes fueron pardos de pelo corto? a) 8 c) 4 e) 24 b) 36 d) 12 216 4.° año REPASO 11. Al cruzar toros de la raza shorthorn; uno rojo RR con otro blanco: rr en la F1 se obtiene toros ruanos: Rr. Esto es un ejemplo de: a) Dominancia incompleta b) Codominancia c) Dominancia parcial d) A o C e) B o C 12. Una mujer portadora de la hemofilia se casa con un varón normal. ¿Cuál será la proporción de varones hemofílicos de sus hijos? a) 1/2 d) 1/4 e) 1/6 b) 1/3 c) 1/5 13. Ana es una mujer aparentemente normal cuyo padre sufría ceguera a los colores, se casa con un hombre con ceguera para los colores, ¿Cuál será el porcentaje de las hijas con ceguera para los colores? a) 10% c) 50% e) 100% b) 25% d) 75% 14. ¿Cuál será el genotipo para una mujer portadora para el daltonismo? a) XdXd c) XDXd e) XDXD b) XDY d) XdY 15. ¿Cuál será el genotipo para un varón sano y una mujer sana con relación al daltonismo? a) XdY – XDXD d) XDY – XDXD b) XDY – XDXd e) XDY – XDXd c) XdY – XDXD 16. En referencia a la herencia ligada al sexo, relaciona las columnas y marca la secuencia correcta. i. Síndrome de Klinefelter ii. Ictiosis iii.Hipertricosis iv. Síndrome de Turner a) Formación de pelos en la oreja b) Cariotipo con 45 cromosomas c) Presencia de gonosomas d) Escamas y cerdas en la piel a) Ib, IIc, IId, IVa d) Ic, IId, IIa, IVb b) Id, IIa, IIb, IVc e) Ic, IIa, IIb, IVd c) Ia, IIb, IId, IVc 17. También llamado Síndrome del maullido de gato: a) Síndrome de Cri du Chat b) Síndrome del Supermacho c) Síndrome de la Superhembra d) Síndrome de Prader Willis e) Síndrome de Filadelfia 18. Desorden entre las posiciones de los cromosomas 9 y 22 a) Síndrome Klinefelter b) Síndrome Patau c) Síndrome Filadelfia d) Síndrome de Down e) Síndrome Cri du Chat 19. Espacios membranosos donde se encuentran dos o más suturas craneales en el feto: a) Fontanela d) Tórax b) Glabela e) Ectodermo c) Celoma 20. El disco Trilaminar aparece a partir de la ______ mientras que el período embrionario inicia ______. a) tercera semana – cuartasemana b) tercera semana – quintasemana c) segunda semana – quinta semana d) segunda semana – cuarta semana e) quinta semana – sexta semana Bibliografía 1. Solomon. II edición. Biología. 2. VILLE. 8va edición. Biología. 3. AUDESIRK, Audisivk Byers. 2da edición. 4.° año 217 BIOLOGÍA 8 CONSTITUCIÓN POLÍTICA DEL PERÚ (Extractos) La Constitución Política del Perú fue promulgada el 29 de diciembre de 1993. Entró en vigencia el 31 de diciembre de dicho año, al día siguiente de su publicación en el Diario Oficial El Peruano. TÍTULO I DE LA PERSONA Y DE LA SOCIEDAD CAPÍTULO I DERECHOS FUNDAMENTALES DE LA PERSONA Artículo 1°. La defensa de la persona humana y el respeto de su dignidad son el fin supremo de la sociedad y del Estado. Artículo 2°. Toda persona tiene derecho: 1. A la vida, a su identidad, a su integridad moral, psíquica y física y a su libre desarrollo y bienestar. El concebido es sujeto de derecho en todo cuanto le favorece. 2. A la igualdad ante la ley. Nadie debe ser discriminado por motivo de origen, raza, sexo, idioma, religión, opinión, condición económica o de cualquiera otra índole. 3. A la libertad de conciencia y de religión, en forma individual o asociada. No hay persecución por razón de ideas o creencias. No hay delito de opinión. El ejercicio público de todas las confesiones es libre, siempre que no ofenda la moral ni altere el orden público. ARTÍCULOS DE LA CONSTITUCIÓN PERUANA REFERIDOS A LA FAMILIA. CAPÍTULO II DE LOS DERECHOS SOCIALES Y ECONÓMICOS Artículo 4°. La comunidad y el Estado protegen especialmente al niño, al adolescente, a la madre y al anciano en situación de abandono. También protegen a la familia y promueven el matrimonio. Reconocen a estos últimos como institutos naturales y fundamentales de la sociedad. La forma del matrimonio y las causas de separación y de disolución son reguladas por la ley. Artículo 5°. La unión estable de un varón y una mujer, libres de impedimento matrimonial, que forman un hogar de hecho, da lugar a una comunidad de bienes sujeta al régimen de la sociedad de gananciales en cuanto sea aplicable. Artículo 6°. La política nacional de población tiene como objetivo difundir y promover la paternidad y maternidad responsables. Reconoce el derecho de las familias y de las personas a decidir. En tal sentido, el Estado asegura los programas de educación y la información adecuados y el acceso a los medios, que no afecten la vida o la salud. Es deber y derecho de los padres alimentar, educar y dar seguridad a sus hijos. Los hijos tienen el deber de respetar y asistir a sus padres. Todos los hijos tienen iguales derechos y deberes. Está prohibida toda mención sobre el estado civil de los padres y sobre la naturaleza de la filiación en los registros civiles y en cualquier otro documento de identidad. Artículo 7°. Todos tienen derecho a la protección de su salud, la del medio familiar y la de la comunidad así como el deber de contribuir a su promoción y defensa. La persona incapacitada para velar por sí misma a causa de una deficiencia física o mental tiene derecho al respeto de su dignidad y a un régimen legal de protección, atención, readaptación y seguridad. Artículo 8°. El Estado combate y sanciona el tráfico ilícito de drogas. Asimismo, regula el uso de los tóxicos sociales. Artículo 9°. El Estado determina la política nacional de salud. El Poder Ejecutivo norma y supervisa su aplicación. Es responsable de diseñarla y conducirla en forma plural y descentralizadora para facilitar a todos el acceso equitativo a los servicios de salud. Artículo 10°. El Estado reconoce el derecho universal y progresivo de toda persona a la seguridad social, para su protección frente a las contingencias que precise la ley y para la elevación de su calidad de vida. respete su identidad, así como al buen trato psicológico y físico. Toda persona, natural o jurídica, tiene el derecho de promover y conducir instituciones educativas y el de transferir la propiedad de éstas, conforme a ley. ARTÍCULOS DE LA CONSTITUCIÓN PERUANA REFERIDOS A LA EDUCACIÓN. Artículo 16°. Tanto el sistema como el régimen educativo son descentralizados. El Estado coordina la política educativa. Formula los lineamientos generales de los planes de estudios así como los requisitos mínimos de la organización de los centros educativos. Supervisa su cumplimiento y la calidad de la educación. Es deber del Estado asegurar que nadie se vea impedido de recibir educación adecuada por razón de su situación económica o de limitaciones mentales o físicas. Se da prioridad a la educación en la asignación de recursos ordinarios del Presupuesto de la República. Artículo 13°. La educación tiene como finalidad el desarrollo integral de la persona humana. El Estado reconoce y garantiza la libertad de enseñanza. Los padres de familia tienen el deber de educar a sus hijos y el derecho de escoger los centros de educación y de participar en el proceso educativo. Artículo 14°. La educación promueve el conocimiento, el aprendizaje y la práctica de las humanidades, la ciencia, la técnica, las artes, la educación física y el deporte. Prepara para la vida y el trabajo y fomenta la solidaridad. Es deber del Estado promover el desarrollo científico y tecnológico del país. La formación ética y cívica y la enseñanza de la Constitución y de los derechos humanos son obligatorias en todo el proceso educativo civil o militar. La educación religiosa se imparte con respeto a la libertad de las conciencias. La enseñanza se imparte, en todos sus niveles, con sujeción a los principios constitucionales y a los fines de la correspondiente institución educativa. Los medios de comunicación social deben colaborar con el Estado en la educación y en la formación moral y cultural. Artículo 15°. El profesorado en la enseñanza oficial es carrera pública. La ley establece los requisitos para desempeñarse como director o profesor de un centro educativo, así como sus derechos y obligaciones. El Estado y la sociedad procuran su evaluación, capacitación, profesionalización y promoción permanentes. El educando tiene derecho a una formación que Artículo 17°. La educación inicial, primaria y secundaria son obligatorias. En las instituciones del Estado, la educación es gratuita. En las universidades públicas el Estado garantiza el derecho a educarse gratuitamente a los alumnos que mantengan un rendimiento satisfactorio y no cuenten con los recursos económicos necesarios para cubrir los costos de educación. Con el fin de garantizar la mayor pluralidad de la oferta educativa, y en favor de quienes no puedan sufragar su educación, la ley fija el modo de subvencionar la educación privada en cualquiera de sus modalidades, incluyendo la comunal y la cooperativa. El Estado promueve la creación de centros de educación donde la población los requiera. El Estado garantiza la erradicación del analfabetismo. Asimismo fomenta la educación bilingüe e intercultural, según las características de cada zona. Preserva las diversas manifestaciones culturales y lingüísticas del país. Promueve la integración nacional. Fuente:www.congreso.gob.pe/ntley/Imagenes/ Constitu/Cons1993.pdf VALORES ESENCIALES DEL SER HUMANO Valores básicos. Hay muchísimos valores y formas de clasificarlos, pero los más importantes son: Amor y respeto a la familia: Reúne todos los valores morales, éticos y humanos. . Honestidad: La verdad nos hace libres. Ser sinceros y actuar de acuerdo a nuestras convicciones. Libertad: Tomar decisiones; hacer respetar nuestros derechos y cumplir los deberes que nos corresponden. Lealtad: Implica fidelidad y rectitud en todos nuestros actos en relación a las personas con quienes tratamos. Amor al prójimo: Bondad, tolerancia con las minorías y las opiniones, generosidad, solidaridad, misericordia. Inclusión: No discriminar ni maltratar a nadie por sus creencias, color de piel, situación social o económica, discapacidad, origen, etc. Disciplina: Responsabilidad, buenos hábitos de vida y laboriosidad. Autoestima: Amor y respeto a nosotros mismos, dignidad. Reconocer, desarrollar y emplear bien nuestras capacidades. Perseverancia: Proyectar nuestra vida y cumplir los objetivos trazados. Fe: Espiritualidad, oración y confianza en Dios, sea cual fuere nuestro credo religioso. Respeto al medio ambiente: Proteger nuestros recursos naturales y a los animales domésticos. Fortaleza: Fuerza interior adversidades y las tentaciones. ante las Discernimiento: Analizar las situaciones con la mayor objetividad posible, elegir con serenidad y tomar la mejor decisión. Biología 1 Sistema reproductor Introducción La reproducción es el proceso mediante el cual se forman nuevos individuos, trasmitiéndose el material genético de generación en generación y, manteniéndose de éste modo la continuidad de la especie. El sistema reproductor a través de las gónadas (ovarios y testículos) elaboran hormonas sexuales, las cuales, proporcionan los caracteres sexuales secundarios tanto a la mujer como al varón. Así mismo producen el gameto femenino (Ovocito II) y masculino (espermatozoide) A. Testículos Sistema reproductor masculino 1. Localización ●● Son un par de órganos glandulares ubicados en las bolsas escrotales, estando el testículos izquierdo más descendido en relación al testículo derecho. ●● Los testículos se desarrollan en la pared abdominal posterior del embrión y suele comenzar su descenso a las bolsas escrotales a través de los conductos inguinales (conductos ubicados en la pared abdominal anterior) durante la segunda mitad del séptimo mes del desarrollo fetal. ●● El escroto al estar situado fuera de las cavidades corporales, proporciona un medio de unos 3ºC por debajo de la temperatura corporal, requisito indispensable para la producción de espermatozoides fértiles. Definición Conjunto de órganos encargados de preservar la especie humana mediante la producción y eliminación de los gametos masculinos (espermatozoides), además regula las funciones sexuales masculinas por intermedio de hormonas. 2. Criptorquidia Trastorno que se produce cuando los testículos no descienden. Componentes Esta constituido por testículos, vías espermáticas, pene y glándulas anexas. 3. Peso 20 – 25 g cada uno, de forma ovoide aplanada en sentido transversal. 4.° año 191 BIOLOGÍA 1 SISTEMA REPRODUCTOR 4. Configuración interna a. Estroma Cada testículo está recubierto por una capa de tejido conectivo denominada albugínea la cual penetra formando tabiques que dividen al testículo en múltiples lobulillos (200 a 300). b. Parénquima Está constituido por los lobulillos testiculares, cada uno de los 200 a 300 lobulillos contienen uno a tres conductos enrollados denominados túbulos seminíferos, los cuales delimitan un espacio denominado intersticio. ●● Túbulos Seminíferos: Son estructuras tubulares, muy contorneadas, recubiertos por tejidos conectivo que contiene células mioepiteliales. Tienen una longitud de 30 a 70 cm y un diámetro de 0.2 mm. En los túbulos se realiza la espermatogénesis (proceso de formación de espermatozoides). La pared de los túbulos está formada por dos tipos de células. 5. Función Los testículos cumplen una función exocrina al producir espermatozoides. Además cumplen función endocrina al producir la hormona testosterona. B. Vías espemáticas Son conductos que transportan los espermatozoides desde los túbulos seminíferos al exterior. En 1 BIOLOGÍA 192 LL Espermatogonia. Célula germinativa primitiva que dará origen a los espermatozoides. LL Células de Sertoli. Nutren y protegen a las células germinales favoreciendo la espermatogénesis son voluminosos, descansan sobre la membrana basal del túbulo seminífero. Forman la barrera hematotesticular, que provee una respuesta inmunológica contra los espermatozoides. Sintetizan la hormona inhibina, la cual participa en la regulación de la producción de espermatozoides mediante la inhibición de la secreción de FSH (hormona folículoestimulante). ●● Intersticio: Se halla entre los túbulos se- miníferos, ahí se encuentran las células intersticiales o de Leydig, las cuales producen la hormona testoterona al ser estimulados por la hormona LH (ICSH). estos conductos desembocan las glándulas anexas al aparato reproductor masculino. Está conformada por YY Túbulos rectos. Son cortos, casi rectilíneos. Se originan en los vértices de los lobulillos. Comunican los túbulos seminíferos con la ReteTestis. YY Rete testis (Red de Haller). Se forma por la confluencia de los túbulos rectos 4.° año SISTEMA REPRODUCTOR YY Conductos eferentes. Comunican la ReteTestis YY Conducto deferente. Conducto que es la con el conducto epididimario. Se dirigen hacia arriba atravesando la albugínea, salen del testículo y forman la cabeza del epidídimo. YY Conducto epididimario. Conducto largo y tortuoso el cual tiene unos 6 m de longitud (enrollado presenta solo 5 cm). Constituye el cuerpo y la cola del epidídimo. Permite la maduración de los espermatozoides (estos se vuelven móviles y fértiles): continuación del conducto epididimario. Mide de 35 a 45 cm de longitud. Se dirige hacia la parte posterior de la vejiga, uniéndose a la vesícula seminal para así formar el conducto eyaculador. YY Conducto eyaculador. Mide aproximadamente de 1,5 a 2 cm de longitud. Penetra a la próstata y desemboca en la uretra prostática. Uréter Vejiga Recto Hueso púbico Uretra Vesícula seminal Cuerpos cavernosos Próstata Glande Glándula accesoria Vaso deferente Escroto Testículo Epidídimo C. Pene Es el órgano copulador masculino. Está formado por 3 cuerpos cilíndricos constituidos por tejido eréctil, el cual está envuelto externamente por la piel. Su estructura está constituida por YY Cuerpos cavernosos. Son dos, están situados en la parte dorsal. Contienen aréolas (senosos venosos) los que al llenarse de sangre permiten que le pene de estado en reposo (10 cm de longitud) pase al estado de erección (16 cm de longitud), permitiendo así la cópula. YY Cuerpo esponjoso. Es único, pero es más largo que los anteriores. Está situado en la parte ventral. En toda su longitud contiene a la uretra esponjosa o peneana. Presenta una dilatación distal denominada glande. YY El prepucio. Es una doble capa de piel retráctil que cubre el glande. D. Glándulas Anexas Glándula / Característica Número Localización Desembocadura Función 4.° año Vesícula Seminal Próstata 2 Glándula de Cowper (Bulbouretral) 2 1 Debajo de la vejiga y Por delante del recto y Por detrás de la uretra por detrás de la sínfisis encima de la próstata. membranosa. pública. Conducto eyaculador. Uretra prostática. Uretra esponjosa. Secretra líquido alcalino Secreta parte del líquido de aspecto lechoso que seminal, el cual contiene contiene principalmente fructosa y prostaglandinas. ácido cítrico, Ca+2 y fosfatasa ácida. 193 Elaboran moco, el cual lubrica la uretra y reduce la fricción del acto copulatorio. BIOLOGÍA 1 SISTEMA REPRODUCTOR Semen Líquido constituido por una mezcla de espermatozoides y de las secreciones de la glándulas anexas. YY Color: blanco YY Volumen por eyaculación: 2,5 – 4 Ml YY pH: 7,35 – 7,50 El número normal de espermatozoides por ml es de 50 – 100 millones. Cuando este número es inferior (20 millones/ ml) existe la probabilidad de que el varón sea estéril. Sistema reproductor femenino Definición El sistema reproductor femenino está constituido por un conjunto de órganos, como los ovarios que producen ovocitos secundarios (células que se transforman en óvulos maduros sólo después de la fecundación); la trompas de Falopio, que transporta el huevo o cigoto, el útero, donde tiene lugar el desarrollo embrionario y fetal; la vagina, que interviene en la cópula, y los genitales externos o vulva. ZZ Vulva. Son los genitales externos femeninos, los cuales están constituidos por YY Monte de Venus. Es una elevación de tejido adiposo recubierta de piel y de vello púbico grueso que amortigua la sínfisis púbica durante el acto sexual. El monte de Venus es anterior a las aberturas vaginales. YY Labios Mayores. Son dos repliegues cutáneos agrandados que contienen tejido adiposo y glándulas sebáceas (grasas), están cubiertas por vellos. Son homólogos al escroto de los testículos en el varón Se extienden desde el monte de Venus en dirección inferior y posterior. YY Labios Menores. Son dos repliegues cutáneos pequeños, delgados, rosáceos, y sin pilosidad. Son estructuras mediales a los labios mayores, a diferencia de los anteriores no contienen grasa. ZZ Clítoris. Órgano eréctil, se ubica en la unión su- perior de los labios menores. El clítoris es el órgano homólogo al pene, es decir también es capaz de aumentar de tamaño ante la estimulación e interviene en la excitación sexual de la mujer. ZZ Vestíbulo. Es el espacio comprendido entre los labios menores en el que se encuentran, el meato urinario, que interviene en la evacuación de la orina, el orificio vaginal, cubierto parcialmente por el himen y los orificios de las glándulas de Bartholi y las glándulas de Skene, que producen una secreción mucosa que permite la lubricación durante el acto sexual. ZZ Vagina. La vagina sirve como vía de paso para el flujo menstrual y como canal de parto. Como órgano copulador recibe al semen durante el acto sexual. Es un órgano tubular fibromuscular, revestido por una membrana mucosa que presenta pliegues. Mide de 7 a 10 cm de longitud. Está situada entre la vejiga y el recto, en la parte superior se une al útero. Desde el punto de vista histológico, está formada por epitelio poliestratificado plano no queratinizado. En el extremo inferior de la abertura vaginal, orificio vaginal, existe una membrana mucosa vascularizada, denominada himen, la cual se rasga y destruye fácilmente durante el primer acto sexual. La mucosa vaginal contiene grandes depósitos de glucógeno, que al descomponerse produce ácidos orgánicos mediado por las glándulas de Bartholín, creando un medio con un pH bajo (ácido) que inhibe el crecimiento de gérmenes contaminantes. Trompa de Falopio Trompa de Falopio Útero Ovario Cérvix Ovario Endometrio Vagina ZZ Útero. Es el lugar donde se produce la menstrua- ción, la implantación del Blastocisto y el desarrollo del feto durante el embarazo. Está situado entre la vejiga y el recto. Tiene el tamaño y la forma de una pera invertida. 1 BIOLOGÍA 194 4.° año SISTEMA REPRODUCTOR Antes del primer embarazo mide aproximadamente 7,5 cm. de longitud, 5 cm de ancho y 2,5 cm de grosor, pesando aproximadamente 70 g. Las divisiones anatómicas son el fondo, porción superior localizado por encima de las tropmas uterinas, el cuero, porción mas desarrollada, el istmo, porción más estrecha entre el cuerpo y el cuello, y, el cuello (cerviz), porción inferior inferior y móvil, en él se inserta la vagina. A nivel del cuello o cervix, se produce una secreción denominada moco cervical, en un volumen de 20 a 60 ml por día. El moco cervical es más receptivo a los espermatozoides durante o cerca de la ovulación debido a que es menos viscoso y más alcalino (pH = 8,5). El moco también complementa la energía necesaria para los espermatozoides. Histología del Útero. Desde el punto de vista histológico, el útero está constituido por tres capas 4.° año 195 YY Endrometrio. Es una capa muy vascularizada, está constituida por epitelio monoestratificado cilíndrico y además presenta glándulas endometriales. El endometrio se divide en dos capas: el endometrio funcional (se desprende durante la menstruación) y el endometrio basal (es permanente). YY Miometrio. Capa media y gruesa del útero, presenta tejido muscular liso dispuesto en 3 capas: longitudinal interna, circular media y longitudinal externa. YY Perimetrio. Cubierto por serosa que corresponde al peritoneo. Funciones del Útero YY Implantación del blastocisto. YY Desarrollo del embrión y feto. YY Interviene en el parto, mediante las contrac- ciones del miometrio. YY Sufre cambios que condicionan la menstruación. YY Se implantan y desarrolla la placenta. BIOLOGÍA 1 SISTEMA REPRODUCTOR ZZ Trompas Uterinas (Trompas del Falopio). Se extienden lateralmente desde el útero y que transporta los óvulos desde los ovarios hasta el útero. Miden unos 10 cm de longitud y están localizadas en las fosas iliacas. El extremo distal abierto en forma de embudo, en infundíbulo, se encuentra cerca del ovario, termina en una franja de proyección digitiforme denominada fimbrias. Al infundíbulo también se le denomina pabellón. La ampolla es la porción más ancha y larga de las trompas uterinas. El ístmoes la porción corta, estrecha y de pared gruesa que se une al útero. Desde el punto de vista histológico las trompas de falopio están formadas por tres capas: la mucosa interna contiene células epiteliales cilíndricas, que facilitan el movimiento del ovocito secundario. La capa media, la túnica muscular, facilita el movimiento de descenso del óvulo hasta el útero. La capa externa, la serosa, es continuación del peritoneo. glándulas uterinas se estiran de modo que se alargan. ●● Fase Secretora. Después de la ovulación el endometrio se vuelve más vascularizado y ligeramente edematoso bajo la influencia de progesterona y estrógenos provenientes del cuerpo lúteo. Las glándulas uterinas se enrollan y se vuelven tortuosas y empiezan a secretar un líquido claro, para la nutrición del óvulo fecundado. ZZ Ovarios. Son dos órganos ovoideos glándulas mix- tas, sólidos, liso en la niñas y con cicatrices en las mujeres adultas. Son homólogos a los testículos. Presentan una longitud de 4 cm, espesor de 1,5 cm, y pesa aproximadamente 7 g. Se localizan en las fosas iliacas, una a cada lado del útero. Sus funciones son: Producción de ovocitos y Producción de hormonas: estrógenos y progesterona, partes: YY Epitelio de cubierta. Capa de epitelio cúbico simple que cubre el ovario. Se le dio el nombre de epitelio germinal porque se pensó que aquí se originaban los ovocitos (óvulos inmaduros). Ahora se sabe que deriva del endodermo (capa embrionaria) YY Albugínea. Cápsula del tejido conectivo denso que se ubica inmediatamente debajo del epitelio germinal de cubierta YY Estroma. Tejido conectivo ubicado debajo de la albugínea, constituida por una capa externa denominada corteza y una capa interna denominada médula. La corteza contiene a los folículos ováricos y la médula contiene a los vasos sanguíneos. Los folículos ováricos son ovocitos rodeados por tejido, los cuales varían en un ciclo menstrual de la mujer. Inicialmente se tienen a los folículos secundarios y por último por maduración de éste se obtiene el folículo de DeGraff. Durante la ovulación el folículo de Del Graff expulsa al ovito II. Dicho folículo maduro degenera y se transforma en el cuerpo lúteo o amarillo (elabora estrógenos y progesterona), finalmente si no hay fecundación el cuerpo lúteo se transforma en cuerpo albicans (cuerpo blanco). ZZ Ciclo Uterino (Menstrual). Se inicia con el pri- mer día de sangrado menstrual, su duración es un promedio de 28 días, acabando cuando se inicia la siguiente pérdida menstrual. Comprende tres fases: menstruación, fase proliferativa y fase secretora. YY Menstruación. Representa la descamación de la capa funcional del endometrio, condicionado por la disminución brusca de la hormonas ováricas (estrógenos y progesterona). La duración del flujo sanguíneo menstrual es de 3 a 5 días y la pérdida promedio de sangre desde un manchado ligero hasta 80 ml. La sangre perdida es predomiantemente arterial (75%) y sin coágulo debido a que la fibrinolisina lisa los coágulos. Contiene además detritos celulares, prostaglandinas. Después de la menstruación se generará la capa funcional a partir de la capa basal. ●● Fase Proliferativa. Bajo el estímulo de los estrógenos, provenientes del folículo en desarrollo el endometrio aumenta rápidamente de espesor en el período comprendido entre el día 5 y 14 del ciclo. Conforme se incrementa el espesor de las Retroalimentación 1. El ovario es _________ puesto que produce el gameto femenino y hormonas como ___________. 1 BIOLOGÍA 2. El ciclo menstrual dura ________ y la ovulación ocurre aproximadamente en el día ___________. 196 4.° año SISTEMA REPRODUCTOR 3. La vagina tiene un epitelio ___________ y las glándulas de ____________ que favorecen el medio _____________. 4. La fecundación se da en el __________ de la trompa y la implantación sucede en el __________ del útero, generalmente en el fondo. Trabajando en clase Coloca las partes correspondientes a cada número. 1. _____________________________________________________ 4 2. _____________________________________________________ 5 3. _____________________________________________________ 4. _____________________________________________________ 5. _____________________________________________________ 3 2 6 1 6. _____________________________________________________ Verificando el aprendizaje 1. Es la zona de mayor excitación sexual en la mujer. a) el himen d) el clítoris b) la vulva e) los labios mayores c) la vagina 2. Durante el mecanismo del parto el _________ recibe la acción de la oxitocina, por eso el útero se contrae con gran intensidad expulsando el producto hacia el exterior. a) perimetrio b) miometrio c) endometrio d) capa basal del endometrio e) capa funcional del endometrio 3. Indique qué no forma parte de la vulva. a) Monte de Venus b) Útero c) Labios mayores d) Clítoris e) Labios menores 4. ¿Cómo se llama el transtorno en el que los testículos no desciende al escroto? a) Menopausia b) Criptorquídea 4.° año c) Azoospermia d) Espermiación e) Espermiogénesis 5. La espermatogénesis se realiza en: a) la próstata b) el conducto eyaculador c) el escroto d) los túbulos seminíferos e) el pene 6. La descamación de la capa funcional del endometrio condicionada por la disminución brusca de las hormonas ováricas se denomina: a) menopausia b) menstruación c) erección d) eyaculación e) cáncer el útero 7. En la vida fetal, los testículos se ubican en: a) Saco vitelino b) Interior del abdomen c) Conductos linguinales d) Encima de la próstata e) Escrotos 197 BIOLOGÍA 1 SISTEMA REPRODUCTOR 8. La forma ovoidal que presenta el testículo, se debe a la capa fibrosa externa, denominada: a) Lobulillo b) Albugínea c) Músculo cremaster d) Tubos seminíferos e) Dartos 9. Cuál de los siguientes componentes del aparato reproductor masculino, es genital externo: a) Epidídimo b) Uretra 1 BIOLOGÍA c) Escrotos d) Testículos e) Próstata 10. Dentro de las funciones del aparato reproductor masculino, se observa: a) Realizar la espermatogénesis b) Síntesis de andrógenos c) Permitir la cópula d) Intervenir en la fecundación e) Todos 198 4.° año 2 Aparato digestivo en humanos Introducción El aparato digestivo permite la transformación de los alimentos que ingerimos en sustancias nutritivas para el organismo. El conjunto de órganos donde tiene lugar la digestión recibe el nombre de Aparato Digestivo. En él, cabe distinguir dos partes: el tubo digestivo, constituido por la boca, faringe, esófago, estómago e intestinos y las llamadas glándulas anexas. El tubo digestivo tiene una longitud de unos 10 - 12 metros y se extiende a lo largo de dos orificios verdaderos que lo comunica con el exterior: la boca y el ano, su diámetro varía según la región del mismo; así por ejemplo, se dilata enormemente en la región del estómago para volverse a estrechar al formar el tramo correspondiente al intestino delgado. Definición ZZ Estructura histológica: De adentro hacia afuera, se aprecia 4 capas (túnicas) concéntricas. A. Mucosa YY YY YY YY B. Submocosa Constituido por tejido conectivo laxo con nódulos linfáticos (abundante en apéndice), abundantes vasos linfáticos sanguíneos y glándulas (esófago y duodeno). C. Muscular Capa gruesa, constituida por: YY Tejido muscular: YY Esquelético: boca, faringe, 1/3 sup. del esófago YY Liso: forma 2 subcapas: ●● Circular interna (CI) ●● Longitudinal externa (LE) Conjunto de órganos encargados de: ZZ Digestión de alimentos ZZ Absorción de nutrientes ZZ Eliminación de desechos (heces fecales) Componentes Tubo digestivo y glándulas anexas. ZZ Porciones: boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso, ano. 4.° año Capa interna. Reviste al tubo digestivo. Lubricado por mucus. Constituido por: I. D. Serosa/Adventicia 199 YY Capa externa. BIOLOGÍA 2 APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS Boca 4. Presenta en la lengua a los receptores del gusto. 5. Vía respiratoria accesoria. 6. Modifica el sonido laríngeo originando la voz articulada. A. Características YY Primera porción del tubo digestivo. YY Tapizado por una mucosa formada por epite- La lengua lio poli plano no queratinizado. Órgano fibromuscular situado en el piso de la boca Percepción del gusto, Masticación de alimentos, Deglución de alimentos, Articulación de palabras (fonación) Esta constituido por epitelio poli plano no queratinizado y 17 músculos estriados esqueléticos (Geniogloso: protusión; hiogloso: retrae, estilogloso: retrae, condrogloso, palatogloso) están inervados por el nervio hipogloso. B. Funciones de la boca 1. Vía digestiva, ocurre la ingestión, masticación, insalivación, formación del bolo alimenticio y deglución bucal. 2. Inicio de digestión de glúcidos gracias a Ptialina. 3. Defensa (antimicrobiana) gracias a lisozima. ESTRUCTURA DE LA LENGUA Pliegue glosorpigliótico medial Epigliotis Amigdala palatina Surco terminal Pilar amigdaliano Papila goraliforme Agujero ciego Papila fungiforme Surco medial Papila filiforme Apes ¿Sabías que...? Los labios cierran la boca, modulan las palabras y activa directa e indirectamente en la ingestión, masticación, deglución y succión. Los dientes Son órganos blanquecinos, duros, lisos implantados que se encargan de cortar y fragmentar los alimentos durante la masticación, modular la voz, estética de la boca y cara. 2 BIOLOGÍA 200 4.° año APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS Faringe ZZ Pharygx (faringe). ZZ Conducto (órgano) de forma tubular (irregular) 3. Evita la regurgitación (reflujo de un líquido en dirección contraria). fibromuscular (músculo membranoso). ZZ Situada por detrás de las fosas nasales, cavidad bucal y laringe y por delante de las vértebras cervicales Porciones De arriba hacia abajo (rino, oro, laringo). 1. Rinofaringe ●● Nasofaringe, epifaringe, faringe nasal. 2. Bucofaringe (orofaringe) ●● Se comunica con la cavidad bucal: Istmo de las Fauces. ●● Presenta el anillo faríngeo de Waldeyer ●● Función vía respiratoria y digestiva. 3. Larinofaringe ●● Hipofaringe, retrofaringe. ●● Se localiza por detrás de la laringe comunicándose con ésta a través del adituslaringeo y por encima del esófago por medio del aditus esofágico. ●● Función vía digestiva. Estómago A. Características Latín: ventriculus, estomachus. Griego: gaster También llamado: mesodeo. Dilatación del tubo digestivo (J. cuando está vacío) muy distensible (capacidad: 2L) móvil, sin posición fija. YY Situado en el «epigastrio» por debajo del diafragma, hígado y por encima del colon transverso. YY Dimensiones: 25, 12, 18 cm. YY YY YY YY B. Regiones Presenta las siguientes regiones: 1. Cardias (porción cardial) ●● Parte más fija del estómago ●● Región conformada por el final del esófago y una pequeña porción inicial del estómago apreciándose una «transición de epitelios». ●● Presenta «glándulas cardiales» Nasofaringe Orofaringe Laringofaringe Esófago ZZ Porción tubular músculo-membranoso situado por detrás de la tráquea y delante de la columna vertebral. ZZ De luz irregular cuando está vacío debido a los pliegues longitudinales de su mucosa y submucosa. ZZ Longitud: 25 cm (2 cm más corto que la mujer). Funciones: 1. Transporta el bolo alimenticio de la faringe hacia el estómago por medio del «movimiento peristáltico». 2. Realiza la última fase de la Deglución. 4.° año 201 2. Fondo (fundus, tuberosidad mayor) ●● Contiene aire deglutido (50 ml). ●● Presenta «glándulas gástricas fúndicas». 3. Cuerpo ●● Presenta «glándulas gástricas fúndicas». 4. Píloro ●● Muy movible. ●● Presenta «glándulas pilóricas». ●● Presenta «esfínter pilórico» (subcapa muscular circular engrosada). BIOLOGÍA 2 APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS Algunas células de las glandulas del aparato digestivo son: 1. Segregan mucus (células mucosas). 2. Elaboran la hormona gastrina (células G) provoca la secreción del HCl y la motilidad gástrica. 3. Células parietales: (oxínticas, delomorfas ácidas). Elaboran HCl, Elabora FIC (Factor intrínseco de Castle) que se une con la vitamina B12 para formar el «factor antianémico» (maduración eritroblástica). 4. Células principales: (cimógenas, adelomorfas, péptica, célula de Wasmann): Son los encargados de la producción de la principal enzima del jugo gástrico: pepsina (proviene del pepsinógeno + HCl), ataca a las proteínas. La absorción se realiza a través del epitelio de revestimiento y se ve favorecida por los pliegues de Kerkring, por las vellosidades intestinales y por las microvellsoidades de las células epiteliales (enterocitos) El intestino delgado está constituido por la mucosa, submucosa muscular y serosa. Intestino grueso A. Características Intestino delgado A. Porciones YY Porción final del tubo digestivo de 1,5 m de 1. Duodeno (lat. duodeni = doce) - Int. pancreático ●● Forma de C, U en cuya cavidad se aloja la cabeza del páncreas (le hace un marco al páncreas). ●● Denominada duodeno, porque su longitud es de 12 dedos (25 cm, más ancha, más corta). ●● Recibe los conductos colédoco y pancreático. 2. Yeyuno (lat. ieunum) ●● Comprende las 2/5 partes iniciales del I.D. (2,5 m). ●● Se inicia en el ángulo de Treitz. longitud. YY Externamente se puede apreciar numerosas dilataciones llamadas «haustras» o abolladuras, además del apéndice cecal. B. Apéndice cecal El apéndice tiene un origen embriológoco común con el ciego, sólo que este último continúa su crecimiento y el apéndice queda rezagado en su desarrollo quedando al final como un divertículo del ciego más o menos del tamaño del dedo meñique aunque más delgado. C. Recto 3. Ileón (G: eileon de eilein: retorcerse). ●● 4 m (corresponde a las 3/5 partes). La digestión se completa agracias a la acción de las glándulas intestinales, participación de las secreciones del páncreas y del hígado que se vierten a nivel del duodeno 2 BIOLOGÍA 202 Es la porción final del intestino grueso, su parte más ancha se llama «ampolla rectal». YY Al abrir el conducto ano-rectal se aprecia una diferencia de coloración entre ambas mucosas, lo que permite distinguir el límite como una línea irregular llamada «línea pectinea». YY Al final del recto se aprecian: 4.° año APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS 1. Válvulas rectales: También llamado columnas rectales o valvulillas de Houston que pueden ser: superior, medio, inferior (kohlrausch). Estas válvulas son pliegues longitudinales que en su extremo inferior se unen con: 2. Válvulas de Morgagni: Cortos pliegues transversales de la mucosa, también se le llama válvulas semilunares del recto. YY El ano en su mucosa (lámina propia) presen- ta vasos venosos dilatados conocido con el nombre de “plexo hemorroidal”. YY La capa muscular del ano forma: 1. Esfinter interno: liso 2. Esfinter externo: estriado El recto es mucho más recto y relativamente más grande en el niño que en el adulto. Higado Es el órgano más voluminoso del cuerpo (kilo y medio). Se ubica debajo del diafragma en el lado derecho del abdomen. Llegan a el la arteria hepática y la vena porta, y salen de el las venas hepáticas y el conducto hepático. Sus funciones son: ZZ Elaborar bilis (digestión de lípidos). ZZ Síntesis de proteínas. ZZ Detoxificación de la sangre. ZZ Síntesis de úrea. ZZ Metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteí- nas. Fisiología del intestino grueso: 1. Se absorbe agua, Na, anestésicos, sedantes, tranquilizantes y esteroides 2. Forma, almacena y evacúa heces fecales en la mitad izquierda del colon 3. La flora bacteriana, llevan a cabo procesos de fermentación, putrefacción y elaboración de vitaminas (K, B12) Glándulas anexas Glándulas salivales Existen tres pares principales: ZZ Parótidas → Serosas ZZ Submaxilares → Seromucosas ZZ Sublinguales → Mucoserosas Páncreas Su función principal es producir saliva, la cual contiene enzimas digestivas (amilasa salival), sustancias bactericidas (lisozima), Bicarbonato, Fosfatos y Agua. Se produce entre un litro y litro y medio por día. 4.° año Glándula mixta (exocrina y endocrina), su porción exocrina produce el jugo pancreático que es vertido al duodeno a través del conducto de Wirsung. Contiene Adnasa, Arnasa, Amilasa, Lipasa, Carboxipeptidasa, etc. 203 BIOLOGÍA 2 APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS Retroalimentación 1. ¿Qué estructuras forman el aparato digestivo? 3. La _______________ consiste en el pasaje de nutrientes hacia la sangre o linfa, con el fin de aportar _______________ a nuestro organismo. 2. La absorción de nutrientes ocurre a nivel de __________________________ . 4. Las células __________________ elaboran el ácido clorhídrico. Trabajando en clase ZZ Coloca las partes en el dibujo. ZZ ¿Cuál es la función de las siguientes estructuras? YY Glándula parótida YY Vesícula biliar YY Yeyuno: YY Colon: 2 BIOLOGÍA 204 4.° año APARATO DIGESTIVO EN HUMANOS Verificando el aprendizaje 6. El jugo pancreático: a) contiene amilopepsina, enzima que cambia azúcares a glucosa. b) contiene ptialina c) contiene tripsina, enzima que difiere las proteinas. d) actúa sobre los alimentos en el intestino grueso. e) ayuda en la digestión de las grasas. 1. Mantiene húmeda a la mucosa bucal. a) Electrolitos b) Mucina c) Agua d) Solutos e) HCO3 2. Las células de Paneth se localizan en el(la): a) Hígado b) Mesenterio c) Intestino d) Glándula salival e) Esófago 3. En la siguiente relación una sustancia no está ligada a la función de otros componentes del aparato digestivo: a) bilis b) heces c) orina d) quinina e) saliva 4. En la boca se inicia la digestión de: a) las proteínas b) las grasas c) los aminoácidos d) los azúcares e) los hidrocarburos 5. La sustancia que necesita del ácido clorhídrico para ejercer su acción enzimática en el tubo digestivo es la: a) quimiotripsina b) renina c) pepsina d) tripsina e) ptialina 4.° año 7. El órgano en el cual se digiere la mayor parte de los alimentos es: a) intestino grueso b) estómago c) intestino delgado d) boca e) esófago 8. En el ________ bolo alimenticio transforma en ________, mediante la acción de _________ a) intestino – quilo – los jugos gástricos b) páncreas – quilo – las enzimas pancreáticas. c) hígado – quimo – las enzimas hepáticas. d) esófago – quimo – los jugos esofágicos. e) estómago – quimo – los jugos gástricos. 9. El jugo gástrico está constituido: a) HCl + pepsinógeno b) pepsinógeno + moco c) HCl + pepsinógeno + moco d) HCl + H2O e) N.A. 10. Transforma las proteínas en proteosas y peptonas: a) lipasa gástrica b) gastrina c) amilasa gástrica d) pepsina e) ureasa gástrica 205 BIOLOGÍA 2 3 Sistema respiratorio DEFINICIÓN Conjunto de órganos que se encargan de conducir el aire y realizar el cambio de O2 por CO2 entre el medio externo y la sangre. Componentes Vías respiratorias y pulmones. VÍAS RESPIRATORIAS a. Fosas nasales YY Son 2 cavidades que se encuentran divididas por el tabique nasal. Están ubicados en la parte media de YY YY YY YY la cara por debajo del cráneo y sobre la cavidad oral. Presenta vibrisas (pelos de la nariz). Encontramos los cornetes nasales. Calientan, humedecen y filtran el aire. Reciben estímulos olfatorios. b. Faringe YY Conducto muscular de aproximadamente 13 centímetros. YY Comunica las fosas nasales con la laringe y esófago. YY Participa en la deglución de los alimentos. c. Laringe YY Conducto constituido por cartílagos (Epiglotis, tiroides, cricoides, etc.). YY En ella encontramos las cuerdas vocales (2 verdaderas y 2 falsas). YY Importante en la fonación. Cavidad nasal Paladar blando Paladar rígido Faringe Lengua Cuerdas vocales Epíglotis Esófago Laringe 3 BIOLOGÍA 206 4.° año SISTEMA RESPIRATORIO d. Tráquea Situación: Órgano tubular fibrocartilaginoso muscular flexible dilatable situado en el tórax delante del esófago y detrás del esternón que comunica la laringe con los bronquios. YY Consta de 16 a 20 anillos cartilaginosos (13 cm de largo). YY Los anillos son herraduras de cartílago que se cierran con músculo liso por atrás. YY Esta recubierta por epitelio respiratorio. e. Árbol bronquial YY Se inicia con los bronquios primarios. YY De los bronquios primarios sales los secundarios, luego de estos los terciarios y así sucesivamente. YY Los últimos (más pequeños) carecen de cartílago y reciben el nombre de bronquiolo terminal. PORCIÓN RESPIRATORIA Se inicia con los bronquiolos respiratorios y terminan con los alvéolos; ambas estructuras las encontramos dentro de los pulmones. 4.° año 207 BIOLOGÍA 3 SISTEMA RESPIRATORIO Alvéolo: ZZ Estructura fundamental de la porción respiratoria. ZZ Existen aproximadamente 300 millones en el ser humano. ZZ Sus paredes presentan dos tipos de células: YY Células endoteliales de los capilares sanguíneos. YY Células de revestimiento: ●● NeumocitoI: Intercambio de O2 y CO2 ●● NeumocitoII: Síntesis de sustancia surfactante, que evita que el alvéolo colapse durante la respira- ción. YY Pulmones: ●● Órganos esponjosos, alojados en la cavidad toráxica. ●● El derecho presenta 3 lóbulos (superior, medio e inferior). ●● El izquierdo presenta 2 lóbulos (superior e inferior). ●● Están recubiertos por una membrana llamada Pleura. FISIOLOGÍA RESPIRATORIA Se divide en tres etapas: ZZ Ventilación: YY Comprende inspiración y espiración. YY El flujo de aire se da por diferencia de presiones entre la atmósfera y el aire intrapulmonar. ZZ Hematosis: YY Es el intercambio de O2 y CO2 entre la sangre de los capilares y el aire alveolar. YY Transporte de O2 y CO2 en sangre: YY Transporte de O2 : ●● Disuelto en el plasma 3% ●● Combinado con la hemoglobina 97% (Oxihemoglobina) ●● Transporte de CO2 ●● Disuelto en el plasma 7% ●● Combinado con la hemoglobina 23% (Carboxihemoglobina) ●● Como ion bicarbonato 70% 3 BIOLOGÍA 208 4.° año SISTEMA RESPIRATORIO Retroalimentación 1. El aparato respiratorio se divide en: _____________ y _______________. 2. ¿Qué es la ventilación? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 3. Conducto constituido por cartílagos: ______________________. 4. Conducto que comunica las fosas nasales con la laringe y esófago ________________________________ Trabajando en clase ZZ Completa los nombres en la siguiente imagen: 4.° año 209 BIOLOGÍA 3 SISTEMA RESPIRATORIO Verificando el aprendizaje 1. El intercambio de gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares, recibe el nombre de: a) hematosis b) respiración interna c) respiración externa d) ventilación pulmonar e) inspiración 2. Músculo esquelético más importante durante la inspiración: a) diafragma d) pectoral mayor b) intercostal externo e) pectoral menor c) intercostal interno 3. ¿Cuál es el volumen total de aire que se inspira durante un minuto, si la frecuencia respiratoria promedio es de 14 respiraciones por minuto? a) 5000 ml d) 7000 ml b) 6000 ml e) 1000 ml c) 10000 ml 4. La CO2 de la sangre............... es.................... que la del aire alveolar. Gracias a esta diferencia, el CO2 difunde desde la sangre.................. hacia los alvéolos. a) oxigenada - mayor - oxigenada b) oxigenada - menor - oxigenada c) no oxigenada - mayor - no oxigenada d) no oxigenada - menor - no oxigenada e) no oxigenada - mayor - oxigenada 5. El mayor porcentaje de CO2, alrededor del 70%, es transportado en el plasma en forma de: a) H2CO3 d) O2 b) CH4 e) N2 c) Hb CO2 3 BIOLOGÍA 6. El calentamiento, humidificación y filtración del aire inspirado, es función de: a) los pulmones d) las fosas nasales b) la laringe e) la tráquea c) los senos paranasales 7. La Nasofaringe intercambia pequeñas cantidades de aire con el oido medio a través de: a) las narinas b) las coanas c) las trompas de Eustaquio d) la laringofaringe e) la orofaringe 8. La sangre oxigenada llega a los pulmones a través de: a) las venas pulmonares b) las arterias pulmonares c) las arterias bronquiales d) las venas bronquiales e) la arteria aorta 9. La división de los bronquios secundarios en el tejido pulmonar origina: a) los bronquios primarios b) los bronquios lobares c) los bronquios principales d) los bronquiolos e) los bronquios segmentarios 10. Cartílago en forma de hoja que cierra la vía respiratoria durante la deglución. a) glotis d) epiglotis b) tiroides e) aritenoides c) cricoides 210 4.° año 4 Aparato cardiovascular Conjunto de órganos que se encargan de que la sangre llegue a todo el cuerpo. ANATOMÍA Corazón Órgano hueco con forma de cono truncado invertido que posee 4 cavidades: 2 aurículas (superiores) y 2 ventrículos (inferiores). No hay comunicación entre aurículas ni entre ventrículos, pero si entre aurícula y ventrículo del mismo lado. La comunicación se lleva a cabo por un orificio con una compuerta que permite el paso de sangre de aurícula a ventrículo pero no al revés. Estas válvulas son la tricúspide (en el lado derecho) y la bicúspide o mitral (en el izquierdo) y se les conoce como válvulas auriculoventriculares. Las paredes del corazón poseen tres capas: Endocardio (la más interna), Miocardio (media) y Epicardio (la más externa). El corazón se encuentra envuelto por una membrana llamada pericardio. Las aurículas reciben la sangre que es traída por las venas cavas (derecha) y por las venas pulmonares (izquierda). Los ventrículos impulsan la sangre fuera del corazón por la arteria pulmonar (derecho) y por la arteria aorta (izquierdo); para evitar el retroceso de la sangre de arterias a ventrículos hay una válvula en el origen de cada arteria que lleva el nombre respectivo. A estás válvulas se les conoce como sigmoideas o semilunares. 4.° año 211 BIOLOGÍA 4 APARATO CARDIOVASCULAR Vasos Sanguíneos Venas ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Arterias: ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Transportan sangre rica en O2 Pared gruesa Sin Válvulas Salen del corazón (son divergentes) Profundas Capilares: ZZ Punto intermedio entre arterias y venas. ZZ Pared formada por una sola capa de células. Fisiología Presenta 4 fases: El corazón es un órgano que funciona netamente con electricidad que llega gracias al sistema nervioso vegetativo (simpático y parasimpático), estos con la ayuda del sistema eléctrico cardiaco ponen a funcionar esta maravillosa bomba. Como ya sabemos por cultura general el corazón realiza 2 movimientos de gran importancia estos son: la sístole y la diástole. Estos 2 movimientos se engloban en un fenómeno llamado ciclo cardiaco Ciclo cardiaco Es una secuencia regular y repetitiva de fenómenos eléctricos, mecánicos, emodinámicos, acústicos que se producen en el corazón de manera rítmica e interrumpida. Comprende: una contracción sístole y una contracción diástole. Esto equivale a un latido cardiaco y dura 0.9 segundos. 4 BIOLOGÍA Transportan sangre con poco O2 Pared delgada Con válvulas Superficiales Llegan al corazón (son convergentes) 1. Llenado Ventricular ( 0,5 segundos) Es el pasaje de la sangre desde las aurículas hacia los ventrículos, el cual se da en tres momentos: llenado rápido, llenado lento y contracción auricular. 2. Contracción Isovolumétrica (0.1 segundos) Contracción de los ventrículos. La válvula bicúspide se cierra(1er ruido). 3. Eyección (0.2 segundos): Válvulas sigmoideas, se abren y sale la sangre hacia las arterias con gran fuerza. La cantidad de sangre que sale se llama “volumen sistólico”(70ml) 4. Relajación Isovolumétrica (0.1 segundos): Las válvulas sigmoideas se cierran (2do ruido cardiaco) y se relajan los ventrículos. 212 4.° año APARATO CARDIOVASCULAR Frecuencia cardíaca: ZZ ZZ ZZ ZZ Número de latidos por minuto. Normalmente entre 60 y 100 por minuto. Taquicardia más de 100 por minuto. Bradicardia menos de 60 por minuto. Gasto cardíaco: ZZ Cantidad de sangre bombeada en un minuto. ZZ Valor normal: 5 Lt/min 4.° año Presión arterial: ZZ Fuerza ejercida por la sangre sobre las paredes de las arterias. ZZ Presión máxima coincide con la Sístole. ZZ Presión mínima coincide con la Diástole. Pulso arterial: ZZ Vibración palpable en arterias superficiales: Ra- dial, carótida, femural, etc. ZZ Su valor coincide con la frecuencia cardíaca. 213 BIOLOGÍA 4 APARATO CARDIOVASCULAR ELECTROCARDIOGRAMA Es el registro de la actividad eléctrica del corazón. Como ya sabemos el corazón funciona gracias a que existe una corriente eléctrica que lo hace funcionar, el electrocardiograma lo que hace es registrar dicha actividad eléctrica para determinar si existe alguna enfermedad cardiaca que pueda estar afectando al individuo. Onda T Es una onda que representa repolarización de los ventrículo. El electrocardiograma normal se registra a una velocidad de 25 mm/seg. en papel cuadriculado con espacios verticales y horizontales de 1 mm. La distancia entre 2 líneas verticales equivale a 0.04 segundos. Las principales ondas del electrocardiograma son: Onda P Representa la activación auricular, es decir la llegada de la corriente eléctrica a las aurículas(despolarización auricular). Complejo QRS Representa la activación ventricular, es decir la despolarización de los ventrículos (llegada del estímulo eléctrico a los ventrículos). SANGRE Tejido conjuntivo especializado, de consistencia líquida. Sus características son: ZZ Color rojo ZZ Más densa que el agua ZZ pH = 7,4 ZZ Volumen: 70 ml/kg de peso corporal Composición Plasma: (Sustancia intercelular) 4 BIOLOGÍA 214 4.° año APARATO CARDIOVASCULAR ZZ Constituido en un 30% por agua ZZ 10% restante YY Proteínas YY Iones YY Hormonas YY Glucosa YY Enzimas YY Gases ZZ Representa el 55% del volumen sanguíneo. Elementos Figurados: ZZ Representan el 45% del volumen sanguíneo. ZZ Son llamados erróneamente células sanguíneas. ZZ Son de tres tipos: Glóbulos rojos: (Hematíes o eritrocitos) Contienen Hemoglobina Transportan gases (O2 ó CO2) Viven 120 días Nacen en la médula ósea Se reciclan en el bazo (Nemocateresis) ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Glóbulos blancos: (Leucocitos) ZZ Se encargan de la defensa del organismo ZZ Viven 12 días aproximadamente ZZ Hacen en la médula ósea Se dividen en: ZZ Agranulocitos YY Linfocitos YY Monocitos ZZ Granulocitos YY Neutrófilos YY Basófilos YY Eosinófilos Plaquetas: (Trombocitos) ZZ No son células ZZ Contienen vitamina K ZZ Responsables de la coagulación Funciones ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ Respiratoria Protectora Nutritiva Reguladora Excretora coagulacion Retroalimentación 1. 2. 3. 4. Los glóbulos blancos se dividen en: __________________________________. Son responsables de la coagulación: __________________________________. Son funciones de la sangre: __________________________________. Las cavidades del corazón son: __________________________________. 4.° año 215 BIOLOGÍA 4 APARATO CARDIOVASCULAR Trabajando en clase Completa las partes del corazón: Verificando el aprendizaje 1. La sangre arterial lleva __________ mientras que la venosa lleva __________ a) CO2 – 02 d) N2 – O2 b) O2 – CO2 e) NO2 – O2 c) N2 – CO2 2. La fase del ciclo cardiaco de mayor duración es: a) Llenado d) Relajación b) Contracción e) Diástole c) Eyección 3. El primer ruido cardiaco ocurre: a) La sangre cae a las aurículas b) La sangre cae a los ventrículos c) Se cierran las válvulas aurículoventriculares d) Se cierran las válvulas sigmoideas e) La sangre sale del vetriculo izquierdo y choca con la aorta 4. La onda P nos indica a) La llegada de la corriente eléctrica al nodo sinusal b) La llegada de la corriente eléctrica a los haces de Hiss c) La llegada de la corriente a las fibras de Punkinge 4 BIOLOGÍA d) La despolarización auricular e) La repolarizaciónventrícular 5. Ricardo estaba viendo una película de terror y Juanita en el momento más terrorífico de la misma le pega un gran susto. En ese momento Ricardo muy asustado dice «tengo el corazón a mil por hora». Por lo tanto Ricardo tiene una: a) Taquicardia fisiológica b) Taquicardia patológica c) Bradicardia d) Enfermedad de Wolf – Parkinson – Wait. e) Bradicardia 6. La capa más gruesa del corazón es: a) Pericardio viceral b) Pericardio parietal c) Miocardio d) Endocardio e) Endotelio 7. La circulación menor va desde el corazón hacia los a) Riñones d) Corazón b) Pulmones e) Músculos c) Nervios 216 4.° año APARATO CARDIOVASCULAR 8. Fase del ciclo cardiaco en el cual las válvulas sigmoideas se abren permitiendo el pase de la sangre de los ventrículos a las arterias a) Llenado ventricular b) Relajación isovolumétrica c) Contracción isovolumétrica d) Eyección e) Sístole 9. Enzima que junto con la angiotensina forman un sistema que regula la presión arterial. Nos estamos refiriendo a 4.° año a) Pepsina b) Renina c) Tripsina d) Amilasa e) Factor X 10. El liquido pericárdico se encuentra en: a) Pericardio viceral b) Pericardio parietal c) Espacio pericardico d) Pericardio fibroso e) Pericardio seroso 217 BIOLOGÍA 4 5 Aparato urinario Cuando hablamos de excreción, siempre pensamos en la eliminación de productos de desecho. Esta sin embargo, es sólo una de sus funciones. La excreción es además, un sistema regulador del medio interno, es decir, determina la cantidad de agua y de sales que hay en el organismo en cada momento, y expulsa el exceso de ellas de modo que se mantenga constante la composición química y el volumen del medio interno (homeostasis). Así es como los organismos vivos aseguran su supervivencia frente a las variaciones ambientales. Se puede decir, que la excreción llevada a cabo por los aparatos excretores implica varios procesos: ZZ La excreción de los productos de desecho del metabolismo celular. ZZ La osmorregulación o regulación de la presión osmótica. ZZ La ionoregulación o regulación de los iones del medio interno. ÓRGANOS IMPLICADOS EN LA EXCRECIÓN EN LOS VERTEBRADOS Productos de desecho Origen del producto Órgano productor Órgano de excreción Medio excretor Urea Por la degradación de aminoácidos Hígado Riñones Orina Ácido úrico Por la degradación de purinas Hígado Hígado Orina Pigmentos biliares Por la degradación de hemoglobina Hígado A. digestivo Heces Agua Respiración celular Conjunto de células del organismo Riñones Piel Pulmones Orina Sudor Vapor de agua CO2 Respiración celular Conjunto de células del organismo Pulmones Aire espirado 5 BIOLOGÍA 218 4.° año APARATO URINARIO APARATO URINARIO El aparato urinario está constituido por dos riñones, donde se elabora la orina, y unos conductos que la llevan al exterior. Cada riñón está formado por un conjunto de unidades llamadas nefronas. La nefrona se puede considerar como la unidad funcional del riñón. Una nefrona consta de un corpúsculo renal, que filtra a presión el plasma sanguineo, y de un túbulo contorneado, de longitud variable, donde se produce la reabsorción y la secreción, el aparato excretor está compuesto por: ZZ dos riñones, que por medio de unos tubos llamados ZZ uréteres, comunican con la ZZ vejiga , donde se almacena la orina y se expulsa al exterior mediante un conducto que es la ZZ uretra El riñón está constituido por más de un millón de nefronas, y en él se distinguen las siguientes capas: ZZ La cápsula renal: capa externa formada por una membrana de tejido conjuntivo fibroso. ZZ La zona cortical: tiene un aspecto granuloso debido a los corpúsculos de Malpigio. Forma una cubierta continua bajo la cápsula renal con prolongaciones hacia el interior: las columnas renales. ZZ La zona medular: tiene aspecto estriado debido a su división en sectores por las columnas renales. Estos sectores se llaman pirámides renales. ZZ La pelvis renal: zona tubular que recoge la orina. FUNCIÓN DEL RIÑON El riñón trabaja realizando 3 funciones: Filtración, reabsorción, secreción (Va filtrando muchísima cantidad de liquido, y trabaja de dos maneras: reabsorción o secreción dependiendo de si el líquido le interesa o no) a través de la NEFRONA (2-millones) 4.° año 219 BIOLOGÍA 5 APARATO URINARIO ¿QUÉ DISTINGUIMOS DENTRO DE LA NEFRONA? CONDUCTOS COLECTORES CÁPSULA DE BOWMAN- GLOMÉRULO: Donde encontramos un ovillo formado fundamentalmente por arterias, en el que se distingue la entrada de una arteria aferente (entrada al riñón), y la salida de una arteria eferente (salida del riñón). ZZ (125 ml/m- 180 l/día) por cada riñón ZZ Se realiza aquí el equilibrio homeostático ZZ filtra agua, iones, nutrientes Para que se pueda realizar la filtración la cápsula trabaja con 3 conceptos: ZZ V.F.G. : velocidad de filtración glomerular (cantidad de líquido que se filtra a través de todas las nefronas de un riñón) Presión arterial Fuerza con la que se impulsa el filtrado para que pase la pared glomerular. Si cae la presión arterial cae la filtración No permeables al agua salvo en presencia de ADH. Hay ciertas partes de la nefrona que con la presencia de la hormona antidiurética hacen que sea permeable o no. Por ejemplo: cuando hay una hemorragia la hormona ADH dice que no orines; y cuando no bebes nada la ADH dice no me está entrando nada por tanto no puedo eliminar. La ADH lo que hace es mantener el equilibrio ORINA (1500 ml/día) compuesta de: ZZ 90-95 % agua con componentes de desecho: YY Urea, ácido úrico, amonio (compuestos nitrogenados) YY Algunos electrolitos: Na, Cl, NaCO3H, fosfatos, sulfatos YY Residuos biliares y hormonas VÍAS URINARIAS Uréteres Fuerza que se opone a la formación del filtrado. Hace que no se extravase el líquido a otros tejidos. El uréter es el conducto que une el riñón con la vejiga urinaria. Su función es puramente de conducto y en su interior tiene un epitelio urinario (de transición) ya que debe canalizar la orina. Cuando se producen piedras, cálculos renales, entonces el paso de esta piedra hacia la vejiga es tremendamente doloroso. TUBO CONTORNEADO PROXIMAL Vejiga urinaria Presión osmótica coloidal Reabsorbe el 65% del filtrado de la cápsula de Bowman Absorbe: sodio, aminoácidos, glucosa, lípidos, agua. ASA DE HENLE Reabsorbe un 20-25 % Na, Cl ¿Sabías que...? Las bacterias inofensivas para los intestinos pueden originar cistitis cuando llegan a introducirse en el aparato urinario Uretra TUBO CONTORNEADO DISTAL ZZ Tiene la propiedad de convertirse en permeable ZZ ZZ ZZ ZZ e impermeable en presencia de ADH (hormona diurética.) En presencia de ADH tiene la facultad de retener líquidos. Reabsorbe 10-15% Na, Cl, K Agua facultativa ADH®ClNa Secreción de K, H, medicamentos, amonio 5 BIOLOGÍA La vejiga urinaria es un órgano subperitoneal, impar y medio, que es principalmente un reservorio de orina. A causa de la filtración glomerular que es continua se crea un flujo de orina de 1 ml/min. Es por este motivo que para evitar tener que estar orinando todo el rato exista un reservorio que pueda almacenar. A partir de 200ml la vejiga empieza a enviar señales para provocar el reflejo de micción. Tiene una forma triangular doble. La uretra es la última porción del aparato renal (y en el caso del sexo masculino también del aparto reproductor). Constituye el conducto de expulsión de la orina almacenada en la vejiga. Analizaremos por separado las partes de la uretra en los dos sexos ya que es bastante diferente. Masculina Es mucho mas larga aprox. 10 cm a mas y tiene función reproductora y excretora Femenina Es mas corta aprox. 3cm y solo tiene función excretora. 220 4.° año APARATO URINARIO Retroalimentación 1. Son las capas del riñon:_________________________________________ 2. ¿Cómo está formado el nefrón?______________________________________ 3. El vaciamiento de la vejiga se llama ____________________________ 4. Las vías urinarias son:_____________________________________________ Trabajando en clase Completa la imagen. Verificando el aprendizaje 1. La unidad anatonica funcional del aparato excretor es: a) Uretra b) Riñon c) Vejiga d) Nefron e) Uréteres 2. Donde se produce la renina a) Células yuxtaglomerulares b) Podocitos c) Pirámide de Malpighi d) Cálices renales e) Papilas renales 4.° año 3. La inflamación de las riñones se denomina: a) Nefritis b) Cistitis c) Uretritis d) Prostatitis e) Renitis 4. Es la presión ejercida por las proteínas sanguíneas y se opone a la filtración glomerular a) Presión hidrostática capsular b) Presiononcótica c) Presión hidrostática glomerular d) Presión osmótica e) T.A. 221 BIOLOGÍA 5 APARATO URINARIO 5. La hormona aldosterona regula el volumen de agua en la orina, esta hormona actua en el riñon a nivel de: a) Glomérulo b) Tubulo contorneado proximal c) Túbulo contorneado terminal d) Asa de Henle e) Túbulo colector 6. Glándula endocrina que se encuentra en polo superior del riñon. Nos estamos refiriendo a a) Suprarrenal b) Hipófisis c) Hipotálamo d) Conarium e) Pituitaria 7. Cuando los riñones dejan de producir orina, la anomalía se denomina: a) Litiasis b) Oliguria c) Poliuria 5 BIOLOGÍA d) Anuria e) Hiperhidrosis 8. El primer paso en la elaboración de la orina es: a) Reabsorción b) Excreción c) Recolección d) Filtración e) Concentración 9. Las células mesangiales tienen la función de a) filtrar b) sintetizar eritropoyetina c) fagocitosis d) secreta renina e) sintetizar angiotensina 10. En la formación de la orina, se filtra en el glomérulo además de agua. a) eritrocitos d) leucocitos b) proteinas e) glucosa c) plaquetas 222 4.° año 6 Sistema endocrino DEFINICIÓN Los sistemas nerviosos y endocrino coordinan de forma conjunta las funciones de todos los sistemas y aparatos del organismo. El sistema endocrino libera sus moléculas mensajeras denominadas hormonas en el torrente sanguíneo. El sistema endocrino altera las actividades metabólicas regula el crecimiento y el desarrollo y dirige los procesos de la reproducción, contribuye en la regulación de la actividad de los músculos liso y cardiaco y de algunas glándulas. SISTEMA ENDOCRINO HUMANO Conjunto de órganos constituidos por las células glandulares de secreción interna, las cuales elaboran y secretan sustancias químicas denominadas hormonas, pascual pasa directamente a la sangre. Hormona Definición Son sustancias químicas producidas y secretadas por las gandulas que van a regular las funciones de las células. Características: Esteroides: Poseen estructura química semejante al colesterol y en su mayoría derivan de él. Son hormonas liposolubles. Ejem: progesterona, testosterona, estrógenos, aldosterona, cortisol. Aminas Derivan del aminoácido tirosina. adrenalina y noradrenalina. Ejm: tiroxina, Mecanismos de regulación La secreción hormonal está en constante regulación gracias a dos mecanismos: Eje Hipotálamo – Hipófisis – Glándula periférica El hipotálamo gobierna la función de la glándula hipófisis y esta regula a las glándulas periféricas en la producción de las hormonas que actúan sobre un órgano blanco Retroalimentación Retroalimentación negativa (Feed-Back): el aumento de hormona de una glándula periférica en la sangre, produce disminución de la secreción de otra hormona pero a nivel del hipotálamo o la hipófisis. ZZ Son compuestos químicos orgánicos. ZZ El tejido donde actúa una hormona se llama ór- gano blanco. ZZ El órgano blanco debe presentar un receptor es- Hipófisis (pituitaria) ZZ Glándula tiroides ZZ ZZ ZZ pecifico para cada hormona. Son producidas en bajas concentraciones de acuerdo a las necesidades del organismo. No aportan cualidades nutritivas o energéticas. No crean funciones solo modifican las ya existentes. Las hormonas presentan un mecanismo de control Feed-Back o retroalimentación. Estructura química de las hormonas Proteínas o peptidos: ZZ Peptidos: Hormona antidiuretica, oxitocina. ZZ Proteínas: Insulina, glucagon, hormona de crecimiento (somatotrofina). 4.° año Glándulas suprarrenales Páncreas Testículo en el varón 223 Ovario en la hembra BIOLOGÍA 6 SISTEMA ENDOCRINO HIPOTÁLAMO El hipotálamo es una estructura nerviosa que se ubica en la base del cráneo, gracias a su acción reguladora y recontrol sobre la adenohipofisis y la neurohipofisis, se ha sugerido considerar al hipotálamo como órgano endocrino. Presenta varios núcleos nerviosos (agrupación de somas neuronales) algunos de los cuales se ha especializado en la producción de las siguientes hormonas. ZZ Oxitocina: Sintetizado principalmente en el núcleo paraventricular. Produce contracción del útero durante el parto y facilita la eyección de la leche materna. ZZ Hormona antidiuretica (ADH) (Vasopresina): Sintetizado principalmente por el núcleo supraoptico. Actúa a nivel del tubulo contorneado distal y tubulo colector, favoreciendo la reabsorción de agua. ZZ Hormonas liberadoras: Sintetizada por núcleos diferentes al supraoptico y paraventricular. Son las siguientes: YY Hormona liberadora de tirotrofina (THR) YY Hormona liberadora de corticotrofina (CRH) YY Hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH) YY Hormona liberadora de gonadotrofina (GRH) ZZ Hormonas Inhibidoras: Inhiben secreción de otras hormonas y son: YY Hormona inhibidora de la hormona de crecimiento: (GHIH) YY Hormona inhibidora de la prolactina (PIH) o dopamina Hemisferios cerebrales Hipotálamo Hipófisis Cerebelo Tronco cerebral HIPÓFISIS La hipófisis es también llamada pituitaria, pertenece al diencéfalo y esta unida al hipotálamo a través del infundíbulo o tallo hipofisiario. Se sitúa en la silla turca. Se compone de un lóbulo anterior y un lóbulo posterior ZZ Lóbulo anterior o adenohipofisis Constituido por células epiteliales las cuales se encuentran dispuestas en cordones celulares. Representa el 70% de la glándula. Comprende 3 regiones: YY Anterior: Parsdistalis YY Superior: Parstuberalis YY Posterior: Pars intermedia Produce las siguientes hormonas: YY Hormona de Crecimiento (GH) o somatotrofina (STH): estimula el crecimiento de los tejidos en especial de los huesos y músculos a través de la hormona somatomedina C que es producida en el hígado. Su deficiencia ocasiona el enanismo y su exceso el gigantismo. YY Hormona estimuladora de la Tiroides(TSH) o tirotrofina: estimula la liberación de hormonas tiroideas al actuar sobre la glándula tiroides. 6 BIOLOGÍA 224 4.° año SISTEMA ENDOCRINO YY Hormona Adrenocorticotrofina (ACTH) es se- cretada por células corticotrofas de la adenohipofisis. Actúa sobre la glándula suprarrenal estimulando la producción de glucocorticoides y hormonas sexuales, pero no aldosterona. YY Hormona luteotrofica o Prolactina (LTH) estimula el desarrollo de la glándula mamaria y producción de leche. YY Hormona Foliculoestimulante (FSH) estimula el crecimiento y maduración de los folículos ováricos en la mujer. Estimula la espermatogénesis (formación de espermatozoides) en el varón. YY Hormona luteinizante (LH) permite la ovulación así como la formación del cuerpo luteo o amarillo y la producción de progesterona. En el varón se denomina ICSH (Hormona estimulante de las células instersticiales de Leydig) que al actuar sobre las células de Leydig estimulan la liberación de testosterona. ZZ Lóbulo posterior o neurohipofisis Esta formado por los axones provenientes de las neuronas del hipotálamo. Estas neuronas hipotalamicas sintetizan hormonas en sus cuerpos neuronales y a través de sus axones, llegan a la neurohipofisis para su almacenamiento y posterior secreción. Estas hormonas son la oxitocina y lavasopresina. 4.° año 225 BIOLOGÍA 6 SISTEMA ENDOCRINO GLÁNDULA TIROIDES ZZ Localización: Prete anterior media del cuello por ZZ ZZ ZZ ZZ delante de la laringe y la traquea Peso: 20 a 30 gramos Forma. De letra H Lóbulos : derecho e izquierdo unidos por el istmo Histología: Constituida por folículos tiroideos los cuales están formados por epitelio simple cúbico. Las células foliculares sintetizan las hormonas Triyodotironina y Tetrayodotironina. Entre los folículos se encuentran las células parafoliculares o células C las cuales elaboran y secretan la calcitonina. Hormonas Triyodotironina (T3) y Tetrayodotironina o tiroxina (T4): Esta periféricamente se transforma en T3. las T3 son cuatro veces más potente que las T4 sus acciones son: ZZ Aumentan el metabolismo celular mitocondrial la síntesis proteica y la actividad de las enzimas. ZZ Gobierna la diferenciación celular en especial del sistema nervioso, en el cual estimula la mielinización durante el desarrollo fetal y primeros años de vida. ZZ Favorece la aparición de caracteres sexuales secundarios. ZZ Maduración de los cartílagos epifisiarios. Determina el crecimiento. ZZ Permite el crecimiento de la piel y faneras. Glandula tiroides La falta de Yodo en la dieta alimenticia produce la hipertrofia de esta glándula y la enfermedad llamada bocio o coto. La poca secreción produce el cretinismo y el hipotiroidismo (mixedema) y la mucha secreción el hipertiroidismo( bocio exoftálmico). Calcitonina Se encarga de la regulación de calcio en la sangre por lo que se encarga de fijar el calcio en el hueso, su deficiencia produce la osteoporosis. GLÁNDULAS SUPRARRENALES ZZ ZZ ZZ ZZ Localización: En los polos superiores de los riñones Peso: 6 a 7 gr cada una Forma: piramidal Histología: presenta dos partes Corteza Es periférica, posee 3 zonas histológicas: ZZ Zona glomerular: Sintetiza mineralocorticoides, el principal es la aldosterona cuya función es actuar sobre el metabolismo del agua, sodio, potasio y cloruro de sodio, por lo tanto controla el 95% del metabolismo hidromineral. 6 BIOLOGÍA 226 4.° año SISTEMA ENDOCRINO ZZ Zona fascicular: sintetizan glucocorticoides (cortisol, hidrocortisona, corticosterona) cuya función es ser hiperglicemiante, a grandes cantidades actúa disminuyendo la inflamación por eso se utiliza como antiinflamatorio. ZZ Zona reticular: Sintetiza hormonas sexuales, la principal son los andrógenos que intervienen en el desarrollo inicial de los órganos sexuales masculinos. También estrógenos y progestagenos, aunque todos en nivel muy bajo. Médula Suprarrenal Conformada por las neuronas modificadas dispuestas en cordones (células cromafines) Elaboran catecolaminas (adrenalina y noradrenalina). La adrenalina es la más abundante y potente que la noradrenalina. Ambas tienen las mismas funciones: ZZ Incrementan la presión arterial ZZ Incrementan la frecuencia cardiaca ZZ Producen midriasis (dilatación del diámetro pupilar) ZZ Disminución de las secreciones ZZ Es hiperglicemiante PÁNCREAS ENDOCRINO Están conformado por los islotes de Langerhans, que constituyen entre el 1 al 3% del peso total del páncreas. Existen tres tipos principales de células, que se diferencian por la función que poseen: ZZ Células A: (alfa) Representan el 20 % de los islotes. Secretan glucagon. ZZ Células B: (beta) representan el 70 % Secretan insulina. ZZ Células D: (delta) Representan el 10 % Secretan somatostatina. Cuya función es regular los niveles de glucagon en sangre aumentándolo o disminuyéndolo. Glucagon Es de acción hiperglicemiante-glucogenolítica. Es liberada en respuesta a niveles bajos de glucemia, cumple las siguientes funciones: ZZ Activa la gluconeogénesis. ZZ Activa la glucógenolisis hepática pero no la muscular. Insulina: Es hipoglicemiente para lo cual realiza: ZZ Aumenta el transporte de glucosa a todas las células del cuerpo. ZZ Favorece la síntesis de glucógeno a partir de la glucosa (glucogénesis) en hígado (72 g) y en músculos esqueléticos 250grs). ZZ Disminuye la glucogenolisis. ZZ Su disminución ocasiona la enfermedad llamada DIABETES MELLITUS Esquema del páncreas en el que se ilustran acinos secretorios, tipos de células e islotes endocrino Langerhans. 4.° año 227 BIOLOGÍA 6 SISTEMA ENDOCRINO Retroalimentación 1. La pituitaria es conocida como la glándula_______________. 2. En las células beta del páncreas se produce_____________ mientras que en las células alfa___________ 3. Una hormona ejerce su acción en una célula ________________ o ______________. 4. La OT y la ADH se producen en el ____________ _____ y se almacenan en la___________________. Trabajando en clase Completa con la palabra correcta. Glándulas Endocrinas controla la: HIPÓFISIS produce varias hormonas una de ellas es: que estimula el: Actividad de las otras glándulas endocrinas Glándula Maestra produce la: Desarrollo de huesos y tejidos que regula la: que q contiene: Velocidad del METABOLISMO Yodo produce la: Aumento de tiroxina Disminución de tiroxina Perdida de peso Aumento de peso controla la: c Actividad de CELULAS T TIMO tiene dos partes: SUPRARENALES produce la: ac ctiva el: activa SISTEMA DE ALERTA Médula tiene dos partes: produce la: nos no os prepara para: enfrentar un peligro o huir qu ue regula la: que Concentración de agua, Na y K Corteza produce la: controla el nivel de: n y la: Azúcar GLUCOSA produce la: determina las: d Características sexuales masculinas TESTÍCULOS produce la: OVARIOS EN LA SANGRE y los: Hormona PROGESTERONA ESTRÓGENOS determina las: d Características sexuales femeninas Verificando el aprendizaje 1. El consumo de sal yodada elimina la posibilidad de: a) diabetes b) bocio c) gigantismo d) cólicos menstruales e) ocromegalia 6 BIOLOGÍA 2. Hormona cuya ausencia se relaciona con el albinismo a) melatonina b) crecimiento c) MSH d) melanina e) melanocitos 228 4.° año SISTEMA ENDOCRINO 3. Su deficiencia ocasiona diabetes insípida a) insulina b) glucagon c) oxitocina d) HAD e) serotonina 7. La tiroxina contiene como bioelemento característico el: a) I b) Mn c) Cu d) Fe e) V 4. La FSH (folículo estimulante) sus células diana se localizan en el a) ovario b) testículo c) cuerpo luteo d) A y B e) A, B y C 8. Es una hormona derivada de un aminoácido a) dopamina b) adrenalina c) noradrenalina d) tirosina e) tiroxina 5. No se relaciona: a) calcio b) calcitocina c) oxitocina d) parathormona e) vitamina D 9. Es una función que cumple la oxitocina: a) desarrollo de la glándula mamaria b) eyección de leche c) elevación de glucosa d) lipogénesis e) fosforilación de proteínas 6. No es una hormona: a) tiroxina b) somatostatina c) tripsina d) dopamina e) foliculina 10. No es una hormona hipotalámica: a) FSH b) dopamina c) oxitocina d) vasopresina e) hormona inhibidora de la STH 4.° año 229 BIOLOGÍA 6 7 Sistema Nervioso Central (SNC) Es un conjunto de órganos constituidos por el tejido nervioso, que relaciona al organismo con el medio ambiente y además controla el funcionamiento de los órganos internos. DIVISIÓN Es como sigue: A.1.1 Cerebro S I S T E M A 1. SISTEMA NERVIOSO DE RELACIÓN N E R V I O S O 1. SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) A.1 Encéfalo A.1.2 Cerebro A.1.3 Tronco encefálico Hemisferios cerebrales Tálamo Diencéfalo Hipotálamo Archi Paleo Neo • Mesencéfalo • Protuberancia anular • Bulbo raquídeo a.2 Médulo espinal 2. SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) 2. SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO O VEGETATIVO • • Nervios craneales: 23 pares Nervios espinales: 31 pares A) Sistema Nervioso Simpático B) Sistema Nervioso Parasimpático FUNCIONES ZZ El hombre, a través del sistema nervioso, percibe los estímulos del medio ambiente, para luego poder adaptarse a él. ZZ Control de las funciones de los órganos internos a través del sistema nervioso autónomo o vegetativo. ESTRUCTURA ZZ Sustancia gris: constituida por la agrupación de cuerpos o somas neuronales en el sistema nervioso central (SNC). ZZ Sustancia blanca: constituida por la reunión de fibras nerviosas en el sistema nervioso central (SNC). ZZ Ganglio: constituido por la agrupación de cuerpos neuronales en el sistema nervioso periférico (SNP). ZZ Nervio: constituido por la reunión de fibras nerviosas en el sistema nervioso periférico (SNP). Encéfalo Cerebro (Entre 1100 y 1400 gramos) ZZ Morfología Externa Tiene forma ovoide, consta de dos hemisferios separados por la cisura longitudinal o interhemisférica, en la cual se ubica la hoz del cerebro. Los hemisferios están unidos por un tracto grueso de fibras comisurales, 7 BIOLOGÍA 230 4.° año SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) el cuerpo calloso. La superficie del cerebro tiene un gran número de repliegues llamados circunvoluciones o giros, los cuales están separados por surcos (superficiales) y cisuras (profundas); las cisuras separan entre sí a los lóbulos. YY Cisuras: ●● Central o de Rolando ●● Lateral o de Silvio ●● Parieto - occipital YY Lóbulos: ●● Frontal ●● Parietal ●● Occipital ●● Temporal ZZ Morfología Interna YY Sustancia Gris: ●● Corteza cerebral: Recubre la superficie externa del cerebro. Tiene un espesor de 1,5 a 4,5 mm, y una superficie aproximada de 2200 cm2. ●● Diencéfalo: LL Tálamo.- Son dos núcleos voluminosos de sustancia gris situados a cada lado del tercer ventrículo. Es estación obligada de las vías sensoriales, excepto la vía olfatoria. LL Hipotálamo.- Conjunto de núcleos grises ubicados por debajo de los tálamos. Controla funciones como la ingestión de sólidos y líquidos, la temperatura corporal, la presión sanguínea, y el funcionamiento de la glándula hipófisis. LL Ganglios Basales.- Son masas de sustancia gris situadas en cada hemisferio cerebral. Intervienen en el control de la actividad motora. Son el Núcleo Caudado y el Núcleo Lenticular (consta del potamen y el globuspallidus). 4.° año 231 BIOLOGÍA 7 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) YY Sustancia Blanca: ●● Fibras de Asociación: Comunican entre sí diferentes zonas de la corteza de un hemisferio. ●● Fibras Comisurales: Van de la corteza de un hemisferio a otro. ●● Fibras de Proyección: Conectan el encéfalo con otras regiones del SNC, pueden ser ascendentes o descendentes. Cerebelo ZZ Morfología Externa.- Forma de mariposa una porción central llamada vermis y 2 hemisferios. Se une al tronco cerebral mediante los pedúnculos cerebelosos. ZZ Morfología Interna.- La sustancia gris se dispone periféricamente constituyendo la corteza cerebelosa y centralmente formando los núcleos cerebelosos. La sustancia blanca tiene una distribución arborescente («Árbol de la Vida») ZZ Funciones: YY Coordina los movimientos posturales (involuntarios). YY Coordina los movimientos voluntarios, finos y rápidos. YY Contribuye a mantener el equilibrio. YY Tono muscular. 7 BIOLOGÍA 232 4.° año SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Tronco cerebral. ZZ Morfología Externa YY Mesencéfalo: Se encuentra entre el diencéfalo y la protuberancia. En su cara anterior presenta los pedúnculos cerebrales y la emergencia del III par craneal. En su cara posterior presenta los tubérculos cuadrigéminos y la emergencia del IV par craneal (único para de emergencia posterior). YY Protuberancia: Se ubica entre el bulbo y el mesencéfalo. Conecta el tronco cerebral con el cerebelo a través de los pedúnculos cerebelosos. Externamente presenta, en sus caras anterior, los rodetes piramidales y la emergencia del V par craneal. Los pares VI, VII y VIII emergen del surco bulboprotuberancial. Su cara posterior forma parte del piso del cuarto ventrículo. YY Bulbo: Se encuentra entre la médula y la protuberancia. En su cara anterior encontramos las pirámides, las olivas bulbares y la decusación de las pirámides, también la emergencia de los pares IX, X, XI y XII. Su cara posterior completa el piso del cuarto ventrículo. ZZ Morfología Interna YY Sustancia Blanca: Constituida por fascículos ascendentes (sensitivos), descendientes (motores) y pro- pios (de asociación) YY Sustancia Gris: Núcleos de los pares craneales, núcleos propios y formación reticular. 4.° año 233 BIOLOGÍA 7 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Médula espinal Estructura cilíndrica que ocupa el conducto raquídeo. Se extiende desde la primera vértebra cervical (C1), hasta la primera o segunda vértebras lumbares (L1 - L2). ZZ Morfología Externa. De ella parten 31 pares de nervios espinales. Presenta un engrosamiento cervical y otro lumbar. La porción terminal recibe el nombre de cono medular. ZZ Morfología Interna.YY Sustancia Blanca: Está dividida en cordones, dos anteriores, dos posteriores y dos laterales. YY Sustancia Gris: Ubicada centralmente, toma forma de «H» presenta ramas denominadas astas o cuernos. ●● Anteriores → Motoras ●● Posteriores → Sensitivas ●● Laterales → Vegetativas 7 BIOLOGÍA 234 4.° año SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) Sistema Nervioso Periférico Somático: pares craneales: (12) PAR NOMBRE ORIGEN FUNCIÓN FIBRAS S.N. VEGETATIVO I Olfatorio Sensitivo Muc. Olfatoria Olfato No II Óptico Sensitivo Retina Visión No III Motor Ocular Común Motor Mesencéfalo Motilidad ojo (recto sup, infint. oblicuo inferior) Si Motor Mesencéfalo (Posterior) Motilidad ojo (oblicuosup.) No M → Masticación S → Sensibilidad de la cabeza No Motilidad ojo (Recto ext.) No IV Troclear o Patético V Trigémino Oftálmico max. sup. einf. Mixto Protuberancia VI Motor Ocular Externo Motor Surco Bulbo Protuberancial VII Facial VIII Auditivo (Vestíbulo – coclear) 4.° TIPO Mixto Sensitivo Surco Bulbo M → Mímica facial Protuberancial S→Gusto 2/3 ant. de la lengua Bulbo Audición y equilibrio Si Gl. Lacrimal y salivales No M→Deglución S→Gusto 1/3 post. Si de la lengua y Gl. salivales sensibil. gral.de la faringe. M → Cuerdas Voc. Si S→Gusto de la (Control auto de raíz de la lengua vísceras torácicas y sensibil. gral.de abdominales) faringe, esófago, laringe y tráquea. IX Glosofaríngeo Mixto Bulbo X Neumogástrico o Vago Mixto Bulbo XI Espinal o Accesorios Motor Bulbo Mov. Cabeza y Hombro (ECM y Trapecio) No XII Hipogloso Motor Bulbo Mov. de la Lengua No año 235 BIOLOGÍA 7 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Pares Raquídeos (31): Todos presentan dos raíces, una anterior (motora) y una posterior (sensitiva).} ZZ 8 cervicales ZZ 12 torácicos ZZ 5 lumbares ZZ 5 sacros ZZ 1 coccígeo Nervios craneales Mientras que la mayoría de los nervios mayores emergen de la espina dorsal, los 12 pares de nervios craneales se proyectan directamente desde el encéfalo. Todos estos pares de nervios transmiten información motora o sensorial (o ambas); sin embargo, el décimo par, el nervio vago, se relaciona con funciones viscerales como el ritmo cardiaco, la vasoconstricción y la contracción de los músculos lisos que se encuentran en las paredes de la tráquea, del estómago y del intestino. Sistema Nervioso Vegetativo Sistema nervioso vegetativo o Sistema nervioso autónomo, en anatomía vertebrada, es una de las principales divisiones del sistema nervioso. Envía impulsos al corazón, músculos estriados, musculatura lisa y glándulas. El sistema vegetativo controla la acción de las glándulas; las funciones de los sistemas respiratorio, circulatorio, digestivo y urogenital y los músculos involuntarios de dichos sistemas y de la piel. Controlado por los centros nerviosos en la parte inferior del cerebro tiene también un efecto recíproco sobre las secreciones internas; está controlado en cierto grado por las hormonas y a su vez ejerce cierto control en la producción hormonal. El sistema nervioso vegetativo se compone de dos divisiones antagónicas. El simpático (o toracolumbar) estimula el corazón, dilata los bronquios, contrae las arterias e inhibe el aparato digestivo, preparando el organismo para la actividad física. El parasimpático (o craneosacro) tiene los efectos opuestos y prepara el organismo para la alimentación, la digestión y el reposo. El simpático consiste en una cadena de ganglios (grupo de neuronas) interconectados a cada lado de la columna vertebral, que envía fibras nerviosas a varios ganglios más grandes, como el ganglio celiaco. Estos, a su vez, dan origen a nervios que se dirigen a los órganos internos. Los ganglios de las cadenas simpáticas conectan con el sistema nervioso central a través de finas ramificaciones que unen cada ganglio con la médula espinal. Las fibras del parasimpático salen del cerebro y, junto con los pares craneales, en especial los nervios espinal y vago, pasan a los ganglios y plexos (red de nervios) situados dentro de varios órganos. La parte inferior del cuerpo está inervada por fibras que surgen del segmento inferior (sacro) de la médula espinal y pasan al ganglio pélvico, del cual parten los nervios hacia el recto, la vejiga y los órganos genitales. 7 BIOLOGÍA 236 4.° año SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Sistema nervioso autónomo o vegetativo El sistema nervioso autónomo dirige las actividades corporales sobre las que el individuo no tiene un control consciente, como la respiración o la digestión. Consta de dos partes: el sistema simpático y el parasimpático. Retroalimentación 1. 2. 3. 4. 5. Peso del cerebro humano: _______________________________________________________ Son los lóbulos del cerebro humano : ________________________________________________ Dentro del cerebro encontramos: ______________________ y _________________________ Forman el Diencéfalo: __________________________________________________________ Forman la sustancia blanca: ______________________________________________________ Trabajando en clase Coloca las partes 4.° año 237 BIOLOGÍA 7 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Verificando el aprendizaje 1. La sustancia gris se ubica en la corteza de: a) Protuberancia y médula b) Bulbo y cerebro c) Médula y bulbo d) Protuberancia y cerebelo e) Cerebro y cerebelo 7. El control de las funciones de ingestión, temperatura corporal, presión sanguínea, impulso sexual, etc. es regulado por: a) el hipotálamo b) el cerebelo c) el bulbo d) el tálamo e) la protuberancia 2. No es función del sistema simpático: a) Elevar la presión arterial b) Estimular la sudoración c) Reducir la secreción salival d) Retardar el ritmo cardiaco e) Dilatar la pupila 3. En el/la ________ se encuentra el centro moderador de la respiración. a) médula espinal b) cerebelo c) bulbo taquídeo d) cerebro e) corteza cerebral 4. En general, el simpático ________, mientras que el parasimpático ________ el funcionamiento de los órganos. a) contrae – dilata b) retarda – acelera c) cubre – protege d) disminuye – eleva e) excita – inhibe 5. La transmisión del impulso nervioso a través de las neuronas es: a) bipolar b) multidireccional c) bidireccional d) tridireccional e) unidireccional 6. Una lesión en ________ causa atonía muscular. a) el bulbo raquídeo d) el tálamo b) el cerebelo e) la protuberancia c) el bulbo 7 BIOLOGÍA 8. Sobre el sistema nervioso de los invertebrados, relacione y marque la secuencia correcta: I. Gusanos ( ) Cordones nerviosos planos fusionado II. Anélidos ( ) Aparición de sistema bilateral III.Celentéreos ( ) Efectores no asociados a receptores IV.Poríferos ( ) Ganglios cerebroideos V. Artrópodos ( ) Red nerviosa de protoneuronas a) I - V - IV - II - III b) V - I - II - IV - III c) V - IV - I - II - III d) V - II - I - IV - III e) V - I - IV - II - III 9. Característica esencial de cualquier sistema nervioso: a) Coordinación b) Estabilidad c) Irritabilidad d) Versatilidad e) Variabilidad 10. Si accidentalmente sufrimos una leve quemadura en un brazo, el estímulo es llevado por los nervios sensitivos a _________ y el acto de alejarlo del calor se lleva a cabo a través de _________. a) una vía aferente - sinapsis b) una zona de sensibilidad - efectores c) un cordón motor - sensores d) la médula espinal - efectores e) un músculo - neuronas autónomas 238 4.° año 8 Repaso 1. La sustancia gris se ubica en la corteza de: a) Protuberancia y médula b) Bulbo y cerebro c) Médula y bulbo d) Protuberancia y cerebelo e) Cerebro y cerebelo 7. El órgano en el cual se digiere la mayor parte de los alimentos es: a) intestino grueso b) estómago c) intestino delgado d) boca e) esófago 2. No es función del sistema simpático: a) Elevar la presión arterial b) Estimular la sudoración c) Reducir la secreción salival d) Retardar el ritmo cardiaco e) Dilatar la pupila 8. En el _________ bolo alimenticio transforma en _________, mediante la acción de _________. a) intestino - quilo - los jugos gástricos. b) páncreas - quilo - las enzimas pancreáticas. c) hígado - quimo - las enzimas hepáticas. d) esófago - quimo - los jugos esofágicos. e) estómago - quimo - los jugos gástricos. 3. Indique qué no forma parte de la vulva a) Monte de Venus b) Útero c) Labios mayores d) Clítoris e) Labios menores 4. ¿Cómo se llama el transtorno en el que los testículos no desciende al escroto? a) Menopausia b) Criptorquídea c) Azoospermia d) Espermiación e) Espermiogénesis 5. La espermatogénesis se realiza en a) la próstata b) el conducto eyaculador c) el escroto d) los túbulos seminíferos e) el pene 6. El jugo pancreático: a) contiene amilopepsina, enzima que cambia azúcares a glucosa. b) contiene ptialina c) contiene tripsina, enzima que difiere las proteinas. d) actúa sobre los alimentos en el intestino grueso. e) ayuda en la digestión de las grasas. 4.° año 9. El jugo gástrico está constituido: a) HCl + pepsinógeno b) pepsinógeno + moco c) HCl + pepsinógeno + moco d) HCl + H2O e) N.A. 10. Cartílago con forma de hoja, que cierra la vía respiratoria durante la deglución: a) glotis b) tiroides c) cricoides d) epiglotis e) aritenoides 11. El sonido se origina por la vibración de las cuerdas vocales, pero para convertir este sonido en un lenguaje reconocible, son necesarias otras estructuras. Indique que estructura no participa en este proceso: a) la faringe b) la cavidad nasal c) los senos paranasales d) las cuerdas vocales superiores e) la cavidad oral 239 BIOLOGÍA 8 REPASO 13. El cierre y vibración de las válvulas auriculo ventriculares produce el ruido número: a) 1º d) 4º b) 2º e) 5º c) 3º 14. ¿Cuál es el volumen sistólico normal? a) 70 ml/min b) 180 ml/min c) 2000 ml/min d) 30 ml/min e) 16 ml/min 15. En la circulación humana la sangre circula por vasos sanguíneos y en dorma unidireccional, por ello es denominada: a) simple b) doble c) cerrada d) abierta e) completa 16. No es función de los riñones. a) regula la eritropoyesis b) formación de la orina c) síntesis de aldosterona d) secreta renina e) produce eritropoyetina 17. Para que se obtenga el ultrafiltrado es necesario que la presión efectiva de filtrado sea equivalente a: a) 1 mmHg b) 10 mmHg c) 60 mmHg d) 70 mmHg e) 75 mmHg 18. La glucosa y los aminoácidos se absorben en 100% a nivel de: a) asa de Hente b) tubo colector c) tubo contorneado proximal d) tubo contorneado distal e) tubo de bellini 19. La hormona que facilita la eyección de leche durante la lactancia. a) Prolactina b) Adrenalina c) Oxitocina d) Tiroxina e) Melatonina 20. La vasopresina es producida por: a) Hipófisis b) Hipotálamo c) Tiroides d) Páncreas e) Hígado Bibliografía 1. ESPÍN J., MÉRIDA J.A. Y SÁNCHEZ-MONTESINOS I. Lecciones de anatomía humana. Librería Fleming. Granda, 2003. 2. NOLTE J. El cerebro humano. 3era. edición. Mosby/Doyma libros. Madrid, 1994. 3. AUDESIRK T, AUDESIRG G Y BYERS B. La vida en la Tierra. 8.º edición. Pearson Education. Mexico, 2008. 4. Asociación Aduni. Anatomía y fisiología humana. 1º edición. Lumbreras editores, Lima, 2002. 8 BIOLOGÍA 240 4.° año