BANCO DE EJERCICIOS DE LA COLECCIÓN COMPENDIOS BIOLOGÍA Editorial Índice Elementos básicos..........................................................................4 Taxonomía.......................................................................................9 Bioquímica.....................................................................................13 Citología........................................................................................22 Fisiología celular - ciclo celular.....................................................30 Ecología y recursos naturales.......................................................35 Genética: herencia mendeliana.....................................................41 Virus..............................................................................................52 Taxonomía moderna......................................................................59 Reproducción................................................................................77 Sistema circulatorio en los animales.............................................81 Sistema nervioso...........................................................................83 Sistema excretor...........................................................................87 Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 4 Banco de ejercicios ELEMENTOS BÁSICOS Definición La Biología es una ciencia que estudia a los organismos vivos que habitan en la Tierra. El término “biología” fue utilizado por primera vez por Lamarck y Treviranus en 1801. La Biología es una ciencia porque su contenido se ha formado empleando el método científico (observación-hipótesis-experimentación-conclusión), logrando así conocimientos exactos y razonados del objeto estudiado. Dichos conocimientos están en constante revisión y por lo tanto pueden sufrir modificaciones. La Biología, conjuntamente con la Astronomía, Geografía, Física y Química, es íntegramente de las ciencias naturales porque se ocupan de las realidades naturales, del mundo físico. Teofrasto (botánica o fitología), Leeuwenhoeck (protozoología), Hooke (citología), Bernard (fisiología), Mendel (genética), Pasteur (microbiología), Linneo (taxonomía o sistemática), Cuvier (paleontología), Darwin (evolución), Humbolt (biogeografía), Haeckel (ecología), Vesalius (anatomía humana), Watson y Crick (biología molecular). Editorial Ramas de la Biología • Morfología: estudia la forma y constitución externa. Comprende a la citología (célula), histología (tejidos), anatomía (partes componentes de los órganos, aparatos o sistemas), embriología (formación, desarrollo y sucesivas transformaciones del cigote). • Fisiología: estudia las funciones. • Genética: estudia las leyes de la herencia. • Bioquímica: estudia las moléculas de la vida (agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos). • Taxonomía (sistemática): estudia la ubicación, clasificación y nomenclatura (denominación) de los órganos vivos. •Ecología: estudia las interacciones de los órganos vivos y el medio ambiente externo. • Biogeografía: estudia la distribución de la flora (fitogeografía) y la fauna (zoogeografía) en la Tierra. • Paleontología: estudia los fósiles (restos de seres vivos o signos directos de su presencia conservados en las rocas). •Evolución: estudio de los cambios en los caracteres de un ser vivo o de poblaciones ocurridas en el curso de sucesivas generaciones de descendientes. •Etología: estudia el comportamiento de los seres vivos. Ciencias auxiliares de la Biología: Física, Química, Matemática, Geografía y Geología. Científicos pioneros Iniciadores (o “padres”) de las ramas y las disciplinas de la Biología: Aristóteles (biología, zoología), ¿Qué es la vida? • • Respuesta de los materialistas (mecanicistas): La vida es el resultado de una organización más o menos compleja de la materia. Respuesta de los vitalistas (finalistas): La vida es el resultado de una fuerza superior (Dios) que insuflaba a un ser, un principio vital. 1. Origen de la vida (teorías): 1.1 GENERACIÓN ESPONTÁNEA (abiogénesis) - - Los seres se formaron espontáneamente a partir de la materia orgánica en descomposición o la materia mineral, cuando estas encuentran determinadas condiciones. A partir de la basura se forman las cresas (larvas vermis) y las moscas. A partir de las rocas y por descomposición de estas se forman los líquenes (convivencia entre un alga y un hongo). Nota: Needham: preparó caldo de carne y verduras y lo dejó en envases con tapones de corcho; pasado unos días observó que los caldos contenían colonias de microorganismos, según él, generados espontáneamente. Posteriormente se comprobó (Needham no se percató), que los microorganismos pudieron entrar porque los tapones de corcho no estaban bien ajustados. La generación espontánea fue enunciada por Aristóteles y estuvo difundida hasta el siglo XVII y con defensores como Descartes, Newton, Harvey, Leeuwenhoeck; pero los experimentos de Redi, Spallanzani y Pasteur recusaron esta teoría. 1.2 TEORÍA DE LA BIOGÉNESIS (“Todo ser vivo proviene de otro ser vivo”). a)Experimento de Redi (1626-1697). Colocó carne en tres frascos; el primer frasco queda destapado, el segundo frasco es tapado con muselina (tela muy tupida) y el tercer frasco es tapado con gasa (tela muy rala). Demuestra que las moscas ponen sus huevos sobre la carne (primer frasco) y sobre la gasa (tercer frasco) y no así sobre la muselina Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología (segundo frasco), porque esta no deja pasar el olor de la carne, es así que solo se forman cresas (larvas vermiformes) y moscas cuando los huevos son puestos sobre la carne, permitiéndole esta su desarrollo. Si hubiese generación espontánea también se habrían formado cresas y moscas en el segundo frasco. Este experimento fue recusado, porque las tapas puestas al segundo y tercer frasco impidieron el ingreso de aire, y la falta de O2 impidió la generación espontánea de microorganismos. b)Experimento de Spallanzani (1729-1799). Hirvió material orgánico en dos frascos; el primer frasco es tapado inmediatamente y el segundo frasco queda destapado. En el primer frasco no aparecieron colonias de microorganismos, mientras que en el segundo frasco, por estar destapado, aparecieron y proliferaron colonias de microorganismos; estos proceden del aire. Este experimento fue recusado por Gay-Lussac (1776-1850) al demostrar que el frasco tapado carecía de oxígeno molecular (O2), razón por la cual la generación espontánea de microorganismos no fue posible. c)Experimento de Pasteur (1822-1895). En un frasco de cuello recto hirvió caldo nutritivo (carbohidratos, microorganismos) hasta matar cualquier bacteria que pudiera contener, y por estar en contacto con el aire aparecieron y proliferaron colonias; en otro frasco de cuello en “S” hirvió caldo nutritivo, y pese a estar en contacto con el aire, no aparecieron colonias de bacterias porque estas quedan atrapadas en la fina película de humedad que se forman en la superficie interna de las curvas del cuello en “S” y permanecerá estéril indefinidamente; pero si se retira el cuello en “S” aparecen y proliferan colonias y bacterias. Este experimento es la prueba irrefutable contra la generación espontánea y estableció definitivamente la Teoría de la Biogénesis (“Todo ser vivo proviene de otro ser vivo”). 5 sequedad, temperatura extremadamente baja o la intensa radiación cósmica del espacio estelar. 1.4 TEORÍA QUIMIOSINTÉTICA (origen químico de la vida) Propuesta por Oparín en su libro El origen de la vida, 1938. Plantea que la Tierra se formó hace cinco mil millones de años y que es una de las partes que se desprendieron del Sol por el paso de una estrella intrusa, o por la condensación gradual de una parte de la Gran Nebulosa (gases y polvos interestelares) que formó el Sistema Solar. La Tierra era muy caliente y se fue enfriando hasta aparecer las condiciones compatibles con la vida hace tres millones de años. El aire (atmósfera terrestre) primitivo era fuerte reductor y constituido por metano, amoniaco, agua e hidrógeno (gases provenientes del interior de la Tierra). Posiblemente estos gases y radiaciones de alta energía (rayos cósmicos) reaccionaron y formaron compuestos orgánicos (aminoácidos, etc.). Esta hipótesis es demostrada por: Editorial 1.3 TEORÍA COSMOGÓNICA o PANSPERMIA (Arrhenius, 1859-1927) La Tierra ha sido “sembrada” desde el espacio. Los microorganismos llegaron en meteoritos o de alguna otra manera, así que al encontrarse un medio fértil crecieron y desarrollaron produciendo todas las especies hasta hoy existentes. Esta teoría fue recusada por Becquerel, quien sostuvo que no existe ser vivo capaz de resistir la a)Calvin: irradia soluciones de bióxido de carbono y agua en una Ciclotrón (acelerador de protones) y obtuvo ácidos orgánicos (fórmico, oxálico, succínico). b)Urey y Miller: mezclaron metano, amoniaco, agua e hidrógeno molecular a descargas eléctricas durante una semana y lograron formar aminoácidos (glicina, alanina) y otros compuestos orgánicos. Al enfriarse la Tierra, el agua se condensó, llovió, se formaron los mares conteniendo compuestos orgánicos (Caldo Primordial); estos compuestos orgánicos (aminoácidos, etc.) reaccionaron y formaron moléculas de creciente tamaño y complejidad constituyendo los coloides (atraen moléculas de agua y estas las une físicamente): al ponerse en contacto los coloides de cargas opuestas combinan sus “capas” de agua y forman los Coacervados. Los cambios posteriores dependieron de las condiciones del medio ambiente y del conjunto físico-químico de los coacervados; probablemente los coacervados tuvieron reacciones de síntesis y degradación (metabolismo), agregándole a esto la formación de una membrana lipoproteica con permeabilidad selectiva. Los coacervados eran heterótrofos con metabolismo anaerobio (no utilizan oxígeno molecular); vino un tiempo en que escasearon los compuestos químicos (alimentos) por lo que algunos coacervados optan por utilizar los compuestos inorgánicos y la energía de la luz solar para Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 6 Banco de ejercicios sintetizar compuestos orgánicos y utilizarlos como alimentos, surgiendo así los coacervados autótrofos. Estos al sintetizar compuestos orgánicos arrojan oxígeno molecular (O2) al medio ambiente externo, reabasteciendo de alimentos a los coacervados heterótrofos sobrevivientes e hicieron que su metabolismo anaerobio (no utilizan oxígeno molecular) se transforme en metabolismo aerobio (utilizan oxígeno molecular). Los coacervados autótrofos posibilitaron la aparición de bacterias, algas, etc. y que los coacervados heterótrofos posibilitaran la aparición de los protozoarios, poríferos, etc. • • • - Dichas variaciones (caracteres adquiridos) son hereditarias; citaba como ejemplo el origen del largo cuello de la jirafa por la necesidad de sus antecesores de alcanzar las yemas de los tallos de los árboles para alimentarse. Esto no es aceptado porque las pruebas genéticas determinan que los caracteres adquiridos no se heredan. b) Teoría de la Selección Natural (DarwinWallace) -Darwin (1809-1882): sostiene, en su obra El origen de las especies (1859), que la existencia de una variabilidad de las especies y que las especies actuales pueden tener su origen en antecesores comunes. Influenciado por la teoría maltusiana (*), sostiene que al faltar el alimento, se establece una lucha “por la existencia” en la que “supervive el más apto”, produciéndose una “selección natural”. Plantea como factores de las transformación de las especies: variabilidad, adaptación, lucha por la existencia, herencia de los caracteres. - Malthus (economista) sostiene en su Ensayo sobre el principio de población (1789) que la población humana aumenta en progresión geométrica, mientras que la producción de alimentos aumenta en progresión aritmética, lo cual provocaría a corto plazo un desabastecimiento que sólo se solucionaría si se diesen enfermedades o guerras, que diezmasen la población humana. Posteriormente, Malthus rectifica la solución propuesta y reconoció otras soluciones como el control de la natalidad, abstinencia sexual e incremento en la investigación para la obtención de nuevos recursos alimentarios. - Wallace (1823-1913): al realizar estudios sobre la flora y fauna de la India y la península malaya, plantea la idea de la selección natural, influenciado por la teoría malthusiana y sin conocer la teoría darwiniana. Darwin y Wallace de común acuerdo presentaron un informe (Darwin aporta más pruebas a este) a la Sociedad Linneo de Londres en 1858, explicando la forma cómo ocurre la evolución de las especies. Editorial Otras teorías El principio de la vida (Elan Vital) fue parte de la Tierra, estaba junto a lo no vivo durante el período de enfriamiento de la Tierra. La vida debe haber existido siempre cambiando sólo la forma. La vida se origina como un evento repentino en algún tiempo del remoto pasado en que se dieron las condiciones adecuadas (Weizman, 1874-1952; Haeckel, 1834-1919). 2. ORIGEN DE LAS ESPECIES (Teorías) 2.1 FIJISMO: se fundamenta en el Creacionismo: sostenido por Linneo, Cuvier, Buffón. •Creacionismo: la vida apareció por la voluntad de Dios (ente inmaterial y superior) que dota de vida a la materia después de haber creado esta. 2.2EVOLUCIONISMO •Evolución: conjunto de cambios en los caracteres de un organismo vivo o de poblaciones; ocurrido en el curso de sucesivas generaciones de descendientes. El concepto evolutivo orgánico plantea que todas las especies existentes hasta el momento han descendido de especies más simples por modificaciones graduales fijadas, y acumuladas por generaciones sucesivas. •Lamarck (1744-1829): Plantea en su obra Filosofía zoológica (1890) la Teoría Transformista, donde sostiene que las especies actuales y las especies desaparecidas se han formado a partir de las especies primitivas. a) Teoría de Lamarck: herencia de los caracteres adquiridos. - Las variaciones estructurales se deben a necesidades funcionales (“Ley del uso y del desuso”). El uso de una estructura incrementa su tamaño y el desuso de ella deviene en su desaparición. Observaciones: a) Las poblaciones poseen gran capacidad para aumentar su número de individuos a enorme ritmo. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología b) Las poblaciones tienden a conservar más o menos constante su número de individuos, pese a su gran capacidad para aumentar su número. c) Los individuos de una población, no son todos iguales, ya que muestran variaciones hereditarias. Deducciones: a) Producto de la primera y segunda observación, el número potencial de individuos de una población permanente más o menos constante; entonces debe existir una lucha por la supervivencia entre los individuos de dicha población. b) Producto de la tercera observación, los individuos que poseen variaciones favorables, poseen una ventaja en cuanto a la lucha por la existencia; sobrevivirán y transmitirán dichas variaciones a sus descendientes. Es una selección natural que favorece al individuo mejor dotado, para sobrevivir y reproducirse, que sus competidores. Darwin y Wallace no pudieron explicar cómo se produjo la primera variación en una población de un determinado individuo, ni cómo se transmitió dicha variación a la generación inmediata porque no se conocían las leyes de la herencia biológica. Mendel establece las leyes de la herencia biológica (uniformidad, segregación y recombinación de genes) en 1866, pero no se le da importancia hasta 1900 en que son redescubiertos por De Vries, Correns y Von Tschermack. Posteriormente dan a conocer la aparición natural espontánea de mutaciones (cambios en los genes, material de la herencia) y es esta la que proporciona el potencial para la aparición de variaciones en las generaciones de descendientes. 7 y los nuevos aportes de la genética, sistemática (Taxonomía) y paleontología. Se fundamenta en la teoría de la selección natural como causa de la evolución. Acepta que las variaciones sobre las que actúa la selección natural se heredan según las leyes de Mendel. Recusa la herencia de los caracteres adquiridos (lamarquismo). Publicó en 1937 su obra La genética y el origen de las especies. e)Neutralismo (Kimura) Sostiene que la evolución en los seres vivos es producto del azar y que el medio ambiente no ejerce ninguna influencia. Editorial c) Teoría de las Mutaciones (De Vries) - Producto de la mutación de los genes aparecerá un nuevo carácter. - Las mutaciones son favorables o desfavorables y de presentarse éstas en los individuos, solo sobreviven los que tengan mutaciones favorables, produciéndose una selección natural. La evolución se produce con la selección natural de las mutaciones y no por mutaciones directas. - La frecuencia de las mutaciones es muy reducida. - La transmisión de una mutación por herencia forma una nueva especie. d)Neodarwinismo (Dobzhansky) Es producto de la revisión del darwinismo 2.3 PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN a)De la Paleontología. Se refiere al estudio de los fósiles: impresiones, huellas, petrificaciones, preservados de organismos primitivos que permiten reconstruir y comparar con organismos actuales. b)De la Anatomía Comparada. La presencia de órganos homólogos (poseen igual estructura y diferente función) demuestra que ciertas especies provienen de antecesores comunes y tienen una evolución divergente. Ejm.: los miembros anteriores del caballo, delfín, murciélago y miembros anteriores del hombre. La presencia de órganos análogos (poseen diferente estructura y una misma función), demuestran una evolución convergente. Ejm.: las alas de un ave, un murciélago y las alas de un insecto; sirven para volar. La presencia de los órganos vestigiales o restos de órganos que fueron funcionales en animales antecesores. Ejm.: la ballena presenta vestigios de los huesos de los miembros posteriores en los músculos abdominales. El hombre presenta el vestigio del pliegue semilunar del ojo (resto de la membrana nictitante en el ojo de los rumiantes) y el cóccix (resto de las vértebras caudales). c)De la Embriología. Las etapas iniciales del desarrollo embrionario (embriogénesis) de un mamífero presentan ciertas características comunes con el resto de vertebrados (aves, reptiles, anfibios, peces, ciclóstomos). Ejemplos: presencia del blastoporo, cola, arcos viscerales, hendiduras branquiales. d)De la Biogeografía. Los organismos vivos emigran de su centro de dispersión hacia otros lugares (área de dispersión) en busca de alimento y/o clima adecuado. En muchos casos las barreras biológicas, climatológicas, Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 8 geográficas, etc., impidieron su retorno o avances hacia otros lugares. Ejm.: los camélidos tienen como centro de dispersión a América del Norte y como área de dispersión a Asia (dando origen al camello y dromedario) y América del Sur (dan origen a la llama, guanaco, alpaca, vicuña). 3.NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN LA NATURALEZA El término naturaleza comprende a los seres (entes, cosas, objetos) aparecidos espontáneamente y no manipulados por el hombre. Los niveles de organización son: partículas elementales (protones, neutrones, electrones) → átomo → molécula → organoide → célula tejido → órgano → sistema de órganos → individuo (organismo vivo) → población → comunidad biótica (biocenosis) → ecosistema → bioma biósfera. La biósfera comprende a todas las interacciones de los órganos vivos y las características físicas de la Tierra. Otros consideran los siguientes niveles de organización: químico, biológico y ecológico. •Nivel químico: partículas elementales, átomo y molécula. • Nivel biológico: organoide, célula, tejido, órgano, sistema de órganos e individuo. • Nivel ecológico: población, comunidad biótica, ecosistema, bioma, biósfera. - Materia inerte (abiótica): partículas elementales: átomos y moléculas. - Materia viva (biótica): organoide, célula, tejido, órgano, sistema de órganos, individuo, población, comunidad biótica, ecosistema, bioma, biósfera. - • Ejemplo de estado coloidal: la clara y la yema del huevo de la aves y los reptiles. Características químicas: el protoplasma posee reacciones alcalinas (básicas) o neutras; pero nunca ácidas, porque en tal caso degenera y muere. Su composición química: carbohidratos o glúcidos (1%), lípidos (2 a 3%), proteínas o prótidos (10 a 12%), sales minerales (1%) y agua (75% a 85%). Teoría Protoplasmática (Hertwig, 1892). Todo organismo vivo tenga o no tenga una marcada estructura celular, es un acúmulo de materia viva (Protoplasma). Organismo vivo. Es un ser con organización compleja y con capacidad de relación (irritabilidad, adaptación), metabolismo (conversión de materia y energía), y sobre todo reproducción (aumento del número de individuos y la continuidad de la especie). Teoría Celular (Schleiden, 1838-Schwann, 1839). El cuerpo de las plantas y de los animales está formado por células. Planteada la teoría celular surgió la interrogante: “¿De dónde provienen las células?” y Virchow (1858), responde que, “las células solo provienen de las células” (es decir por la división de las células ya existentes). Moderna Teoría Celular La célula es la unidad morfológica y fisiológica de los organismos unicelulares y los organismos multicelulares (pluricelulares y con tejidos). - Organismo pluricelular: constituido por células diferenciadas y sin coordinación entre ellas, entonces no forman tejidos. - Organismos con tejidos: constituidos por células diferenciadas y con coordinación entre ellas, entonces forman tejidos. La célula es unidad morfológica, porque es constituyente del cuerpo de los organismos unicelulares y los organismos multicelulares. La célula es unidad fisiológica; porque desempeña funciones mínimas vitales: relación, metabolismo, reproducción. Las características de los organismos unicelulares y los organismos multicelulares dependen de sus células individuales. Toda célula proviene de la división de las células ya existentes y su continuidad depende de su material genético. Editorial LA MATERIA VIVA (protoplasma). Es un complejo físico-químico y constituye la base física de la vida. - Características físicas: materia heterogénea, incolora, translúcida al estado coloidal y con propiedades tixótropas. La tixotropía es la variación de plasmagel a plasmasol y viceversa; el plasmagel es un momento del protoplasma más viscoso y menos fluido, y el plasmasol es un momento más fluido y menos viscoso. • • • Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 9 TAXONOMÍA definición Estudia la clasificación y ordenamiento de los organismos en categorías que reflejan sus similitudes y diferencias esenciales. El principal criterio para la clasificación son los órganos homólogos (órganos de constitución semejante pero adaptados a realizar funciones diferentes). tico. Algunos son pluricelulares, son la base de la cadena alimenticia. División Euglenophyta Presenta nutrición mixta (mixotrófos), en ausencia de luz son heterótrofos y en presencia de ella son autótrofos. Presenta una mancha ocular fotorreceptora y carece de pared celular, en lugar de ella presenta una película proteica. Ejemplo: Euglena, Viridis. Editorial Categorías taxonómicas La unidad básica de la clasificación es la especie. a)Especie Grupo de organismos con capacidad de cruzamiento natural y producción de descendencia fértil. Los géneros son grupos de especies similares, que se reunen en familias, las familias en órdenes, las órdenes en clases, las clases en phyllums o divisiones y estos en reinos. b) Sistema de clasificación de reinos El sistema actualmente aceptado fue establecido por Withaker en 1969, el cual considera que los seres vivos se pueden agrupar en cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. Resumen de los reinos a) REINO MONERA Comprende a los organismos procarióticos unicelulares, cuya pared celular contiene péptidoglicano y se subdivide en: Nutrición heterotrófica, algunas son móviles por la presencia de flagelos. Phyllum Schizophyta Es importante su estudio pues pro(bacterias). ducen enfermedades (TBC, tifoidea, meningitis, cólera, botulismo, sífilis, etc.). Ecológicamente son útiles por ser desintegradores. Nutrición autotrófica fotosintética, presenta laminillas fotosintéticas (con Phyllum Cianophyta clorofila y ficocianina). Se organizan (cianobacte- formando colonias y están envueltas por una capa mucilaginosa. Son rias o fijadores de nitrógeno atmosférico, algas azul de esta manera aumenta la fertilidad verdosas). de los suelos; ejemplo: anabaena. b) REINO PROTISTA Incluye a organismos eucarióticos, generalmente unicelulares, como las algas y protozoarios. Algas: Autótrofos fotosintéticos de hábitat acuá- Unicelulares, rodeados de placas División celulósicas (tecas), presentan un par Pirrophytas (dinoflagelados) de flagelos para su locomoción; una superpoblación de estos organismos es la causante de la marea roja. Ejemplo: Ceratium, Gimnodinium. Son unicelulares y presentan sales de División sílice impregnadas en la pared celulóCrisophyta (algas doradas) sica, agrupa a las Diatomeas. Antecesores cercanos de las plantas, División almacenan almidón; el pigmento princiClorophyta (algas verdes) pal presente es la clorofila. Pueden ser unicelulares (Chlamydomas), coloniales (Volvox, Pandorina), plurice-lulares (uva o lechuga de mar). División Phaeophyta (algas pardas) Fucoxantica Son pluricelulares, se encuentran adheridos a las rocas por el rizoide. Algunos flotan gracias a vesículas gaseosas (aerocistos). Ejemplo: Laminaria, Sargassum, Fucus. División Rodophyta (algas rojas) Son capaces de realizar la fotosíntesis en medios donde hay escasez de luz gracias al pigmento rojo (ficoeri-trina) que poseen. Ejemplo: Porphyra. Gigartina, Plumaria, Gelidium. c) Protozoarios Heterótrofos unicelulares, algunos originan enfermedades. Se clasifican en: Phyllum Sarcodina (rizopodos) Phyllum Cilliata (ciliados) Se desplazan emitiendo pseudópodos o falsos pies. Ejemplo: Entoamoeba histolytica, Amoeba proteus. Se desplazan mediante cilios presentes en la superficie de su cuerpo, es característico de ellos la presencia de macronúcleo y micronúcleo. Ejemplo: Balantidium, Coli, Paramecium sp. Presentan uno o más flagelos, son Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 10 Banco de ejercicios Phyllum Mastigophora (flagelados) importantes: Trypanosoma cruzi - Enfermedad de chagas Trychomona vaginalis - Vaginitis Leischmania brasilienzis - Uta División Tracheophyta (plantas vasculares) Carecen de motilidad, son parásitos Phyllum obligados. Su reproducción es por Sporozoa esporulación. (esporozoarios) (Plasmodium sp - Malaria y paludismo) Toxoplasma gondii - Toxoplasmosis Plantas con sistema vascular eficiente, que les permite distribuir a todo el cuerpo el agua y sales absorbidas por las raíces. Existen tres subdivisiones importantes: 1. Subdivisión pteridophyta (helechos). Plantas sin semillas, su tallo habitualmente es subterráneo (rizomas) desde donde desarrollan grandes hojas plumosas llamadas frondas. 2. Subdivisión Gymnospermae. Plantas con semilla desnuda (gimnospermas) guardadas en los conos o estróbilos, y luego dispersados por el viento, carecen de flores y tienen hojas en forma de agujas. Ejemplo: pino, ciprés, etc. 3. Subdivisión Angyospermae. Plantas con flores y con semillas protegidas (angiospermas) en el interior del fruto; las angyospermas por el número de cotiledones en su semilla, pueden ser: a) Monocotiledóneas. b) Dicoltiledoneas. Editorial c) REINO FUNGI En este reino se agrupa a los hongos; son organismos eucarióticos de nutrición heterótrofa absortiva, carecen de motilidad. La pared de sus células contiene quitina; reproducción mediante la formación de esporas. Según la estructura formadora de esporas son: División Ficomycota (ficomicetos) El micelio es un enmarañado de hifas y la estructura formadora de esporas se denomina esporangio. Ejemplo: Rhizopus nigricans “moho negro del pan”. División Comprende a las setas, royas y Basidiomycota tizones. La estructura productora de (basidiomicetos) esporas está formada por muchas hifas aéreas entrelazadas, formando primero el talo y luego el sombrero que contiene basidios formadores de esporas. Ejemplo: Agaricus campestris. División Ascomycota (ascomicetos) Incluye levaduras y algunos mohos; la estructura productora de esporas son las ascas. Las levaduras tienen reproducción asexual por gemación. Ejemplo: Saccharomyces cerevisae. División Llamados hongos imperfectos, su Deuteromycota reproducción sexual se desconoce. (deuteromicetos) Ejemplo: Trichopyton, Aspergillus, Penicillium. d) REINO PLANTAE Agrupa a los organismos autótrofos pluricelulares, son importantes como base de la cadena alimenticia terrestre y como productores de oxígeno. Existen dos divisiones. División Briophyta (plantas avasculares) Incluye a los musgos y hepáticas, carecen de raíces verdaderas y un sistema vascular, de ahí que su máximo crecimiento alcanza solo los 200 cm en algunas especies. Nota: Cymnospermas y angiospermas se denominan espermatofitas. e) REINO ANIMALIA Son organismos multicelulares, eucarióticos y heterotróficos. Poseen motilidad en alguna etapa de su vida. Los Phyllums más importantes son: Phyllum Poryphera (esponjas) *Sin tejido (parazoos) La superficie de su cuerpo es porosa; presenta una cavidad corporal llamada espongoicele que se abre al exterior por el ósculo y la superficie de su cuerpo es porosa. Habitan en medio acuático. *Con tejido (eumetazoos) Phylum Su cuerpo presenta dos capas de teCellentéreos jido (epidermis y gastrodermis), entre (cnidarios) las cuales se deposita una sustancia gelatinosa denominada mesoglea; la cavidad corporal se llama celenterón o cavidad gastrovascular. Todos poseen células urticantes o cnidocitos ubicados en los tentáculos, se distribuyen en tres clases: Hidrozoos: hydras. Escifozoos: medusas (malaguas). Antozoos: anémona de mar. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Gusanos planos con simetría bilateral. Phyllum Plathelmintos Tenemos las siguientes clases: Turbelarios: planarias. Tremátodes: fasciola hepática. Céstodes: taenia solium. Gusanos cilíndricos y alargados con exPhyllum Nemathelmin- tremos en punta, su cuerpo está cubierto por una cutícula que lo protege de la detos (nemátodos) secación. Algunos son parásitos. Ejemplo: Ascaris lumbricoides (lombriz intestinal), Enterobius vermicularis (oxiuros). Phyllum Moluscos Phyllum Artrópodos Editorial Presenta el cuerpo protegido por conchas que son secretadas por un tejido llamado manto, generalmente su hábitat es acuático. Gasterópodos: caracoles y babosas. Cefalópodos: pulpo y calamares. Bivalvos: choros, almejas, manchas. Animales con patas articulares, externamente poseen un exoesqueleto compuesto por quitina. Insectos: con cabeza, tórax y abdomen, 3 pares de patas. Mosca, mariposa. Arácnidos: con cefalotórax y abdomen, 4 pares de patas. Viuda negra, tarántula. Crustáceos: poseen más de cinco pares de patas. Camarón, cangrejo, muy muy. Animales marinos que presentan la dermis prevista de espinas. Poseen Phyllum Equinodermos simetría radial. Asteroideos: estrella de mar. Equinoideos: erizo de mar. Holoturoideos: pepino de mar. Phyllum Cordados 11 3. Reptiles: tienen el cuerpo cubierto de escamas corneas, no necesitan un medio acuático para producirse. a) Quelonios: tortugas. b) Saurios: lagartijas. c) Cocodrilos: caimanes. d) Ofidios: serpientes. 4. Aves: poseen el cuerpo cubierto de plumas; la boca con pico. 5. Mamíferos: presentan el cuerpo cubierto de pelos; poseen glándulas mamarias. Presentan Notocorda en estado embrionario, la cual luego es reemplazado por la columna vertebral. 1. Peces: de vida acuática, el cuerpo está cubierto con escamas, presentan aletas como adaptaciones para el nado. Se clasifican en: a) Condricties: peces con esqueleto cartilaginoso y aleta caudal heterocerca; tiburones, rayas. b) Osteicties: peces con esqueleto óseo y aleta caudal homocerca. 2. Anfibios: primeros animales con vida terrestre, necesitan un medio acuático para reproducirse, pueden ser: a) Urodelos: (con cola) salamandra, tritón. b) Anuros: (sin cola) rana y sapos. c) Ápodos: (ciegos y sin patas) cecilias. ¡Recuerde! BIODIVERSIDAD I. TAXONOMÍA (SISTEMÁTICA) Establece las normas de ubicación, ordenamiento (clasificación) y la denominación (nomenclatura) de los organismos vivos. Categorías taxonómica: especie, género, familia, orden, clase, filo o división, reino. • Se denomina Taxón a cualquier grupo taxonómico de cualquier categoría taxonómica. •Especie: Conjunto de individuos (organismos vivos) con características comunes. Se diferencian de otras especies en uno o más aspectos; pueden cruzarse y producir una progenie fértil. Es la unidad básica de la clasificación biológica. Especie → Género → Familia → Orden → Clase → Filo o división → Reino → Dominio. II.NOMENCLATURA BIOLÓGICA Los organismos vivos poseen un solo nombre científico y uno o más nombres vulgares. A)NOMBRE CIENTÍFICO (NC). Es de origen académico y de validez universal. Está dado por voces en latín. El N. C. consta de género y especie, es una “Nomenclatura Binaria” establecida por Linneo en 1758. El género es la primera parte del N.C. y se escribe como un sustantivo propio y la especie es la segunda parte del N.C. y se escribe como un sustantivo común y cuando no está denominado se escribe sp. (es la abreviatura del latín: specie). El género y la especie del N.C. se subrayan por separado y se omite el subrayar cuando se cambia el tipo de escritura, se utiliza letra cursivas o en negrillas. Si lleva sp., éste no se subraya. B)NOMBRE VULGAR (NV). Es de origen popular y de validez relativa. Está dado por voces en el idioma que se practica. Se escribe como un sustantivo propio y va entre comillas. N. C N. V. Homo sapiens Hombre Oedipus sp. Salamandra Viola odorata Violeta Trifolium sp. Trébol III. TAXONOMÍA CLÁSICA: “DOS REINOS” (animal y vegetal) A) REINO ANIMAL. Organismos vivos con locomo- Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 12 Banco de ejercicios ción; razón por la cual se les denominó anima (latín), Zoo (griego), animal (castellano). Comprende a los subreinos: Protozoos y Metazoos. 1. Protozoos: animales unicelulares. Comprende al filo protozoarios. 2. Metazoos: animales pluricelulares y animales con tejidos. 2.1 Animales pluricelulares: constituidos por células diferenciadas y sin coordinación entre ellas; comprende al filo: Poríferos (espongiarios). D) REINO PLANTAE (PLANTAS) Organismos eucariotas con tejidos. Sus células poseen pared celular (celulosa), plastidios, clorofila. Comprende a las divisiones: briofitas, pteridofitas y espermatofitas (antofitas). No comprende a los líquenes porque no son considerados organismos vegetales, sino una convivencia (simbiosis mutualista) entre algas y hongos. E) REINO ANIMAL (ANIMALIA) Organismos eucariotas pluricelulares y con tejidos; sus células carecen de pared celular, plastidios y clorofila. Comprende a los subreinos: Parazos y Eumetazoos. – Parazoos: animales pluricelulares; carecen de enterón (cavidad digestiva). Poseen digestión intracelular. Comprende al filo Poríferos. –Eumetazoos: animales con tejidos; poseen enterón (cavidad digestiva). Tienen digestión extracelular. Comprende a los filos: Cnidarios, Platelmintos, Nematelmintos, Equinodermos, Moluscos, Anélidos, Artrópodos y Cordados. Existe una propuesta (Margulis) para establecer “dos súper reinos” o dominios. 1.Dominio Procariota: organismos procariotas (célula sin organización nuclear). Comprende al reino Monera, que a su vez se subdivide en arqueobacterias y eubacterias. 2.Dominio Eucariota: organismos eucariotas (células con organización nuclear). Comprende a los reinos: Protista, Plantae, Animalia y Fungi (Micota). En cuanto a las arqueobacterias, unos las clasifican como un grupo perteneciente al Reino Monera y otros proponen establecer el Reino Arqueobacteria; entonces se forma una taxonomía de seis reinos (Arqueobacterias, Eubacterias, Protistas, Fungi, Plantae, Animalía). Editorial 2.2 Animales con tejido: constituidos por células diferenciadas y con coordinación entre ellas; comprende a los filos: Cnidarios (celentéreos), Platelmintos, Nematelmintos (asquelmintos), Equinodermos, Molúscos, Anélidos, Artrópodos y Cordados. B) REINO VEGETAL. Organismos vivos sin locomoción, razón por la cual se les denominó vegetare (latín), botane y fito (griego), vegetal y planta (castellano). Comprende a las divisiones; Esquizofitas (bacterias y algas azuladas), Ficofitas (algas: verdes, rojas, pardas, doradas), Líquenes, Briofitas (musgos), Pteridofitas (helechos) y Espermatofitas (antofitas). IV. TAXONOMÍA MODERNA: “CINCO REINOS” Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia). Propuesta por Whittaker en la revista Science (N.° 163) en 1969. Actualmente presenta modificaciones. A) REINO MONERA Organismos procariotas (sin organización nuclear) unicelulares. Sus células poseen o carecen de pared celular. Carece de mitocondrias y plastidios. Comprende: arqueobacterias, bacterias, cianobacterias (algas azuladas), rickettsias, clamidias y micoplasmas. El reino Monera fue propuesto por Barkley en 1931. B) REINO PROTISTA Organismos eucariotas (con organización nuclear) unicelulares y pluricelulares. Sus células poseen pared celular (celulosa), plastidios, clorofila o carecen de todos ellos. Comprende a: –Algas: euglenofitas, clorofitas, crisofitas, bacilariofitas, rodofitas, feofitas. – Fungoides: mohos deslizantes plasmo-diales, deslizantes celulares, acuáticos. – Protozoarios: Sarcodíneos, Zoomastiginos, Esporozoarios, Ciliados. • El reino Protista fue propuesto por Haeckel en 1866 y comprendía a los organismos unicelulares (bacterias, algas, hongos, protozoarios); entonces formó una sistemática de “tres reinos”: Protista, Vegetales y Animales. C) REINO FUNGI (MICOTA) Organismos eucariotas unicelulares y pluricelulares; sus células poseen pared celular de quitina; carecen de plastidios, clorofila y son multinucleares. Comprende a los hongos. V. FORMAS DE VIDA PRECELULARES (agregados supramoleculares) A) PRIONES. Son partículas proteínicas infecciosas, se replican (reproducción) en células animales; causan enfermedades degenerativas cerebrales como la “picazón” en las cabras y las ovejas, la “enfermedad de las vacas locas” (encefalopatía espongiforme bovina) y la “enfermedad Creuztfeldt - Jakob” (encefalopatía espongiforme humana). B)VIROIDES. Agentes infecciosos de células vegetales. Constituidos por ARN circular. Tamaño: 3 a 5 nm. Ejm.: Viroide PSTV, es causante de la enfermedad tubérculo fusiforme de la papa y de la atrofia del crecimiento del tomate. C)VIRUS. Parásitos obligados de células. Constituidos por una cápside (proteínas) y un ácido nucleico (ARN o ADN). Tamaño: 10 a 35 nm. Ejm.: Virus con ARN (Ribovirus): virus del mosaico del tabaco, de la hepatitis, poliomielitis, gripe, parótidis, sarampión, sida (HIV) y rabia. Virus con ADN (Desoxirribovirus): Bacteriófago T4, virus de la varicela, viruela, herpes. Existe una propuesta para establecer el reino viral o plásmida. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 13 BIOQUÍMICA Definición Estudia la composición química de la materia viva y las reacciones que experimenta. BIOELEMENTOS Son elementos químicos que constituyen a los seres vivos; son importantes porque forman a las diversas moléculas y cumplen funciones muy específicas. Se clasifican en: 1.Inorgánicas A)Agua Biomolécula ampliamente distribuida en la superficie terrestre, los medios acuáticos albergan a una gran variedad de organismos. Como componente corporal es el más abundante. Organismos sencillos como las medusas poseen un 98% de agua, en el hombre es aprox. 70%. La distribución en los órganos aumenta con la actividad que cumple, así el cerebro es el órgano más hidratado (90%). En las semillas el porcentaje es escaso, 10%. Editorial Bioelementos Biogenésicos (99%) Secundarios (1%) Básicos y organógenos 96% Macro (0,9%) C, H, O, N Na, Cl, K, Ca, Mg Complement. (3%) Oligoelement. (0,1%) S, P Fe, Co, F, I, Ni, Mn, Zn, etc. C, H, O, N, P, S: Constituyentes de moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Na, Cl, K: Regulan el equilibrio hídrico. Ca: Forma sales en los huesos, dientes y caparazones, favorece la contracción muscular. Fe: Constituyente de la hemoglobina. Mg: Constituyente de la vitamina B12. Cu, Zn, Mn: Aceleran reacciones químicas (activan enzimas). F: Constituyente del esmalte de los dientes. I: Constituyente de la hormona tiroxina. B: Permite el crecimiento de plantas. BIOMOLÉCULAS Son moléculas formadas a partir de los bioelementos. Pueden ser: 1. Inorgánicas: el agua (H2O), sales minerales, gases (CO2). 2. Orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, pigmentos, etc. Las biomoléculas orgánicas están constituidas por esqueletos de carbonos a los cuales se les liga otros elementos. Originalmente se les denominó “orgánicos”, porque se pensó que sólo los organismos vivos podrían elaborarlos; actualmente muchos de ellos son sintetizados en el laboratorio in vitro. Estructura. Molécula de bajo peso molecular por lo cual puede adoptar la forma de vapor. Entre el oxígeno y cada uno de los hidrógenos se establece un enlace covalente (un par de e– compartidos), pero el oxígeno por ser más electronegativo termina concentrando los electrones en su zona; esto determina una distribución asimétrica de electrones formándose una molécula dipolar (lado positivo y lado negativo). La disposición de los átomos de hidrógeno respecto al oxígeno es tal que entre ellos forman un ángulo de 104,5°. H H 104,5° O H puente de hidrógeno H 104,5° B)Sales Son compuestos o biomoléculas inorgánicas disociables en agua, formada por un metal y un radical no metálico. Esta moléculas se encuentran disociadas en iones o electrolitos (sustancias capaces de conducir corriente eléctrica). Se presentan al estar disociadas en forma de iones negativos (aniones), tales como: Cl–, PO4=, CO=3, HCO–3; SO=4, I–. En forma de iones positivos (cationes): Na+, K+, Ca++, Fe++, Mg++. En los organismos vivos tales iones son esenciales para el equilibrio hídrico y ácido-básico: específicamente en animales para el funcionamiento de nervios y músculos. La coagulación de la sangre, la formación de los huesos (cristales de hidroxiapatita), exoesqueleto calcáreo en gaste- Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 14 Banco de ejercicios rópodos, por ejemplo: el caparazón o concha de CaCO3 en los caracoles, etc. Aunque es pequeña la concentración de sales en las células y los líquidos del cuerpo de las plantas y animales, dicha cantidad es de gran importancia para el normal funcionamiento de las células y por ende del mismo organismo. C) Gases Son moléculas inorgánicas formadas por átomos de un mismo elemento o por la interacción de dos elementos diferentes. Se caracterizan por presentar un movimiento rápido y desordenado, se difunden en la atmósfera y se comprimen fácilmente. En la naturaleza abunda una vasta gama de sustancias gaseosas como el O2, CO2, H2S, CH4, N2, etc., que desempeñan una función específica para la existencia de múltiples organismos como bacterias, hongos, plantas y animales, por ejemplo. En Biología el estudio de los gases se centra puntualmente en aquellas sustancias que intervienen en los procesos y mecanismos metabólicos de toda organización viviente; dentro de ellos encontramos al: O2. Que forma aproximadamente la quinta parte de la atmósfera (20%) y también se encuentra disuelto en el agua; durante la respiración el oxígeno forma agua con el hidrógeno, en la fotosíntesis la molécula de agua es descompuesta y se desprenden moléculas de oxígeno para ser usadas nuevamente. CO2. El dióxido de carbono se encuentra en la atmósfera, como producto de la respiración de las plantas y animales; se forma durante la combustión y también por la actividad de los volcanes. N2. Este gas fundamentalmente tiende a fijarse en la naturaleza formando compuestos inorgánicos como nitratos, nitritos y proteínas; presenta un ciclo de esencial importancia para el desarrollo de toda materia viviente. O3. El ozono es el estado alotrópico del oxígeno, es un gas oxidante, estable sólo a temperaturas muy altas. Se forma por acción de descargas eléctricas en la atmósfera de oxígeno. Se encuentra en la estratósfera y, al absorber los rayos ultravioletas más nocivos, constituye la defensa más eficaz para el mantenimiento de la vida terrestre. Escala: de 0 a 14 (pH = 7 = neutro) Ácido 0 1 2 3 4 5 Alcalino 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A mayor concentración de [H+] la solución es más ácida y el pH se aproxima a cero. Tampones o buffers. Regula cambios bruscos de pH. Ejm.: proteínas (hemoglobina), sales (bicarbonato). Editorial Concepto de pH. El pH es una escala que mide el grado de acidez de una solución. Indica la concentración de hidronios [H+] en términos de –log: pH = –log [H+] Algunos valores de pH importantes en el ser vivo: Sangre: 7,4 En el medio intracelular: 7,1 En el fluido extracelular: 7,3 En el pino: 4 a 6 En el gladiolo y lirio: 6 Jugo gástrico: 1,2 Porcentaje de agua en algunas estructuras: Semillas y dientes: del 5 al 10% En los músculos: 74 a 75% En los huesos: 20 al 25% En la sangre: 78% En la linfa: 90, 75% Algas y malagua: 90 al 95% Sustancia gris del cerebro: 84% En el grano de cebada: 16% 2. Orgánicas A) Glúcidos Son biomoléculas orgánicas llamadas también: hidratos de carbono, carbohidratos, sacáridos, azúcares; formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Químicamente son Polihidroxialdehídos o Polihidroxicetonas. Importancia biológica: son principalmente alimentos energéticos. Cada mol-g al ser oxidada totalmente proporciona 4,0 kcal. CLASIFICACIÓN: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. 1. MONOSACÁRIDOS. Son los azúcares más simples de sabor dulce, solubles en agua, cristalizan y pasan por la membrana celular. Estos monosacáridos responden a la fórmula: Triosas (C3H6O3): gliceraldehído, dihidroxiacetona. Tetrosas (C4H8O4): eritrosa, eritrulosa. Pentosas (C5H10O5): ribosa, ribulosa, arabi- Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología nosa y desoxirribosa. Hexosas(C6H10O6): glucosa, fructuosa, galactosa y manosa. Heptosas (C7H14O7): sedoheptulosa. Glucosa. Azúcar de uva o dextrosa (en solución). Predomina en la naturaleza. Se sintetiza durante la fotosíntesis y es oxidada en la respiración celular. Fructuosa o Levulosa. Presente en los frutos. Se considera como el más dulce. Galactosa. Se le denomina el “azúcar cerebral”. - - 15 por su alto poder energético. Se sintetiza en la fotosíntesis a nivel de los cloroplastos. CELULOSA. Polisacárido simple. Principal constituyente de la membrana celulósica o pared celular que junto con la lignina forma el tejido de sostén de los vegetales. Es insoluble en el agua; constituyen la materia prima para la industria de la seda artificial, plásticos, papel de filtro, entre otros. GLUCÓGENO. Polisacárido simple llamado también “almidón animal”. Se encuentra principalmente en el hígado y los músculos. El glucógeno al ser tratado con el agua da una solución coloidal. Tanto el almidón como el glucógeno y la celulosa están formados por “n” moléculas de glucosa. Se sintetizan en un proceso llamado glucogénesis. QUITINA. Polisacárido estructural de la pared de los hongos y exoesqueleto de artrópodos, polímero de b-acetil glucosamina. Editorial H OH 1 H OH H O OH H OH H 1 O H H 4 H H OH H O H OH H H 4 H 6 HOCH 2 6 HOCH 2 O H OH OH H 1 H O 4 H O H O OH H OH HO H OH 1 O H H OH H OH 1 H 4 6 HOCH 2 OH 1 H H O H O OH 1 H OH O O H H 4 H 1 O H 3. POLISACÁRIDOS. Son macromoléculas formadas por “n” moléculas de monosacáridos con la pérdida de (n-1) moléculas de agua, al formarse los enlaces glucosídicos. Por lo general, no suelen tener sabor dulce. Los polisacáridos más importantes son: - ALMIDÓN. Polisacáridos simples de las plantas que sirven de reserva energética. Es insoluble en el agua fría, pero en el agua caliente forma el llamado engrudo de almidón. El almidón es el alimento más importante del reino vegetal. También es utilizado en la alimentación de los animales y del hombre, 4 Enlace β - glucosídico 4 H 6 6 CH 2 O O H H 4 H 6 6 HOCH 2 6 HOCH 2 C12H22O11 Enlace α - glucosídico HOCH 2 O H R - HOCH 2 2.DISACÁRIDOS. Son glúcidos constituidos por dos moléculas de monosacáridos, unidos por un enlace glucosídico que al formarse provoca la pérdida de una molécula de agua. Comprende: • MALTOSA. Compuesta por 2 moléculas de glucosa. Es conocido como el azúcar de la malta. Deriva de la hidrólisis parcial del almidón. Enlace σα – glucosídico. •CELOBIOSA. Formada por 2 moléculas de glucosa. Se origina en la hidrólisis parcial de la celulosa. Enlace β - glucosídico. •SACAROSA. Es el azúcar de la caña o azúcar de mesa. Se forma por la unión de dos moléculas: una glucosa y otra de fructuosa. •LACTOSA. Compuesta por una molécula de glucosa y otra de galactosa. Es el azúcar de la leche. Estos disacáridos responden a la fórmula general global: B)Lípidos Son biomoléculas orgánicas ternarias (C, H, O); insolubles en agua, aunque son solubles en disolventes orgánicos como el cloroformo, el éter, benceno, etc., que se usan para extraerlos de las células. IMPORTANCIA: • Energética. Algunos lípidos actúan como almacén de energía: 1g =9,1 kcal. • Estructural. Constituyen parte de las membranas biológicas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 16 • • Banco de ejercicios Termoaislante. Sirven para conservar el calor del cuerpo. Reguladora. Algunos lípidos actúan como hormonas. COMPOSICIÓN: Los lípidos generalmente están constituidos por 2 moléculas: 1.ALCOHOL. Son compuestos que contienen grupo oxidrilo (-OH). Ejm. Glicerol. 2. ÁCIDO CARBOXÍLICO (ácido graso). Son compuestos que se caracterizan por la presencia del grupo carboxilo O G L I C É R I D O S - ÁCIDO GRASO ÁCIDO GRASO ÁCIDO GRASO CÉRIDOS: Resultan de la esterificación de un ácido graso de cadena larga con un alcohol de elevado peso molecular que, debido a su naturaleza sólida y a su marcada insolubilidad en agua, actúan como impermeabilizantes en los recubrimientos de piel, cabellos, uñas, plumas, frutos, hojas, etc. Editorial Nota: (—C—OH) ESTERIFICACIÓN: Formación de grasas por formación de enlace éster. Ejem.: H I H I H I H— C — C — C — H Glicerol I I I O O O H H H 2.LÍPIDOS COMPLEJOS - FOSFOLÍPIDOS (Glicerofosfolípido). Derivan del ácido fosfatídico. Constituyente de las membranas biológicas. G L I C E R * Colina O * Etanolamina L ÁCIDO GRASO + + H H H O O O I I I O=C O=C O=C grasos I I I (CH2)n (CH2)n (CH2)n I CH3 I CH3 3 ácido I CH3 H H H I I I H — C — C — C — H + 3H2O I I I O O O Grasa neutra I I I (triglicérido) O=C O=C O=C + I I I 3H2O (CH2)n (CH2)n (CH2)n I I I CH3 CH3 CH3 CLASIFICACIÓN Basada en su estructura molecular: 1.LÍPIDOS SIMPLES. Resultan de la esterificación de ácidos grasos y un alcohol. - GLICÉRIDOS. Resultan de la esterificación de una molécula de glicerina (glicerol) con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos. Son sustancias de reserva energética. ÁCIDO FOSFÓRICO AMINOALCOHOL* * Serina * Inositol - ESFINGOLÍPIDOS. Derivan de la ceramida. Abundantes en el tejido nervioso. E S F I N G O S I N A NH ÁCIDO GRASO AMINOALCOHOL 3.LÍPIDOS DERIVADOS. Son lípidos insaponificables. - TERPENOS. Son una familia de sustancias que responden a la estructura genera derivada de la polimerización del isopreno (2-metil-1,3 butadieno). Ejemplo: esencias vegetales; vitaminas A, K, E; pigmentos cartenoides; coenzimas Q; resinas; látex, etc. - ESTEROIDES: Son compuestos policí-clicos, caracterizados por tener cuatro anillos (cicloperitanoperhidrofenantreno). Sobre este núcleo se constituyen los esteroides. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Ejemplo: el colesterol (precursor de otros esteroides como la vitamina D, los ácidos biliares, cortisona, aldosterona, las hormonas sexuales). CH3 C CH2 A OH B D A A+B A+B+C C → → → → Benceno Naftaleno Fenantreno Ciclopentano Editorial C) PROTEÍNAS Son biomoléculas orgánicas cuaternarias formadas por C, H, O, N; pero se le agrega en pequeña proporción S y a veces P, Fe, Zn, Cu, etc. 1.AMINOÁCIDOS Son las unidades monoméricas de las proteínas que se obtienen por hidrólisis. Existen muchos aninoácidos (aa), pero en los seres vivos son 20 (L-aminoácidos) y de cuya combinación específica entre ellas se originan las proteínas típicas para cada organismo. Poseen una función amino (-NH2) y un grupo carboxilo o ácido (-COOH). 17 sustancias, por ejemplo la hemoglobina transporta oxígeno molecular y dióxido de carbono. c) Defensa. Los anticuerpos son proteínas que defienden el organismo (inmunoglobulinas). d) Catálisis. Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas que ocurren en la célula. e) Reserva. Hay proteínas de reserva energética y cada mol-gramo proporciona 4 kcal al ser oxidado totalmente. f) Hormonal. Existen hormonas de naturaleza proteica como por ejemplo la prolactina que estimula la producción de leche. ÁCIDOBÁSICOS Ácido aspártico (Asp) Ácido glutámico(Glu) Histidina (His) Lisina (Lys) Arginina (Arg) NEUTROS POLARES Serina (Ser) Tirosina (Tyr) Asparagina (Asn) Cisteína (Cys) Treonina (Thr) Triptófano (Trp) Glutamina (Gln) NEUTROS NO POLARES Glicina (Gly) Valina (Val) Isoleucina (lle) Prolina (Pro) Alanina (Ala) Leucina (Leu) Fenilalanina (Phe) Metionina (Met) •Aminoácidos “esenciales” Se llaman así a los aa que la célula humana no sintetiza, se obtienen de los alimentos. Son diez: arginina - fenilalanina - histidina - isoleucina - leucina - lisina - metionina treonina - triptófano - valina. 2. ROL BIOLÓGICO DE LAS PROTEÍNAS a) Estructural. Todas las estructuras de la célula están formadas a base de proteína. b) Transporte. Existen proteínas que movilizan 3.CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS a) Proteínas simples. Están formadas exclusivamente por aminoácidos. Comprende a las proteínas Fibrosas (colágeno, queratina, fibroína) y globulares (enzimas, ovoalbúmina). b) Proteínas conjugadas. Son proteínas formadas por aminoácidos más un grupo prostético (parte no proteica). Comprende a las glucoproteínas, lipoproteínas, nucleoproteínas, cromoproteínas, fosfoproteínas y metaloproteínas. 4.ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS a) Estructura primaria. Es la secuencia de los aminoácidos en la cadena proteica que se mantiene por medio de enlaces peptídicos. Cada proteína presenta una secuencia única de aminoácidos en una cadena de longitud definida. Hay proteínas que sólo tienen este tipo de estructura como la “insulina”. b) Estructura secundaria. Es la disposición espacial de la cadena polipeptídica que se presenta en forma de alfa hélice (queratina), hoja plegada (fibroína). Esta organización se mantiene por medio de enlaces no covalentes, puentes de hidrógeno. c) Estructura terciaria. Es el superenrollamiento de la cadena proteica que es mantenido por los enlaces covalentes, como los puentes disulfuro, que se encuentran entre los restos de cisteína. Así como también a través de los enlaces o fuerzas no covalentes. Esto se observa en la mioglobina y en algunas enzimas. d) Estructura cuaternaria. Se presentan en proteínas con varias cadenas polipeptídicas que se enrollan entre sí formando subunidades o monómeros y estas se unen mediante puentes disulfuro, enlaces salinos o de hidrógeno. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 18 Banco de ejercicios También participan fuerzas no covalentes. Como por ejemplo en la hemoglobina. Estructura: Terciaria Editorial Cuaternaria Secundaria una estereoisómero de la misma molécula. Los sustratos reaccionan en forma muy precisa con el sitio activo de la enzima. Algunas enzimas tienen un encaje inducido, es decir que el sitio activo es complementario del sustrato solo después de que este se une a la enzima. Algunas enzimas llamadas Apoenzimas requieren la presencia de sustancias llamadas cofactores. El cofactor puede ser un metal o un grupo prostético; como en el caso de las proteínas conjugadas. Otras enzimas necesitan pequeñas moléculas denominadas coenzimas. Por ejemplo, las deshidrogenasas necesitan una molécula de nicotinamida adenina Dinucleótido (NAD) para poder funcionar, la reacción es la siguiente: hélice a E + NAD+ + S → E + NADH + H+ + S- OXIDADO • ENZIMAS Las enzimas son catalizadores biológicos, que aceleran las reacciones químicas sin modificarse, lo que significa que pueden ser utilizados una y otra vez. El conjunto de las enzimas constituye el grupo de moléculas más extenso y especializado del organismo. Hasta el momento se han identificado más de mil enzimas diferentes y muchas de ellas se han obtenido en forma pura y cristalina. Esas moléculas responsables de la dirección de la compleja red de reacciones químicas celulares representan, por otra parte, los productos más importantes codificados por los genes contenidos en el ADN. Las enzimas (E) son proteínas que tienen uno o más lugares denominados sitios activos, a los cuales se une el sustrato (S), es decir, la sustancia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y convertido en uno o más productos (P). Como esta reacción es generalmente reversible, puede ser expresada de la siguiente manera: E+S ↔ (ES) Luego los dos electrones que gana la NADH son transferidos a una segunda molécula. El complejo enzimático: apoenzima + coenzima o cofactor enzimático se denomina holoenzima. Los zimógenos son formas inactivas de enzimas debido a que su centro activo está enmascarado y por medio de un inductor o activador enzimático cambian su estructura convirtiéndose en una enzima activa. Por ejemplo las células (parietales) de la mucosa gástrica producen el pepsinógeno (forma inactiva), que es transformado en pepsina (forma activa) por medio del HCL. Modelo de la llave y la cerradura Sustrato Enzima Enzima E+S Complejo ES Modelo del encaje inducido ↔ E+P Donde (ES) es un complejo enzima-sustrato intermediario. Las enzimas aceleran las reacciones hasta que se alcanza un equilibrio, y pueden ser tan eficientes como para que la velocidad de la reacción sea de 108 a 1011 veces más rápida que en ausencia del catalizador. Una característica de la actividad enzimática es su especificidad, de manera que cada enzima particular actúa solo sobre un determinado sustrato. Las enzimas suelen ser tan específicas que son incapaces de actuar sobre sustancias estrechamente relacionadas, por ejemplo sobre Sustrato + Sustrato Sustrato + Enzima E+S Enzima Complejo ES D) ÁCIDOS NUCLEICOS 1. Funciones biológicas de los ácidos nucleicos - Almacenan la información hereditaria para la formación de los rasgos biológicos que tiene un organismo. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología - Permiten transmitir caracteres generación tras generación. Permiten la evolución biológica, pues, cuando se copia o se transmiten los ácidos nucleicos, pueden ocurrir errores, los que se manifestarán en las características de los organismos aumentando su variabilidad y con ello la diversidad. 19 genes. El nitrógeno en la forma amino le da el carácter básico. Las bases nitrogenadas se clasifican en purinas y pirimidinas. Purinas. Son las adenina (A) y la guanina (G). Pirimidinas. Son las citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). Pentosa Azúcar de cinco carbonos, que pueden ser la ribosa (para ARN) o desoxirribosa (para ADN). Es el esqueleto principal (central) de los ácidos nucleicos. Ácido fosfórico Molécula con tres grupos oxidrilos (OH) donador de hidrogeniones (H+) para formar enlaces y para dale el carácter ácido (basofilia) a los ácidos nucleicos, de igual forma el carácter aniónico, y por lo tanto la propiedad de unirse a proteínas básicas (histonas), colorantes básicos o iones. – – • Ejemplo: Transmisión de ADN en ovejas. Editorial Progenitor Progenitor CRUCE ADN ADN Pelo ondulado • Pelo lacio Óvulo Espermatozoide Cigote b) Funciones de los nucleótidos • Estructural Forman los ácidos nucleicos: ribonucleótidos (para ARN), desoxirribonucleótido (para ADN). • Energética Presentan enlaces de alta energía: fosfato-fosfato. Ejemplo: El ATP (Adenosin trifosfato) con 7,3 Kcal por enlace entre fosfatos. Pelo ondulado Descendencia con variabilidad genética. 2. Los ácidos nucleicos - Definición Son moléculas formadas por la unión de elementos como: C, H, O, N y P. Estos elementos forman unidades llamadas nucleótidos que se unen por enlaces fosfodiéster. Enlace fosfodiéster Es el enlace característico de los ácidos nucleicos que permiten la unión de nucleótidos. Resulta de la relación entre el ácido fosfórico de un nucleótido con el grupo oxhidrilo de la pentosa de otro nucleótido. Nucleótido Es el momento de los ácidos nucleicos. Está constituido por una base nitrogenada, un azúcar pentosa y ácido fosfórico. A la unión del azúcar pentosa más la base nitrogenada se le denomina nucleósido. Base nitrogenada 5I OH Enlace fosfoéster P 5 O ácido fosfórico OH I P 1 Enlace-glucosídico 1 5 Enlace fosfodiéster I P O I 3 5 O I 3 H2O 1 4 1 Pentosa 1 3 3I OH OH O 1 2 Nucleósido NUCLEÓTIDO a) Componentes de un nucleótido • Bases nitrogenadas Son compuestos heterocíclicos que contienen Carbono y Nitrógeno en sus anillos. Constituyen el alfabeto de los P O 5 I P O 3I Nucleóticos OH O 5 I O Polinucleótico 3I Dinucleótico Nucleótidos OH Dinucleótido Polinucleótido De esta forma resultan los dinucleótidos, y luego por sucesivas reacciones se formarán polinucleótidos. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 20 3. Clasificación de los ácidos nucleicos • Ácido Desoxirribonucleico (ADN o DNA) Macromolécula constituida por 2 cadenas de desoxirribonucleótidos. En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice para el DNA, según la cual en la molécula del DNA, las cadenas de desoxirribonucleótidos, son antiparalelas enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario y son complementarias porque las cadenas se unen por medio de puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas. Entre la adenina y la timina se establecen 2 puentes de hidrógeno (A = T) y entre guanina y la citocina 3 puentes de hidrógeno (G ≡ C). Según Chargaf la proporción de adenina es equivalente a la de timina, y la proporción de citocina es igual a la de guanina (Ley de Chargaf) y se cumple A + G = T + C. En el hombre el ADN se encuentra en el núcleo, asociado a proteínas histonas, constituyendo la cromatina, contienen en su estructura la información de los caracteres hereditarios (genes) bajo la forma de una secuencia de bases nitrogenadas. c) RNA transferencia (RNAt) Molécula de configuración en hoja de trébol. Acepta y transporta aminoácidos hacia los ribosomas en la síntesis proteica. Presenta el anticodón que lee al codón por complementación (A = U), (G ≡ C), en el proceso llamado traducción. RNAm(mensajero) 5’_______________3’ augcccguuaaaucacu Editorial 5 3 I 3I Una vuelta completa (10 pares de bases) H H Citosina Guanina H H H 3I • A U C I 5 3I I 5 RNA r (ribosomas) 3I RNA t (transferencia) 4. Replicación del ADN Puentes de hidrógeno H H Anticodón I 5I 3I Codón Adenina Timina 5I 5I Ácido Ribonucleico (ARN o RNA) Molécula constituida por cadenas de ribonucleótidos, expresan los genes en la síntesis de proteínas, el que consta de dos procesos consecutivos: transcripción y traducción. a) RNA mensajero (RNAm) Molécula de conformación lineal constituida por ribonucleótidos, con una secuencia de bases nitrogenadas. Cada 3 bases nitrogenadas recibe el nombre de codón y forman el código genético. El RNAm es copia de la información del ADN. Se forma en el proceso de transcripción con la enzima ARN polimerasa (en el núcleo). b) RNA ribosómico (RNAr) Molécula de conformación globular constituido por un polinucleótido superenrollado, presente en los ribosomas. •Autoduplicación del ADN Todos los seres vivos son temporales. Pueden vivir unos minutos, como las bacterias; varios siglos, como las tortugas marinas; o incluso más de un milenio, como los olivos; pero para que la especie no se extinga ha de haber siempre al menos un momento en que la información biológica se replique y las copias pasen a la descendencia. La célula para dividirse previamente duplica su ADN, de este modo las generaciones celulares mantienen una cantidad constante de ADN. •Etapas a) El primer evento es el desenrollamiento del ADN a cargo de la enzima topoisomerasa. b) Luego las cadenas complementarias son separadas por la enzima helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno entre bases complementarias. c) Una de las cadenas toma el nombre de cadena líder y sobre ella se realiza la síntesis continua. El proceso se inicia por la enzima ARN-primasa que constituye un segmento de ARN llamado cebador; a continuación la enzima ADNpolimerasa va colocando nucleótidos complementarios en dirección (5’ → 3’) y Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología va construyendo la cadena complementaria de ADN. 4. La otra cadena toma el nombre de cadena retrasada, en ella la síntesis es discontinua. La enzima ARN-primasa construye varios cebadores, dejando espacios; a continuación la enzima ADN-polimerasa construye ADN en los espacios, estos fragmentos se llaman 21 fragmentos de Okasaki. 5. Finalmente son retirados los cebadores y los espacios que ocupaban los ARNcebadores son rellenados por la ADN polimerasa. 6. En resumen cada cadena de ADN conserva la mitad de la molécula original; por esto se dice que la replicación del ADN es semiconservativa. Editorial CARACTERESDNA RNA Pentosa Desoxirribosa Bases nitrogenadas Citocina Adenina Timina Número de polinucleótidos 2 1 Función Almacena la información biológica de los seres vivos. Permite la expresión de la información biológica. Ubicación Nucleolo Cromatina Cromosoma Nucleolo Ribosomas Estructura Doble hélice Ribosa Guanina Mitocondrias Cloroplastos Adenina Citosina Guanina Uracilo Lineal, globular y trébol. ¡Recuerde! “Camina con decisión si te impulsan tus sueños”. “Solo el esfuerzo constante te impulsará hacia tus metas”. “Solo tú eres capaz de cambiar tu historia”. “La sumatoria de los esfuerzos realizados da como resultado tu éxito”. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 22 Banco de ejercicios CITOLOGÍA núcleo), posee mesosoma con enzimas respiratorias para obtener energía (ATP) y ribosomas 70S para elaborar proteínas. Ejemplo: bacterias y cianobacterias del Reino Monera. GENERALIDADES A) TEORÍA CELULAR En 1838, Mathías Schleiden (botánico) publica estudios acerca de la estructura celular en plantas. Un año después, Schwann (zoólogo), divulgó también sus descubrimientos sobre la constitución celular en tejidos animales. Así se iban sentando las bases de la teoría celular. Además se contaba con el descubrimiento del núcleo celular (Brown, 1831) y del contenido celular o protoplasma (Purkinje, 1838), el cual se distingue en citoplasma (si rodea al núcleo y limita con la membrana celular) y carioplasma (contenido nuclear). En 1855, Rudolph Virchow (médico patólogo) amplió la teoría celular al expresar su famoso aforismo: Omnis cellula e cellula, es decir, toda célula se origina de otras preexistentes. Luego se demostró que las células aseguran la continuidad entre una generación y otra por medio del mecanismo de la mitosis (Flemming, 1880) y la exacta división de los cromosomas (Waldeyer, 1890). Luego se descubrió el ADN y con él a los genes. Ribosoma 70S Editorial Postulados modernos 1. Las células son unidades morfológicas y fisiológicas de todos los organismos. 2. Las propiedades de un ser vivo dependen de sus células individuales. 3. Las células se originan solo en otras células y su continuidad se mantiene a través del ADN. 4. La unidad más pequeña de la vida es la célula. B)Célula La célula es la mínima porción de materia viva capaz de realizar metabolismo, crecer y reproducirse, por tanto, es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por células. Existen organismos unicelulares y pluricelulares. Entonces, el ancestro común de todos los seres vivos, fue una célula. Las células más primitivas que existen en la actualidad son las arqueobacterias. Las células se clasifican según su grado evolutivo en: célula procariótica y célula eucariótica, destacando la presencia o no de núcleo. • Célula procariótica (pro = antes, cario = núcleo) Son células sin núcleo. El material genético (ADN) es el cromosoma circular y se localiza en una región denominada “nucleoide” (parecido a un Nucleoide Célula procariótica • Célula Eucariótica (eu=verdadero, cario= núcleo) Son células con núcleo. El ADN se asocia a proteínas histonas, constituyendo la cromatina, delimitada por la carioteca (envoltura nuclear). Posee mitocondrias con enzimas respiratorias, sistema de membranas, ribosomas 80S. Ejemplo: protozoarios y algas del Reino Protista, las células de los hongos del Reino Fungi, células de plantas y animales. Organelo Núcleo celular Ribosoma 80S Célula Eucariótica Estructura DE UNA CÉlula EUCARIÓTICA En una célula eucariótica típica podemos encontrar cuatro partes principales: 1. Envoltura celular. 2. Membrana citoplasmática. 3. Citoplasma. 4. Núcleo. 1.Envoltura celular Es la parte más extensa de la célula. En los vegetales toma el nombre de pared celular, mientras que en los animales se le conoce como glucocálix. A) Pared celular La pared celular de ordinario está formada por una o dos capas. La delgada pared externa se llama Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología pared primaria. Está constituida por celulosa y hemicelulosa. La capa interna más gruesa, se denomina pared secundaria. Está constituida por celulosa y lignina. Además se observa una capa delgada llamada laminilla media, la cual está compuesta en su mayor parte por pectinas. A medida que las células maduran, gran parte de la pectina origina pectato de calcio y pectato de magnesio, formando un compuesto mucho más duro que mantiene firmemente unidas a las células. Cuando se produce la lignina, se impregna de modo sucesivo a la laminilla media, a la pared primaria y, en forma especial a la pared secundaria; entonces la lignificación aumenta la firmeza, dureza y resistencia de la pared, provocando la muerte celular por acumulación, muchas veces a esta nueva acumulación se le conoce como pared terciaria. La mayor parte de las células vegetales están conectadas entre sí por medio de canales abiertos conocidos como plasmodesmos, los cuales consisten en bandas delgadas cilíndricas de citoplasma, que conectan células adyacentes, a través de perforaciones en las paredes celulares. 23 B)Estructura El modelo del “Mosaico Fluido” (propuesto por Singer y Nicholson) propone que la membrana está constituida por una doble capa de fosfolípidos con ácidos grasos hidrofóbicos, en la cual hay proteínas asociadas; las que se encuentran sumergidas se llaman integrales o intrínsecas, mientras que las asociadas solo a la superficie se llaman periféricas o extrínsecas. Editorial Pared celular Pared secunLámina media Pared daria (con celular celulosa) C)Estado físico El estado físico de la membrana es semilíquida y permite el movimiento lateral de las proteínas; por eso se dice que la membrana es fluida. La cara externa presenta glúcidos asociados, a diferencia de la cara interna; por eso se dice que es asimétrica. D) Funciones de la membrana • Compartamentalización. Delimita al medio intracelular del medio extracelular y de otras células. • Transporte. Permite el intercambio de materiales con su medio externo (permeabilidad selectiva o semipermeabilidad). Pared primaria (con hemicelulosa) Macrofibrilla Microfibrilla Loro Membrana Bicapa lipídica Citoplasma Núcleo Colesterol Célula Celulosa Plasmodesmo Fosfolípido Proteínas Vegetal B) Glucocálix Envoltura compuesta principalmente por cadenas cortas de azúcares impregnados a la membrana celular. Funciones atribuidas al glucocálix: 1. Proporciona protección mecánica a las células. 2. Permite la adhesión celular entre células, o entre células con un sustrato orgánico. 3. Participa en el reconocimiento celular. 2. Membrana citoplasmática (Plasmalema) Estructura que envuelve a la sustancia intracelular. A)Composición química (lipoproteica) Está constituida fundamentalmente por proteínas y lípidos (fosfolípidos y colesterol). 3.Citoplasma Es la región intracelular de mayor actividad biológica, comprendida entre el núcleo y la membrana citoplasmática. Está constituida por: matriz citoplasmática, sistema de endomembranas, organoides y organelas. CENTRÍOLOS Formación del huso acromático Respiración celular MITOCONDRIA Síntesis de ATP Síntesis de ácidos grasos de cadena corta LISOSOMA Digestión celular Autólisis Autofagia RETÍCULO RUGOSO CÉLULA RETÍCULO LISO Detoxificación celular Glucogenólisis Lipogénesis PEROXISOMA Destrucción de peróxidos RIBOSOMA Síntesis de proteínas Síntesis de enzimas Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com DICTIOSOMA Secreción celular Glucosilación Banco de ejercicios 24 a la parte externa de sus membranas, debido a esto, tiene por función la síntesis de proteínas. Se localiza mayormente en células especializadas en la secreción de proteínas, como las células del páncreas. La presencia de ribosomas sobre el retículo se debe a proteínas de membrana llamada riboforinas, A) MATRIZ CITOPLASMÁTICA Componente fluido que contiene microtúbulos y microfilamentos, los cuales constituyen el esqueleto celular o citoesqueleto; este interviene en el mantenimiento de la forma celular y también en la motilidad celular, y en los cambios coloidales que puede experimentar el citoplasma. - Los microtúbulos están formados por proteínas tubulinas (α, β). Participan en la formación de centríolos, cilios y flagelos. - - La matriz citoplasmática por ser de naturaleza coloidal, posee una propiedad llamada tixotropía, el cual es propio de los coloides; gracias a esta propiedad su estado físico cambia de sol a gel y viceversa. Ejemplo: movimiento de leucocitos y amebas. B) SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS (Sistema Vacuolar Citoplasmático) El sistema de endomembranas está formado por conductos y cisternas delimitadas por membranas, e interconectadas. Este sistema tiene como componentes al retículo endoplasmático, Aparato de Golgi y carioteca. 1. Componentes • Carioteca Constituye la envoltura nuclear, está formada por sacos aplanados formados por doble membrana que rodean el contenido nuclear. La carioteca presenta los poros nucleares que permiten la transferencia de moléculas entre el núcleo y la matriz citoplasmática. En la membrana externa existen ribosomas adheridos a su superficie, de ahí que posee la capacidad de sintetizar proteínas. • Retículo endoplásmico liso (REL) o agranular: No tiene ribosomas adheridos a su superficie; está en conexión con el retículo endoplásmico rugoso; interviene en: la síntesis de esteroides, detoxificación de drogas y venenos, y en la glucogenólisis. En las fibras musculares recibe el nombre de retículo sarcoplásmico y acumula calcio que se libera para iniciar la contracción muscular. Editorial Los microfilamentos están formados por proteínas actinas. Participan en la fagocitosis, exocitosis y citocinesis. Retículo endoplásmico Este componente del sistema de endomembranas se presenta como una red complicada de túbulos y vesículas aplanadas y redondeadas, comunicadas entre sí y con la carioteca. Su función general es la compartimentalización, es decir, delimita espacios donde pueden almacenarse y distribuirse sustancias dentro de la célula; sirve como soporte mecánico del citoplasma e interviene en la reconstrucción de la membrana nuclear. Comprende dos partes diferenciadas por la presencia o ausencia de ribosomas sobre su superficie externa: - Retículo endoplásmico rugoso (RER) o granular: Presenta ribosomas adheridos • APARATO DE GOLGI Formado por un conjunto de dictiosomas. Se denomina dictiosoma de 5 a 8 sacos de cisternas, aunque en algunos organismos inferiores pueden haber más de treinta. El Aparato de Golgi puede tener uno o más dictiosomas. Los sacos aplanados son suministrados permanentemente por el retículo endo-plásmico a la parte interna o próxima del Aparato de Golgi, puesto que las cisternas desprenden vesículas. - - - - El Aparato de Golgi es abundante en células secretoras de enzimas de algunas hormonas, y de anticuerpos (en células plasmáticas). Tiene las siguientes funciones: Secreción: las proteínas se forman en el retículo endoplásmico rugoso, pasan al Aparato de Golgi, en donde se asocian a carbohidratos y luego son secretados al exterior. Glucosidación: La unión de glúcidos a proteínas y lípidos, da como resultado glucoproteínas y glucolípidos. Biogénesis de lisosomas: ciertas vesículas que se desprenden del Aparato de Golgi quedan en el medio intracelular, constituyendo los lisosomas. Síntesis de polisacáridos como la celulosa, para formar la pared en células vegetales. Renovación de membrana y glucocálix. Formación del acrosoma en espermatozoides. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología El transporte a través de la membrana celular, ya sea directamente por la bicapa lipídica o por las proteínas, ocurre por medio de uno de dos procesos básicos: transporte pasivo o transporte activo. - Molécula transportada Proteína de canal Doble capa de lípidos Alta concentración Proteína transportadora Editorial Energia Difusión facilitada Transporte pasivo • Baja concentración Transporte activo Transporte pasivo (difusión) Sin gasto de energía. El movimiento de los solutos va desde una zona de mayor concentración a una zona de menor concentración, a favor de la gradiente. Este a la vez, puede ser: – Pinocitosis. Ingreso de material líquido. Es realizado por ciertos tipos de células especializadas. Por ejemplo, el paso de sustancias digeridas a nivel de las vellosidades intestinales o el paso de acetilcolina (liberada por las neuronas) hacia las células musculares. -Difusión simple. Es el movimiento de moléculas desde zonas de alta concentración hacia zonas de baja concentración (difusión de moléculas liposolubles: O2 CO2, alcohol etílico, DDT, vitaminas A, D, E, K, etc...). El paso de agua se llama ósmosis. 2.Exocitosis (proceso de egreso de materiales) –Egestión. Eliminación de desechos no absorbidos (defecación celular). –Secreción. Eliminación de productos anabólicos (enzima salival, mucina del moco, etc.). -Difusión facilitada. Cuando participan transportadores proteicos. Por difusión facilitada ingresan glucosa y aminoácidos. En algunas células la glucosa ingresa a la vez con sodio (cotransporte). • Transporte activo Con gasto de energía (ATP). El movimiento de solutos va de un lugar de menor concentración a una zona de mayor concentración (por bombas), o su traslado implica la invaginación de la membrana celular y formación de vesículas (endocitosis y exocitosis). - Transporte en masa. ¿Qué sucede con las sustancias que resultan muy grandes para penetrar o salir a través de la membrana? La membrana las transporta gastando ATP. Para ello realizan la formación de vesículas. 1.Endocitosis (proceso de ingreso de materiales) – Fagocitosis. Ingreso de material sólido. Es llevada a cabo por unos cuantos tipos de células especializadas (glóbulos blancos) o por organismos unicelulares como amebas y protozoarios ciliados. Las esponjas, celenterados y platelmintos presentan células que realizan fagocitosis. Gradiente de concentración Difusión simple 25 de concentración de Na+ y K+, a través de la membrana celular, lo mismo que establecer un potencial eléctrico negativo dentro de las células y conservar el volumen celular normal. 2. INTERCAMBIO DE MATERIALES (Transporte) Transporte por bombas. El mecanismo de transporte por bombas más conocido, es el que transporta tres iones de sodio 3Na+ al exterior de la célula en contra de la gradiente, y al mismo tiempo bombea dos iones de potasio 2K+ desde el exterior hacia el interior en contra de la gradiente (bomba de sodio y potasio). Esta bomba se encuentra en todas las células y es la encargada de conservar las diferencias Bomba de Na+ y k+ + 3 Na en contra +la gradiente 2k + 3 Na + 2k Endocitosis Exocitosis ATP Pinocitosis Pinosoma Transporte en masa Egestión Vesícula residual Secreción Fagocitosis Fagosoma CITOPLASMA Vesícula secretora C) ORGANOIDES Son asociaciones supramoleculares que carecen de membranas. Presentan forma definida, las principales son: los ribosomas, los centrosomas, los cilios y los flagelos. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 26 • Ribosomas Tienen como función llevar a cabo la síntesis de proteínas a partir de la información genética. Estructuralmente están formados por dos subunidades (mayor y menor). Ambas están constituidas por proteínas y ARN ribosómico y fueron ensambladas en el nucleolo. Los ribosomas en células procarióticas (70S) están formados por subunidades 30S y 50S; en células eucarióticas (80S) las subunidades son 40S y 60S. (s = unidad de sedimentación). En la síntesis de proteínas se alinean al ARN mensajero formando polisomas. Estos polisomas se pueden encontrar en la matriz citoplásmica, en la membrana del R.E.R., en el estroma del cloroplasto y la matriz de las mitocondrias. Didinium (ciliado que se alimenta) de paramecium Cilios 9+2 La estructura básica de un cilio es igual a la de un flagelo Giardia sp (paCuerpo basal rásito intestinar o cinetosoma que disminuye la absorción) Axonema Flagelo 9+2 Editorial •Centrosomas Su función es formar el huso mitótico durante la división en células animales, algunos protozoos y plantas inferiores (musgos y helechos). Son asociaciones proteicas constituidas por cilindros huecos llamados centríolos, rodeados por una masa proteica denominada centrósfera; a partir de ella se forman proyecciones de microtúbulos que originan el áster. Los centríolos están formados por nueve tripletes de microtúbulos; cada microtúbulo a su vez está constituido por proteínas tubulinas. D) ORGANELAS Son estructuras presentes sólo en células eucarióticas, se caracterizan por estar delimitadas de membranas lipoproteicas y de cumplir funciones vitales. Las organelas son: vacuolas, citosomas, plastidios y mitocondrias. • Vacuolas Son organelas que almacenan agua y diversos solutos (pigmentos, alcaloides, sales, aceites, etc.). En las células vegetales suelen encontrarse vacuolas gigantes, que ejercen presión sobre la pared celular, contribuyendo al soporte del cuerpo vegetal, por tal motivo, su membrana se denomina tonoplasto. En los protistas de agua dulce (medio hipotónico) las vacuolas sirven para eliminar el exceso de agua del citoplasma. A estas vacuolas se les denominan pulsátiles o contráctiles. • Citosomas Estas organelas se caracterizan por contener enzimas (con las que cumplen diferentes funciones) delimitadas por una membrana. Se clasifican en: Lisosomas Organelas vesiculares originadas del Aparato de Golgi, contienen enzimas hidrolíticas o digestivas (nucleasas, fosfatasas, lisozimas, etc.) que actúan a pH ácido. Debido a la variedad enzimática, cuando se rompen la célula se destruye (autólisis). A estos lisosomas se les llama vesículas suicidas. Célula animal en profase Aster - Huso acromático Centrosoma • Cilios y flagelos Organoides utilizados en la locomoción celular. Presentan dos partes: el cinetosoma y axonema. El cinetosoma (cuerpo basal o blefaroplasto) tiene una estructura similar a la del centríolo. El axonema está conformado por nueve pares de microtúbulos y dos microtúbulos en el centro (9 + 2). También participan en la degradación de otras organelas (ejemplo: mitocondrias viejas), en el proceso denominado autofagia (formando autofagosomas). - Peroxisomas Son vesículas de contenido enzimático con los cuales se forman y degradan los peróxidos, protegiendo así las membranas celulares de dichos oxidantes. Una enzima importante es la catalaza. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología - Glioxisomas Son vesículas típicas en células vegetales, principalmente en las semillas aceitosas donde actúan durante la germinación, pues, sus enzimas convierten los lípidos a glúcidos, y de estos se obtiene energía. • Plastos (plastidios) Organelas presentes en los vegetales que cumplen funciones de almacenamiento (leucoplastos), dan color al vegetal (cromoplastos), y fotosíntesis (cloroplastos). Todas se forman a partir de un plasto inmaduro llamado proplastidio. El cloroplasto presenta doble membrana, un fluido interno llamado estroma, sacos membranosos de tilacoides que en conjunto forman una grana, en estos se encuentra la clorofila que capta luz durante la fotosíntesis. Además posee ADNc, material genético que le permite replicar a los cloroplastos. Los cloroplastos en oscuridad (sin luz), se desorganizan y se denominan etioplastos. ¿Qué función cumple el cloroplasto, para que exista vida en el planeta? Su función es la fotosíntesis, que consiste en elaborar alimento, ser productor y sustento de los ecosistemas y además libera oxígeno. 27 y por lo tanto obtener más energía útil para formar estructuras, o realizar mayor trabajo. Además el O2 formó el ozono, y en este medio con menor radiación (UV), surgieron los eucariontes y con ellos, las mitocondrias como organelas oxidativas, luego con los eucariontes surge el sexo y la organización pluricelular (hongos, plantas y animales). - Respiración celular Es un proceso intracelular que incluye a un conjunto de reacciones catabólicas en cadena, en la cual las biomoléculas orgánicas energéticas como los glúcidos y lípidos sufren la ruptura de sus enlaces covalentes para transformarse en biomoléculas inorgánicas más simples (H2O y CO2). De la ruptura de los enlaces se libera energía; una parte se pierde como calor y la otra es transferida finalmente a la formación del ATP. El ATP es la molécula energética utilizada por la célula en el transporte activo, división, movimiento, etc. Localización Originalmente las primeras células del planeta carecían de organelas y núcleo, por lo tanto todas sus actividades acontecían en el citoplasma; cuando surgen las organelas y el núcleo se forman compartimientos especiales en las cuales solo se concentraron enzimas comprometidas con un tipo de actividad específica. Actualmente todavía existen células sin organelas ni núcleo, tales como las bacterias y cianofitas. En estas células todo el proceso de respiración celular acontece en la membrana citoplasmática (mesosomas) y el citoplasma. En células eucariontes (con organelas y núcleo) la respiración se realiza en el citoplasma y en las mitocondrias. Editorial • Mitocondrias Organela presente en todas las células eucariontes, formada por doble membrana, una de las cuales se proyecta al interior para formar las crestas, la cual posee proteínas para transporte de e– (electrones) y también unas partículas “F” (fosforilación) donde se forma el ATP (adenosin trifosfato). También encontramos un coloide mitocondrial llamada matriz mitocondrial muy rico en “enzimas del ciclo de Krebs”, además encontramos un ADN circular y algunos ribosomas (70S). Función que cumplen las mitocondrias, que permiten a los organismos tener más energía, y por lo tanto realizar más trabajo y ser más complejos: ∴ Es la respiración celular o metabolismo oxidativo. Luego que surge la fotosíntesis oxigénica (por algas primitivas “cianofitas”) el ambiente acuático y atmosférico empezó a tener en su composición O2 libre (oxidante), con lo cual los organismos iniciaron el metabolismo oxidativo que consiste en degradar los alimentos hasta sustancias más simples, - - Etapas En las células eucariontes se realiza en el citoplasma y en las mitocondrias. De la energía obtenida, un 60% disipa en forma de calor, el 40% restante se almacena en moléculas de ATP. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 28 Banco de ejercicios Etapa citosólica • Glucólisis o Ruta de Embden Meyerhof Etapa mitocondrial • Descarboxilación del piruvato Ciclo de Krebs o Ciclo del ácido cítrico Cadena respiratoria • • Ecuación: C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38P → 6CO2 + 6H2O + 38ATP tras dos reacciones consecutivas originan CO2 y etanol (C2H5OH). b) Vía aeróbica (con aire) Cuando hay consumo de oxígeno los ácidos pirúvicos generados en el citoplasma ingresan a las mitocondrias, atravesando sus dos membranas para llegar a la cámara interna. –Etapa mitocondrial a) Actividades en la cámara interna (matriz mitocondrial) Descarboxilación y deshidrogenación del piruvato. La descarbo-xilación consiste en que el piruvato pierde un carbono en forma de CO2 y la deshidrogenación en que pierde 2H los que son recolectados por el NAD+ para transformarse en NADH + H+. Editorial –Etapa citosólica Se realiza en la parte soluble o citosol de la matriz citoplasmática donde la glucosa es degradada a dos piruvatos, proceso denominado glucólisis (ruptura de la glucosa). En el citosol la glucosa (C6) inicialmente es activada gastando la célula 2ATP, posteriormente en el proceso se generan 4 ATP por un proceso denominado: fosforilación a nivel de sustrato, que es una forma primaria de fabricar ATP a nivel citoplasmático. Simultáneamente durante la degradación de la glucosa se liberan hidrógenos citoplasmáticos, en un proceso conocido como deshidroge-nación, los cuales son recolectados por la coenzima NAD+ que tras recibir 2H se hidrogenan a NADH+H+. En este proceso se forman 2NADH+H+ a partir de 2NAD+. El ácido pirúvico (C3) es una molécula clave que puede seguir dos vías citoplasmáticas: a) Vía anaeróbica (sin aire) Se da cuando hay escasez o ausencia de O2 citoplasmático, también se llama vía fermentativa, de la cual se conocen dos formas: Fermentación láctica. Ocurre por ejemplo en el tejido muscular tras ejercicios intensos donde los ácidos pirúvicos son reducidos a ácidos lácticos (C3), los cuales atraviesan fácilmente la membrana y pasan hacia la sangre, de aquí una parte se pierde por la orina y otra parte es llevada al hígado, donde un grupo de enzimas que trabajan en sentido inverso a la glucólisis lo transforman en glucosa (gluconeogénesis); del hígado la glucosa va al músculo completando un ciclo llamado Ciclo de Cori. Fermentación alcohólica. Ocurre en levaduras fermentadoras del vino, pan, cerveza, etc., en las cuales el piruvato El piruvato se convierte en acetilo (C2) e inmediatamente se acopla con la coenzima –A(Co–A). Descarboxilaciones y deshidrogenaciones del acetilo en el “Ciclo de Krebs”. El acetilo es transportado por la coenzima –A al Ciclo de Krebs donde es recepcionado por el oxalacetano (C4), que se convierte al recibir acetilo (C2), en el citrato (C6). El citrato es atacado por las enzimas del ciclo que le retiran secuencialmente dos carbonos en su forma de CO2 (descarboxilación) y 4 pares de H (deshidrogenación), los que son recolectados por 3 NAD+ y 1 FAD; en el ciclo también se forma 1 GTP que da origen a ATP. Finalmente el citrato ha logrado reconvertirse en el ciclo a la molécula inicial oxalacetato, reiniciando el ciclo. Los 3NADH + H+ Y 1 FADH2, 54 marchan con destino a la superficie de la membrana mitocondrial interna. b) Actividades en la membrana interna Cuando el NADH + H+ o FADH2 se acerca a la membrana sufre la pérdida de los hidrógenos, que se descomponen en H+ (protones) y e– (electrones), los H+ quedan en la cámara externa, mientras que los e– saltan hacia la superficie de la membrana interna donde son recibidos por complejos proteicos integrales, dispuestos en una secuencia energética decreciente, conformando la Cadena Transportadora Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología de e– donde sus componentes más importante son los citocromos: proteínas que contienen Hierro (Fe). Los electrones van saltando de transportador en transportador y este flujo de e– genera un potencial electrónico que sirve para introducir H+ de la cámara interna a la cámara externa, los e– llegan hasta el último transportador y de allí se unen al O2 (aceptor final de e–). Los protones que pasaron a la cámara externa se han acumulado y generado un potencial químico. El regreso violento de los protones desde la cámara externa y la cámara interna desprende energía, y se hace por el canal protónico de la partícula “F”, sobre la superficie de esta partícula se realiza una captura de energía y la formación de ATP (ATP sintetasa o ATP–asa), este proceso se denomina fosforilación oxidativa. 29 Editorial Equivalencias: NADH2 = 3ATP FADH2 = 2ATP Rendimiento energético por cada glucosa Balance 10NADH2 → 30 ATP 2FADH2 → 4 ATP 2 C. KREBS → 2 ATP Glucólisis → 2 ATP ¡Recuerde! “La vida es como una representación teatral donde no importa cuánto dura sino cuán bien ha sido representada”. “Los grandes hombres se miden no en las caídas ni en las derrotas, sino cuando saben encumbrarse nuevamente hacia sus metas”. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 38 ATP 30 Banco de ejercicios FISIOLOGÍA CELULAR - CICLO CELULAR FISIOLOGÍA CELULAR EL NÚCLEO Es el centro de la regulación celular, encargado de controlar y dirigir todas las actividades de la célula, es denso y refringente, y se caracteriza por contener el material genético de las células eucarióticas. encarga de la síntesis de RNA ribosómicos y del ensamblaje de las subunidades del ribosoma. •Cromatina Organización supramolecular de naturaleza nucleoproteica, compuesta por DNA y proteínas básicas denominadas histonas. Estas últimas contienen gran cantidad de los aminoácidos básicos: arginina y lisina. Estas últimas se tiñen con colorantes básicos. Existen enrollados como heterocromatina y como fibras alargadas eucromatina. A la unidad estructural repetitiva de la cromatina se le conoce como nucleosoma, formada por 200 pares de bases de DNA enrollados alrededor de un octámero de histonas: H2A, H2B, H3 y H4 (dos de cada una). La histona H1 no forma parte del nucleosoma, se ubica en el DNA espaciador o linker. En el proceso de división celular la cromatina (duplicada) se condensa y origina a los cromosomas (cuerpos portadores de genes). Editorial ESTRUCTURA La forma que presenta el núcleo está relacionada con la forma de la célula. Generalmente es esférico en células esféricas, cúbicas y poliédricas, y ovoide en células cilíndricas. La mayor parte de las células presenta un solo núcleo, aunque existen células que pueden tener varios núcleos, como las células musculares y los osteoclastos. Otras en cambio carecen de núcleo; ejemplo: los eritrocitos y las células cribosas de los vegetales. En una célula que no se encuentra en división, el núcleo presenta las siguientes partes: a)Carioteca (karión = núcleo, teca = envoltura) También denominada envoltura nuclear. De aspecto rugoso por la presencia de abundantes ribosomas en la cara externa. Es una estructura limitante que separa el contenido nuclear del citoplasma. Presenta membrana externa e interna y un espacio perinuclear entre ambas. En los lugares donde ambas membranas se ponen en contacto se aprecia aberturas de unos 600Ao denominados poros nucleares, los cuales permiten el intercambio de material selectivo entre el núcleo y el citoplasma. b) Región intranuclear Está constituido por el carioplasma, la cromatina y el nucleolo. •Carioplasma Denominado también nucleoplasma o jugo nuclear. Constituye la matriz del núcleo. Es una masa semilíquida, incolora, viscosa y coloidal; de mayor densidad que el citoplasma, aunque de composición semejante, con alto contenido proteico, sales inorgánicas, fosfatos y bases nitrogenadas. •Nucléolo Es una estructura esférica suspendida en el nucleoplasma. Cada nucléolo tiene su origen en la región organizadora del nucléolo (RON) u organizador nucleolar, localizado en ciertos cromosomas. Este corpúsculo está compuesto por RNA y proteínas, se encarga de la síntesis de RNA ribosómicos y del ensamblaje de las subunidades y proteínas, se - Cromosomas eucarióticos Son estructuras formadas por el enrollamiento de las fibras largas de cromatina, de manera que se acortan y a la vez se hacen más gruesos. Se pueden colorear y observar en una célula en división. Inicialmente forman los cromonemas, y luego cuando están muy condensados se denominan cromátides; cada cromosoma consta de dos cromátides hermanos y ambos poseen una región estrecha llamada centrómero, que divide al cromosoma en sus dos brazos y posee cinetocoros (placas proteicas) que se unen mediante puentes proteicos al huso acromático. Existen cuatro tipos de cromosomas según Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología la posición del centrómero: a) Metacéntricos: los brazos de las cromátides son iguales. b) Submetacéntricos: las cromátides tienen brazos de longitud diferente. c) Acrocéntricos: las cromátides tiene un brazo demasiado corto. d) Telocéntricos: las cromátides tiene un solo brazo. 31 La duración del ciclo varía considerablemente de un tipo celular a otro. En general los períodos S1 y G1 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. División La célula origina células hijas, comprende dos etapas: cariocinesis y citocinesis. Existen dos tipos de división indirecta: la mitosis y la meiosis. Editorial • - Cromosomas procarióticos Son estructuras formadas por ADN circular más iones Mg+2 (magnesio). Tambien se le denomina cromosoma circular bacteriano, está ubicado en la región llamada nucleoide. CICLO CELULAR - FASES En los organismos pluricelulares las células son las unidades fundamentales; el crecimiento de estos organismos tiene su base en el incremento del número de células. 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 desarrollan ciclo celular, que culmina con la formación de nuevas células (células hijas) a partir de una célula madre. Una célula en crecimiento pasa por un ciclo celular que comprende dos etapas fundamentales: la interfase y la división. Interfase Durante esta etapa la célula aumenta de tamaño, duplica sus estructuras y acumula reservas necesarias para la división. a) Período G1 Se caracteriza por un incremento en el volumen citoplasmático, formación de nuevas organelas y una intensa síntesis de proteínas. b) Período S (síntesis de ADN) Los eventos más importantes son: la duplicación de ADN (en forma de cromatina) y de los centrosomas. c) Período G2 Se caracteriza por la acumulación de material energético para la división celular. Mitosis animal (astral) Proceso de división ecuacional donde una célula animal diploide origina dos células hijas iguales diploides (2n). El objetivo de la mitosis es repartir el ADN duplicado (en interfase) que llevan los cromosomas, equitativamente en dos células, por lo que resultan iguales genéticamente. La fase importante para comprobar tal reparto es la anafase. Fases de la mitosis astral a) Profase Se condensa la cromatina y se forman los cromosomas dobles, se desorganiza el nucléolo y la carioteca; los centrosomas duplicados inician la formación del huso a partir de sus ásteres. b) Metafase Al comienzo de la metafase los microtúbulos del huso invaden el área central de la célula y los cromosomas se unen a ellos mediante sus cinetócoros (placa central de naturaleza proteica). Entonces los cromosomas se orientan radialmente en el plano ecuatorial para formar la placa ecuatorial. c)Anafase Empieza la separación longitudinal de los centrómeros, las cromátides hijas se separan y migran hacia polos opuestos de la célula. El centrómero precede al resto del cromosoma Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 32 Banco de ejercicios hijo, como si fuera transportada por las fibras del huso. Cromosomas hijos migrando 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 división ecuacional que separa las cromátides hermanas de las células haploides. A) Meiosis I (División reduccional) De una célula (2n) se forman 2 células (n). Anafase d) Telofase Los cromosomas se descondensan originando fibras de cromatina que son rodeadas por fragmentos del retículo endoplásmico, las que se fusionan para formar la carioteca. También se forman los nucléolos por los organizadores nucleolares que se encuentran en algunos cromosomas. - Profase I. Es la fase más compleja de la meiosis. En el hombre la meiosis puede durar 24 días y solo la Profase I dura 13 a 14 días. Esta fase compleja presenta los siguientes períodos: Leptonema (lepto = delgado, nema = filamento). Comienza la condensación de la cromatina que presenta engrosamientos denominados cromómeros. Generalmente los cromosomas se polarizan adhiriéndose en una región de la envoltura nuclear, adoptando la forma de un buqué (ramillete). 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. 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. Diplonema (diplo = doble). Los cromosomas apareados empiezan a separarse manteniendo puntos de unión llamados quiasmas (kiasma = cruz). Diacinesis (dia = 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. Editorial Comienza la citocinesis Telofase Células hijas Concluida la mitosis, una célula diploide (2n) da origen a dos células diploides (2n). e)Citocinesis Luego de la telofase aún persisten los haces de microtúbulos (fibras interzonales) en la zona ecuatorial y se entremezclan con vesículas, toda la estructura es el cuerpo intermedio. En el ectoplasma ecuatorial existe un anillo formado por microfilamentos que consumen ATP, su contracción permite la formación de un surco, que se profundiza y divide a la célula. De esta manera los componentes citoplasmáticos se distribuyen entre las 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 completa la formación de la pared entre estas por secreción celular. • Meiosis División celular en la que se forman células hijas con la mitad del número cromosómico del número original. Es decir que da una célula diploide (2n) se forman 4 células haploides (n). Ocurre en los órganos sexuales de animales y plantas. La meiosis es un proceso que implica necesariamente dos - Metafase I. Las parejas de cromosomas homólogos se mueven hacia el centro de la célula y se alinean en la región central de la célula. Se encuentran unidos a las fibras del huso con el cinetocoro, formando la placa ecuatorial. -Anafase I. Los cromosomas homólogos migran hacia los polos celulares. Esta migración Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología - se debe al acortamiento de las fibras del huso y se denomina disyunción. Telofase I. Los cromosomas llegan a los polos opuestos; se reorganiza la carioteca y los nucléolos. De esta manera se forman dos núcleos haploides. La división nuclear es acompañada por la división citoplasmática llamada citocinesis I. B) Meiosis II (División ecuacional) Origina dos células haploides a partir de una célula también haploide, formada durante la meiosis I. - Profase II. Se desorganiza la envoltura nuclear y los nucléolos, se observan los cromosomas que constan de dos cromátides unidas a nivel de sus centrómeros. En esta etapa no hay recombinación genética. - Metafase II. Los cromosomas dobles se alinean en la región central de la célula formando la placa ecuatorial. -Anafase II. Las cromátides 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. - Telofase II. Los cromátides llegan a los polos celulares. Se reconstruye la envoltura nuclear y los nucléolos. 33 Gametogénesis Por lo general, los productos finales inmediatos de la meiosis no son gametos o esporas totalmente desarrolladas. Después de la meiosis es común que siga un período de maduración. En las plantas se requiere una o más divisiones mitóticas para producir esporas reproductivas, en tanto que en los animales los productos meióticos se transforman directamente a gametos por medio de diferenciación, crecimiento o ambos. Al proceso completo de producción de gametos o de esporas maduras, del cual la división meiótica es la etapa más importante, se conoce como gametogénesis. Editorial Gametogénesis animal: en mamíferos Espermatogonia (2n) Desarrollo Espermatocito primario (2n) Meiosis I Espermatocito secundario (1n) Espermátidas (1n) Meiosis II Maduración Espermatozoides (1n) a) Espermatogénesis Ovogonia (2n) Desarrollo ¡Recuerde! 1. 2. 3. 4. 5. 6. Mitosis Es una división ecuacional que separa las cromátides. No hacen sinapsis los cromosomas, no se forman quiasmas, no hay intercambio genético entre los cromosomas homólogos. Dos elementos (células hijas) producidos en cada ciclo. Igualdad del contenido genético de los productos mitóticos. El número de cromosomas de las células hijas es el mismo que el número de cromosomas de la célula madre. Los productos mitóticos son capaces de efectuar otras mitosis. Meiosis 1. La primera etapa es una división reduccional y la segunda es una división ecuacional. 2. Los cromosomas homólogos se unen (hacen sinapsis) y forman quiasmas, en estos sitios se efectúa el intercambio genético entre los cromosomas. 3. Cuatro elementos celulares (gametos o esporas) producidos por ciclo. 4. El contenido genético de los productos meióticos es diferente. 5. El número de cromosomas de los productos meióticos es la mitad de los cromosomas de la célula madre. 6. Los productos meióticos no pueden experimentar otra división meiótica. Meiosis I Ovocito primario (2n) Ovocito secundario Meiosis II Cuerpo polar primario (1n) Oótide (1n) Maduración Cuerpos polares secundarios (1n) Óvulo (1n) b) Ovogénesis Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 35 ECOLOGÍA Y RECURSOS NATURALES La Ecología es la ciencia moderna a través de la cual se conoce y entiende el ecosistema. La palabra ecología fue creada por el biólogo alemán E. Haeckel en 1868, a partir de las palabras griegas: oicos, que quiere decir casa, y logos que significa ciencia o tratado. Ecología etimológicamente es la ciencia del hábitat. En términos científicos la Ecología es la ciencia que estudia las condiciones de existencia de los seres vivos y las interacciones de todo tipo que existen entre dichos seres vivos y el medio. Utiliza los métodos, conceptos y resultados de las Ciencias Biológicas e incluso de la Matemática, la Física y la Química. Esto último no impide considerar a la Ecología como una disciplina independiente, pues muchos de sus conceptos, problemas y métodos son consustanciales a esta ciencia. Su campo de investigación abarca todos los aspectos vitales de los organismos, su posición sistemática, sus reacciones frente al ambiente y entre sí y la naturaleza física y química de su entorno inanimado. La Ecología juega actualmente un rol muy importante ya que permite conocer, conservar y mejorar el ambiente y los seres que en él viven. inmigración (individuos que llegan procedentes de otras poblaciones). La población decrece por dos factores principales: mortalidad (número proporcional de defunciones en un lugar y tiempo dados) y emigración (salida de individuos hacia otros biotipos). La natalidad depende de la proporción de individuos fértiles, de la fecundidad de la especie y de las condiciones ambientales abióticas. La mortalidad está en función de la edad de los individuos que la forman y de las condiciones ambientales (parásitos, depredadores, alimento). La migración depende sobre todo del grado de aislamiento del biotopo. De la acción conjunta de estos factores depende el que la población sea creciente, decreciendo o estable. La tasa de crecimiento es el parámetro que nos indica la evolución de una población y se define así: Editorial 1.DINÁMICA DE LAS POBLACIONES 1.1 Población Se entiende por población a un conjunto de individuos de una misma especie limitado espacial y temporalmente. Cuando nos referimos a una población tenemos que especificar el tipo de individuos o especie, y definir sus límites en el tiempo y en el espacio; así, por ejemplo, podemos referirnos a la población de “anchovetas” (Engraulis ringens) del mar peruano en el año 2002. La población es un sistema biológico que tiene estructura y función. La estructura es el modo en que están distribuidos en el espacio los individuos que la forman y la función se refiere a la capacidad que tiene la población de crecer, desarrollarse y mantenerse en un ambiente variable. Una población funciona por un proceso continuo de adicionar y sustraer individuos. Los individuos entran en la población por natalidad o inmigración y la dejan por muerte o emigración. 1.2Dinámica de poblaciones Se define como el estudio de los cambios en el número de individuos de una población y de las causas que producen estos cambios. La población crece debido fundamentalmente a dos factores: natalidad (número proporcional de nacimientos en un lugar y tiempo determinados) e TASA = N + I – (M + E) Donde: N I M E : natalidad : inmigración : mortalidad : emigración Si: N + I - M + E, tasa > O, entonces la población crece. N + I = M + E, tasa = O, entonces la población está en equilibrio. N + I < M + E, tasa < O, entonces la población decrece. Natalidad, mortalidad, emigración e inmigración son factores que influyen en la densidad de una población. Numéricamente, la densidad es el resultado de las relaciones mutuas entre estos cuatro factores. 2.ECOSISTEMA El ecosistema es la unidad funcional básica de la Ecología, incluye a la vez a los seres vivos y al medio en que viven, con todas las interacciones existentes entre ellos. Una laguna es un ejemplo típico de ecosistema, en ella se distinguen dos conjuntos que interactúan entre sí: el primero es el medio físico y químico, formado esencialmente por el agua y las sustancias disueltas, que constituyen el medio en el que viven los organismos acuáticos. Este medio o biotipo es el conjunto de factores abióticos de la laguna. El segundo conjunto está formado por los seres vivos que han encontrado en la laguna las condiciones Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 36 ambientales adecuadas para vivir y reproducirse. El conjunto de estos seres vivos se denomina biocenosis. Entre estos seres vivos existen numerosas relaciones de interdependencia: tróficas, de competencia, de simbiosis, etc. La biocenosis y su biotipo son dos conjuntos indisolubles, ligados e interaccionantes, el resultado de esta interacción es un sistema más o menos estable que recibe el nombre de ecosistema. El ecosistema presenta una cierta homogeneidad desde el punto de vista topográfico, climático, zoológico, botánico, edafológico, hidrológico y geoquímico. La mayor parte de los ecosistemas se han formado a lo largo de un proceso de evolución y son consecuencia de los mecanismos de adaptación entre las especies y su medio. Los ecosistemas están dotados de autorregulación y son capaces de resistir, hasta ciertos límites, las modificaciones del medio y las variaciones bruscas de la densidad de las poblaciones. Los animales homotermos, como las aves y mamíferos, cuando la temperatura sube o baja aproximadamente diez grados centígrados, reajustan su sistema por medio de mecanismos reguladores internos que mantienen una temperatura constante. Los mamíferos se defienden del calor, mediante el sudor, y del excesivo frío desarrollando tejido adiposo o abundante pelo. Los animales poiquilotermos, como los peces, entre otros, dependen de la temperatura ambiental para regular su metabolismo y pueden ser euritermos (soportan amplios rangos de temperatura) o estenotermos (soportan pequeños rangos de temperatura). Editorial 2.1 Factores interaccionantes del ecosistema a) Factores abióticos Constituyen el conjunto de condiciones físicoquímicas, climáticas, topográficas y edáficas que rigen el ecosistema. Incluyen en la distribución, abundancia y características de los organismos en los diferentes hábitats; sus cambios bruscos pueden afectar a las especies e incluso producir su desaparición. Los factores abióticos también intervienen en los mecanismos que regulan el ritmo biológico. Algunos ejemplos: • Radiación solar: es la fuente de energía que sostiene la vida; proviene del sol en forma de energía radiante o lumínica y es transformada a energía química o potencial por los productores, a través del proceso fotosintético. • Temperatura: determina el desarrollo y distribución de plantas y animales. La temperatura es consecuencia de la transformación de la energía radiante y se expresa como calor. En términos generales, los seres vivos no pueden subsistir más que en un intervalo de temperatura comprendido entre cero y cincuenta grados centígrados, en el que es posible una actividad metabólica normal. Hay notables excepciones como algunas bacterias que viven en aguas termales a noventa grados centígrados o cianofitas que viven en lugares con temperaturas superiores a los ochenta y cinco grados centígrados. •Aire: es una porción limitada de la atmósfera formada por una mezcla de gases en las siguientes proporciones; oxígeno, 21%; nitrógeno, 78%; bióxido de carbono, 0,03%; argón y otros gases, 0,1%. El aire ejerce una presión denominada presión atmosférica que es igual a 1 kilogramo por centímetro cuadrado al nivel del mar, valor que va disminuyendo conforme se asciende y como consecuencia la concentración de oxígeno baja ocasionando en el hombre el “mal de altura”, el cual es una afección frecuente cuando se viaja a la sierra. Cabe recordar que el aire sirve como medio de dispersión de semillas y esporas. ·Suelo: capa externa muy delgada de la litósfera; proporciona soporte, nutrientes y espacio a todos los seres vivos terrestres. Como soporte permite el desarrollo de las raíces de las plantas, sirve de apoyo a los animales que se desplazan sobre él y a los que forman galerías. Como nutrientes brinda el agua y las sales minerales que necesitan los seres vivos; además, es depositario de sus desechos y como espacio proporciona un lugar para vivir. El suelo está formado por diversos minerales originados del estrato geológico y por materia orgánica (humus), formada por restos de organismos, además de agua proveniente de la lluvia o riego, aire procedente del intercambio gaseoso y por microorganismos vegetales y animales. Los suelos pueden ser silíceos, arcillosos, calizos y humíferos, los dos últimos tienen vocación agrícola. b) Factores bióticos Forman el conjunto de seres vivos unicelulares o pluricelulares que se desarrollan en el ecosistema y que interactúan con los factores Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología abióticos para modificarlos y alcanzar un ambiente estable. Por ejemplo, cuando en la “colmena” la temperatura sube durante los días de verano, las abejas baten intensamente las alas haciendo descender la temperatura; durante el invierno las abejas se reúnen formando una masa compacta sobre los panales, a fin de reducir, en la medida de lo posible, las pérdidas de calor. El microclima de la colmena es, por lo tanto, mucho más estable que el del exterior. a)Ciclo del carbono Los microorganismos heterótrofos de descomposición producen dióxido de carbono por la respiración de moléculas orgánicas obtenidas de los cuerpos de las plantas y de los cuerpos y excreciones animales. Editorial 2.2 Flujo de la materia en el ecosistema Niveles tróficos En una comunidad se establece un flujo de materia que va desde las plantas verdes o productores hasta los animales o consumidores. Entre estos existen eslabones o niveles tróficos o alimenticios que se ordenan de la siguiente manera: • Primer nivel trófico: formado por micro y macroplantas o productores. • Segundo nivel trófico: formado por animales herbívoros (consumidores primarios). • Tercer nivel trófico: formado por animales carnívoros, se alimentan de los herbívoros (consumidores secundarios). • Cuarto nivel trófico: cuando se da el caso, existe este nivel formado por carnívoros que se alimentan de otros carnívoros. A estos niveles hay que agregar uno formado por los desintegradores, detritívoros o saprófagos, que descomponen los restos de organismos muertos o los productos resultantes del metabolismo de los niveles anteriores, realizando un auténtico reciclaje de nutrientes al tiempo que elaboran nuevos productos y forman el suelo. 2.3Ciclos biogeoquímicos Un aspecto importante de las transferencias de materia en los ecosistemas reside en la existencia de circuitos a través de los cuales son reciclados los diversos elementos. Los seres vivos precisan de unos cuarenta elementos para realizar la síntesis de su protoplasma. Los más importantes son: carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. A los mencionados elementos se añaden otros, necesarios en menor cantidad: calcio, hierro, potasio, magnesio, sodio, etc. Estos pasan alternativamente de la materia viva a la inorgánica, recorriendo circuitos más o menos complejos que reciben el nombre de ciclos biogénicos o biogeoquímicos. Se reconocen dos tipos de ciclos: los gaseosos, en los que la atmósfera es la reserva esencia del elemento (carbono, nitrógeno, agua); y los sedimentarios, cuando el elemento es almacenado 37 en forma de sedimento sólido (fósforo, azufre). Por ser los más conocidos, vamos a referirnos brevemente a los ciclos del carbono nitrógeno y fósforo. CO2 Fotosíntesis por autótrofos (principalmente plantas y algas). Respiración celular Aire y agua CO2 Respiración celular: combustión, descomposición por hongos y bacterias. Descomposición por hongos y bacterias CaCO3 (Caliza), carbón mineral y petróleo. Compuestos orgánicos de autótrofos (por ejemplo, carbohidratos). Consumido por heterótrofos (principalmente animales) Compuestos orgánicos de heterótrofos b)Ciclo del nitrógeno Explica el ciclo del nitrógeno. Los microorganismos desempeñan funciones esenciales diversas en el ciclaje del nitrógeno a través de la biósfera. Se calcula que la mitad del nitrógeno fijado hoy día sobre la Tierra es el resultado de dos actividades humanas: la fijación industrial y la plantación de leguminosas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 38 Banco de ejercicios c)Ciclo del fósforo El fósforo es por lo general el nutriente limitante de los organismos que viven en ambientes acuáticos. Gran parte del fósforo que llega a los océanos deja de estar al alcance de los organismos terrestres durante largos períodos. Una vez en el mar solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres: mediante las aves marinas (guano de las islas, rico en fósforo) y mediante la actividad del hombre que moviliza el ciclaje del fósforo cuando explota la roca fosfatada. Solo una pequeña parte de la energía es utilizada por el organismo para realizar sus funciones vitales, gran parte de ella se disipa como calor. El flujo de energía se realiza en un solo sentido y se explica mediante las leyes de la termodinámica, que son conceptos fundamentales de la física. Flujo de energía en un solo sentido Editorial Flujo de energía en los ecosistemas Todo ser vivo se alimenta hasta cubrir sus requerimientos de energía. Los organismos utilizan la energía para dos propósitos fundamentales: mantenimiento y crecimiento. Entre los requerimientos para el mantenimiento, una parte de la energía se gasta en el metabolismo basal (nivel mínimo de gasto energético requerido para mantener vivo al organismo). Otra parte para la regulación de la temperatura corporal en el caso de los homotermos y una porción más pequeña de energía en la actividad involuntaria o de reposo, tal como la implicada en los movimientos corporales menores o en la actividad muscular mínima. Por otro lado, tenemos que se requiere energía para el crecimiento (formado de nuevos tejidos) y también para la formación de productos sexuales (reproducción). Calor Respiración 2.4 Relaciones interespecíficas Teóricamente la interacción de dos especies puede tener sobre cada una de ellas una influencia nula, favorable o desfavorable. Los diversos tipos de combinaciones son: •Neutralismo No hay beneficio ni perjuicio para ninguno de los dos organismos, las dos especies son independientes, no tienen ninguna influencia entre sí, por ejemplo una lombriz de tierra y un insecto. • Mutualismo En este caso cada especie necesita para sobrevivir, crecer y reproducirse, la presencia de la otra. Las dos especies viven en simbiosis. Por ejemplo los líquenes que resultan de la asociación de un alga, que proporciona la clorofila para la fotosíntesis y un hongo que aporta la humedad. •Competencia Cada especie actúa desfavorablemente sobre la otra. La competencia aparece con la lucha por los alimentos, refugios, lugares de puesta, etc. A las dos especies se les llama competitivas. •Cooperación Las especies forman una asociación que no les es indispensable, pudiendo vivir ambas por separado, pero les reporta alguna ventaja. También se utiliza el término protocooperación, que parece indicar un acto de voluntad y premeditación. La nidificación colectiva de varias especies de aves es un buen ejemplo de cooperación que les permite defenderse más eficazmente de sus depredadores. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología •Comensalismo La asociación comprende una especie comensal, que resulta beneficiada, y otra hospedante que no saca ninguna ventaja. Los organismos comensales ejercen unos sobre otros coacciones de tolerancia recíproca. El transporte epibiótico de un organismo pequeño por otro más grande, como la rémora transportada por el tiburón, es un ejemplo de comensalismo. •Amensalismo La especie llamada amensual resulta inhibida en su crecimiento o reproducción, mientras que la otra, la inhibidora, no resulta alterada. Un ejemplo de este tipo de relación son los animales ovinos, que al buscar alimento desentierran lombriz que son comida por aves ya que la lombriz resulta perjudicada sin que se beneficie el ovino. • Parasitismo La especie parásita, generalmente más pequeña, inhibe el crecimiento o la reproducción de su hospedero y a veces le provoca la muerte. Las bacterias y parásitos patógenos son un buen ejemplo. • Predación En este caso, existe una especie depredadora que ataca a otra que es la presa para alimentarse a su costa. Por ejemplo los tiburones que atacan peces. 39 mos en el “abejorro común”, en este insecto sucede que las larvas de tres años impiden el crecimiento de las larvas de uno y dos, lo cual explica por qué las eclosiones de los adultos alados no ocurre más que de tres en tres años. •Compensación Se da en el cuidado de las crías propias y ajenas. En la especie llamada comúnmente “pingüino emperador” algunos individuos actúan como “nodrizas”, cuidando sus crías y las de otros, mientras que los demás adultos se encuentran pescando. •Sociedades En algunas especies se produce una diferenciación morfológica de acuerdo a la función que realizan sus miembros, por ejemplo en las abejas, hormigas, comejenes, etc. Así tenemos que en las abejas existe la reina, las obreras y los zánganos. • Migraciones Es otra forma de mantener el equilibrio de la población para aprovechar mejor el alimento y el espacio existente. Por ejemplo, la migración del salmón desde el mar hasta las nacientes de los ríos donde depositan sus huevos. Existen las llamadas “migraciones sin retorno”, como las que realizan los “lemmigs” de Escandinavia y Canadá que migran hacia el mar, muriendo despeñados en el trayecto y ahogados en su mayor parte. Editorial 2.5 Relaciones intraespecíficas El incremento de individuos de una misma población (se entiende de una misma especie), produce, en algún momento, competencia o disputa por las mismas cosas que no se encuentran en cantidades suficientes. Así, tenemos que la competencia se realiza en todos los niveles tróficos para obtener materia y energía. El aumento de una población puede controlarse naturalmente por: • Resistencia del ambiente Comprende los factores físicos con los cuales el ambiente impide la sobrepoblación, como la limitación de los alimentos, los depredadores, el clima, etc. El ambiente ayuda a restaurar el equilibrio de los componentes del ecosistema. • Territorialidad Es la tendencia de los organismos a ocupar cierto territorio. Por ejemplo, las aves y los peces defienden sus lugares de nidificación. • Predominio social La aparición de jerarquías sociales con individuos dominantes e individuos dominados corresponde a este tipo de competencia intraespecífica. Un buen ejemplo lo encontra- Hábitat y nicho ecológico El hábitat es el lugar donde se encuentra y desarrolla una especie dada. Por ejemplo, el Paiche es un pez que vive en las aguas negras y cálidas de algunas lagunas amazónicas, lugar que constituye su hábitat. Las especies que viven en un hábitat determinado tiene un régimen alimenticio conocido u “ocupación”, que es la función natural de la especie dentro del ecosistema. Es decir, tienen una “profesión” con la cual se “ganan la vida”. La combinación de función y hábitat se designa como nicho ecológico, a través del cual se conoce la posición trófica de la especie y por lo tanto sus relaciones con otras especies. Así por ejemplo, al afirmar que el Paiche (Arapaima gigas) es un depredador de peces pequeños que vive en las lagunas amazónicas, nos estamos refiriendo a su nicho ecológico. 2.6Sucesión ecológica Una característica fundamental de la biocenosis es su dinamismo. La observación de un campo de pasto abandonado durante varios años muestra Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 40 la progresiva invasión de un matorral de arbustos que se convierte luego en un bosque de pinos, que finalmente cede el paso a árboles de madera dura. La biocenosis es función de su biotopo y, recíprocamente, este se encuentra influido por ella. Teniendo en cuenta la variabilidad de los factores climáticos, geológicos y bióticos, la evolución de la biocenosis aparece como un fenómeno obligatorio, más o menos rápido, según los casos. En tal sentido, la sucesión se define como la serie de cambios a través de los cuales los ecosistemas van pasando a medida que transcurre el tiempo. Este fenómeno se caracteriza por lo siguiente: - - 2.7Equilibrio ecológico Es el estado por el cual el ecosistema tiene tendencia a adquirir una gran madurez, es decir, a evolucionar hacia una mayor complejidad y estabilidad. En el equilibrio ecológico el hombre juega un rol fundamental, debido al desarrollo de la ciencia y la tecnología que le permite crear ambientes ecológicos favorables al desarrollo de la biocenosis. El equilibrio ecológico hace posible el desarrollo y dinamismo de las poblaciones, de tal manera que se cumplan todos los ciclos bioenergéticos dentro de las diferentes cadenas alimenticias que existen en el ambiente. Editorial Es un proceso ordenado, orientado en una cierta dirección y previsible. Es consecuencia de las modificaciones impuestas al medio por las mismas comunidades o por fenómenos de competencia interespecífica. Acaba en una biocenosis clímax, en la cual la biomasa alcanza su valor máximo; la diversidad es también muy elevada y las relaciones entre los organismos son muy numerosas. Causas del desequilibrio ecológico Generalmente la intervención humana rompe el equilibrio ecológico. La actividad del hombre desde la formación de las primeras civilizaciones, y en una progresión constante, ha tendido a romper el equilibrio ecológico. En las últimas décadas se ha alzando una enorme potencialidad destructiva sobre el medio ambiente, como lo atestiguan los múltiples problemas relacionados con la degradación ecológica que hoy afecta a nuestro planeta. La ruptura del equilibrio ecológico es peligrosa cuando: - Se destruyen grandes campos de cultivo para destinarlos al incremento de las urbanizaciones. Así por ejemplo, se han destruido ecosistemas típicos como los “Pantanos de Villa”, las “Lomas de Atocongo”, etc. - Se tala, caza y pesca indiscriminadamente, tal como ocurre en la Amazonía y en el mar peruano. - Se utilizan, indiscriminadamente, pesticidas para eliminar animales y vegetales considerados como perjudiciales. En el valle de Cañete la intensa lucha química contra las plagas del algodón causó el incremento del número de insectos perjudiciales más resistentes, que ocuparon los nichos ecológicos vacíos, dejados por los insectos que atacaban el algodón. La sucesión ecológica puede ser: •Evolutiva. Se inicia cuando los organismos vivos emergen del agua e invaden la tierra. Los líquines que invaden las superficies rocosas de la orilla del mar es un buen ejemplo de este tipo de sucesión. • Primaria. Se inicia en un área despoblada, sin vida o donde la fauna y flora preexistente han desaparecido por algun acontecimiento geológico. El bosque amazónico es un buen ejemplo. •Secundaria. Se presenta cuando se destruye una comunidad natural de plantas. Las nuevas plantas que se desarrollan constituyen una sucesión ecológica secundaria. La aparición de nuevas plantas en los espacios que se dejan por la tala de árboles maderables en la amazonía es un ejemplo de sucesión ecológica secundaria. “Cuando tú ronríes y eres feliz el mundo sonríe y es feliz a tu lado”. jhsf Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 41 GENÉTICA: HERENCIA MENDELIANA Generalidades • Un carácter puede estar controlado por: - Un par de genes: herencia digénica. - Varios pares de genes: herencia poligénica; ejemplo: La producción de leche en las vacas están regulados por tres pares de genes. • Estos caracteres se guardan bajo la forma de un alfabeto químico (código genético); en secuencias de nucleótidos denominados genes se forma. parte de la constitución de ADN, presente en el núcleo de cada célula de organismo. Etimología V. G. : Gen → Producir Importancia 1. Permite realizar un diagnóstico de enfermedad hereditaria y congénitos. 2. Gracias al manejo genético de las sp. se está logrando un avance en la agricultura, ganadería, avicultura, piscicultura. 3. Para identificar a personas (ejemplo, prueba de ADN). Editorial Variación biológica • Modificación o cambio en la herencia o caracteres en la descendencia. Es la diferencia del carácter que se observa entre organismos de la misma especie. Reseña histórica • En el Perú esta prueba se usó para identificar al profesor y los estudiantes de la Cantuta que fueron cruelmente asesinados en 1992. Gregorio Johann Mendel, monje, realizó observaciones; analizó las características de las plantas de arveja, donde descubre que los rasgos biológicos se transmiten por factores. Terminología: Definición • • Rama de la Biología que estudia los mecanismos de la herencia, de las leyes por la que estos se rigen y las variaciones que ocurren en la transmisión de los caracteres hereditarios. Rama de la biología que estudia la herencia biológica, en otras palabras la transmisión de todo tipo de carácter (morfológico y fisiológico). • • Estudia las leyes por las cuales los caracteres (rasgos biológicos, características), se transmiten de una generación a otra. Características que un organismo transmite a sus descendientes. Es el rasgo (carácter) que posee un organismo vivo y que luego se transmite a la descendencia. Carácter • • • (Factor hereditario → Según Mendel) (Cistrón → Según Banzer) • • • • Herencia • GEN • • • • Es un rasgo que posee un individuo y que lo diferencia de otros (color de piel, porte de un individuo, grupo sanguíneo). Cada una de las particularidades morfológicas o fisiológicas de un ser vivo (ojos azules, pelo rizado, presencia de amilasa en la saliva). Rasgos físicos o fisiológicos de un individuo controlado por uno o más pares de genes. Secuencia de NTs Porción (fracción, segmento) de ADN con suficiente formación para dirigir la síntesis de una determinada proteína (Cadena Polipeptídica). Según Mendel: unidad de mutación, recombinación y de función de material hereditario. Es el cuerpo encargado de transmitir un carácter biológico. Unidades hereditarias que se transmiten de generación en generación. Es la mínima unidad de la información hereditaria, porta un determinado rasgo o carácter confinado en una secuencia de nucleótidos. Unidad de la información, responsable de la transmisión de una característica hereditaria. Unidad estructural de información hereditaria que por lo general codifica a una proteína. Es una secuencia de bases nitrogenadas que codifica a una determinada secuencia de AAs. TrascripciónTraducción DNA RNAm Proteínas Gen Copia Rasgos biológicos (Información en código) Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 42 • LOCUS Los alelos pueden ser dominantes y recesivos. Lugar o espacio físico del cromosoma donde se ubica a un gen determinado. Gen para color de ojos (negro-negro) LOCI • • • Gen para estatura (alto-bajo) Conjunto de locus. Un cromosoma tiene muchos loci. Lugar ocupado por un par de alelos. Loci Locus 1 Locus 2 Locus 3 Locus 4 Gen para forma de cabello (lacio-ondulado) Cromosomas homólogos Gen 1 Gen 2 Gen 3 Gen 4 Editorial Par de genes son los “alelos” Nota: En el siguiente esquema, cuáles son alelos: GEN Ruptura de puentes de H CROMOSOMA ANAFÁSICO ADN Trans- cripción ARNm Proteína Traducción 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 CROMOSOMAS HOMÓLOGOS Par de cromosomas, uno de origen paterno y otro de origen materno, morfológicamente iguales pero genéticamente similares. Nota: Cromosoma: Cuerpo filamentoso que se origina de la cromatina. En los humanos existen 23 pares de cromosomas homólogos. Gameto Cromosoma 1 paterno Cromosoma 2 paterno ~~ = n = Gameto ......... Cromosoma 1 materno Cromosoma 2 materno =n= ......... Fecundación: = 2n = ......... Cigote Cromosomas homólogos 1- 2 1- 6 1 - 12 10 -11 4 - 10 x x x x a) Gen o alelo dominante - Son genes que siempre se expresan. Se les representa con letra mayúscula: AA - Cuando frente a su alelo recesivo siempre se expresa generación tras generación. - Un gen es dominante cuando su fenotipo se manifiesta debido a que está presente su gen recesivo. - Cuando los genes se presentan en pareja con caracteres bastante expresivos. - Se considera un gen con expresión dominante cuando basta la presencia de uno de ellos para transmitir un carácter hereditario específico; es decir un alelo domina al otro, se presenta de la siguiente manera AA, Aa (se expresa tanto en homocigosis y heterocigosis). - Se expresa fenotípicamente tanto en el heterocigote como en el homocigote (AA, Aa). ALELOS (Alelomorfos) • Par de genes: uno paterno, otro materno, ubicado en cromosomas homólogos, ocupan el mismo locus correspondiente y son responsables de un mismo carácter (estatura, forma de cabello, color de ojos). b) Gen o alelo recesivo - Es un gen con expresión recesiva ya que solo puede manifestarse cuando se une a otro recesivo, se le representa con letras minúsculas: aa. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología - - - - Se expresa solamente en homocigosis, en ausencia del gen dominante. Aquel que llega a tener expresión fenotípica bajo condiciones de homocigosis. Se considera un gen recesivo cuando no solo basta la presencia de uno de ellos para transmitir un carácter hereditario. Es decir deben estar presentes los dos alelos no dominantes (aa). Cuando frente a su alelo dominante no se expresa, pero con otro recesivo sí y ocurre en algunas generaciones. Cuando los genes aparecen en parejas, pero el carácter que lleva es poco expresivo, se simbolizan con letras minúsculas. Son genes que solo se expresan en pares recesivos y que se representa con letras minúsculas. RECESIVO Pelo rubio Pelo lacio Poco vello corporal Normal Ojo azul o gris Labios delgados Normal - - b)Individuo heterocigote (híbrido) - Cuando posee alelos diferentes en los cromosomas homólogos (Aa). - Individuo en que los alelos participantes son diferentes, uno es dominante y el otro recesivo (Aa). - Los genes alelos son desiguales para un mismo carácter hereditario. - Cuando el mismo par de genes en cromosomas homólogos son diferentes. - Organismos que resultan de la reunión de alelos diferentes para un carácter en un determinado locus en cromosomas homólogos. - Individuo que para un carácter posee alelos diferentes. Es aquel que para un carácter su par de genes son diferentes. FENOTIPO ALELO • Múltiples posibilidades de manifestación de un gen. El hen es responsable de un carácter que se manifiesta en múltiples posibilidades. Ejemplo: Negros Color de ojos Pardos Manifestar (carácter) Marrones Azules • • • • GENOTIPO • • • • • • 43 Cuando tiene los mismos alelos para una determinada característica en sus cromosomas homólogos. Es aquel que para un carácter, su par de genes son iguales; pueden ser dominantes y recesivos. Cuando el mismo par de genes en cromosomas homólogos tienen los mismos alelos. Editorial DOMINANTE Pelo oscuro Pelo risado AB. Vena corporal Calvicie temprana Ojo café Labios anchos Enanismo • - Carga o material genético responsable de los rasgos biológicos o caracteres. Es la totalidad de genes del organismo. Es la constitución genética completa de un individuo, responsable de aparición de caracteres biológicos. Es la constitución hereditaria de un individuo. Grupo de genes presentes en los cromosomas de un organismo. Según el genotipo existen: a)Individuo homocigote (línea pura) - Cuando los genes alelos son iguales para un determinado carácter hereditario. Puede ser: dominante (AA), recesivo (aa). • Es todo lo que se observa en un individuo. Es el resultado de la expresión del genotipo. Es decir, la expresión de la actividad e interacción de los genes con el mdio ambiente; ejemplo: color de piel, color de ojos, grupo sanguíneo, tamaño de tallo en plantas, tipo de crestas en los gallos. Es el conjunto de rasgos biológicos heredado por un organismo, es la manifestación del genotipo. Es el resultado de la manifestación de genes que se expresan en un medio ambiente específico. El conejo de raza himalaya que se reproduce en ambientes fríos, desarrolla un pigmento negro en la punta de la nariz, pero si crecen en temperaturas altas pierden esta característica, volviéndose blancos. Es la manifestación externa del genotipo, la cual puede verse modificada por acción de los factores ambientales. Nota: Genotipo + medio ambiente = fenotipo • Cualquiera de las características externas visibles de un organismo. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 44 • • • Banco de ejercicios Son rasgos o características diferenciables de un individuo; son observables, medibles, verificables. Es la expresión del genotipo que se manifiesta en características propias de individuo, influenciadas por el medio ambiente. Todo carácter está determinado por dos genes. (genes alélicos); propuso entonces que, durante la formación de gametos, los genes se distribuyen de tal manera que cada célula sexual (espermatozoide u ovocito) contiene solo uno de los dos factores de cada par. Esta idea se designó con el nombre de principio de segregación o primera ley de Mendel. PLANTA ALTA PLANTA BAJA DESCENDIENTES Alelos (par de genes) Frutos grandes Editorial Hojas lanceoladas Tallo erguido AA aa Aa Parentales AA Raíz fibrosa Fenotipo Gametos Genotipo A a F1 a AAa PRINCIPIOS DE MENDEL Toda la descendencia es fenotípicamente alta y genotípicamente heterocigote (Aa). F1 F1 Herencia de un solo carácter o herencia monohíbrida Cuando Mendel cruzó cepas o líneas puras (homocigotes para cierto alelo) que diferían en una característica fenotípica (ej. semillas lilas vs. rugosas), las plantas de la primera generación (primera generación filial o F1) fueron todas iguales y semejantes a uno de los progenitores; en la segunda generación filial (F2) se obtuvieron las dos formas fenotípicas en una proporción de 3:1. Por ejemplo, al cruzar plantas altas con plantas enanas (cruce parental), todos los miembros de la generación F1 fueron altas; pero al cruzar dos de estos permitiendo su autopolinización la generación F2 resultante, mostró plantas altas y enanas, en proporción 3:1. Mendel concluyó que en la generación F1 (plantas altas) el factor hereditario que determina el tamaño enano fue enmascarado por el factor del tamaño alto. Basándose en estos resultados, Mendel formuló su principio de la dominancia, que establece esencialmente que en cualquier híbrido (heterocigote) se manifestaría solamente una de las características contrastantes de los padres. El factor hereditario o gen que se expresa en la generación F1 (estatura alta) es llamado dominante; el factor que es ocultado (estatura enana) se llama recesivo. En la actualidad se sabe que no se aplica a todos los casos; sin embargo, el reconocimiento de que un factor hereditario puede enmascarar a otro fue un gran aporte intelectual por parte de Mendel. También observó que en todo individuo, cada característica hereditaria está gobernada por dos factores aa PLANTA ALTA PLANTA ALTA Aa Aa F2 AA Aa Parentales Gametos F2 A a F2 → % 25% Aa aa Aa Aa Aa Aa A AA Aa a Aa aa Probabilidad Genotipo Fenotipo ¼ AA 50% ½ Aa Pl. Alta 25% ¼ aa Pl. Baja ¼ Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Pl. alta ¾ Biología blanco* bb 45 blanco* bb Ejemplo de herencia monohíbrida: un par de alelos gobierna el color del pelaje en el conejillo de indias o cobayo, un alelo dominante B produce color neutro y su alelo recesivo b produce color blanco en homocigotes. Hay seis tipos de apareamientos posibles entre los tres genotipos, la generación progenitora se simboliza con P y la primera generación filial de descendientes con el símbolo F1. 6. Resumen de los seis tipos de apareamiento: Cruce de prueba Se realiza para distinguir, debido a que presenta el mismo fenotipo, un genotipo homocigótico dominante de un heterocigote, y consiste en cruzar un individuo de fenotipo dominante con otro que necesariamente debe ser homocigote recesivo para él o los genes bajo consideración. El propósito del cruce de prueba es describir cuántos tipos de gametos diferentes producidos por el individuo cuyo genotipo se desconoce. Cruzas (1) (2) (3) (4) (5) (6) BB × BB BB × Bb ½ BB × bb Bb × Bb ¼ Bb × bb ½ Bb × bb Proporciones F1 esperadas Genotipos Fenotipos BB BB: ½ Bb Bb BB: ½ Bb: ¼ bb Bb: ½ :bb bb Todos negros Todos negros Todos negros ¾ negros, ¼ blancos ½ negros, ½ blancos Todos blancos P:negro homocigote × negro homocigote BB × BB Gametos: B 3. P: negro homocigote × negro heterocigote BB Bb Gametos: B F1: Fenotipos BB Negro B b Bb Negro Bb Negro P: negro heterocigote × negro heterocigote Bb × Bb Gametos: B b B b F1: BB Fenotipo negro (5) × P: negro homocigote ×blanco B × b Gametos: F1: Fenotipos 4. b F1: Fenotipos b bb blanco * Homocigote recesivo para el carácter. Bb bB negro negro P: negro heterocigote Bb Gametos: B bb blanco ×blanco* bb b Análisis de la descendencia de un cruce descendencia no aparece nunca el fenotipo recesivo (aa) B F1: BB Fenotipo Negro 2. Gametos: × Editorial N.° 1. P: b F1: Bb bb Fenotipos Negro Blanco A - x aa E n t r e l aEntre la descendencia aparece por lo menos una vez el fenotipo recesivo (aa) El desconocido era AA (homocigote) El desconocido era Aa (heterocigote) Herencia de dos caracteres o herencia dihíbrida Mendel también cruzó plantas que diferían en dos características, cruzó dos grupos de líneas puras (homocigotes); plantas de semillas lisas (w) y amarillas (G), y otras productoras de semillas verdes (g) y arrugadas (w). La generación F1 fue híbrida (heterocigote) para los dos pares de genes; todas las semillas de F1 que resultaron de este cruce fueron lisas y amarillas, tal como Mendel lo esperaba (estudios anteriores demostraron que estos dos caracteres eran dominantes). Cuando se permitió la autopolinización de los dihíbridos (GgWw) F1, se observó en la F, cuando fenotipos distribuidos en una proporción de 9: 3: 3: 1; de un total de 556 semillas se obtuvo la siguiente distribución: 35 amarillas lisas (9/16 G-ww), 108 verdes lisas (3/16 ggW-), 101 amarillas arrugadas (3/16G_ww) y 32 verdes arrugadas (1/16 ggww). Planta (P) Fenotipo Genotipo Gametos Progenitora con semillasProgenitora con semillas Amarilla y lisa Verde y arrugada GG W W gg ww GW gw F1 Todas las plantas Gg Ww (dihíbridos) son semillas amarilla lisa. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 46 Al cruzar dos individuos F1: (F1) Fenotipos Genotipos Gametos F2 GW Gw gW gw GW GGWW GGWw GgWW GgWw Fenotipos Amarilla y lisa GgWw Amarilla y lisa GgWw GW Gw gW gw GW Gw gW gw Gw GGWw GGww GgWw Ggww gW GgWw GgWw ggWW ggWw Genotipos Frecuencia genotípica gw Ggww GgWw ggWw ggww Editorial Amarilla y lisa GGWW GGWw GgWw GgWw Amarilla y arrugada GGww Ggww Verde y lisa ggWW ggWw Verde y arrugada ggww 1 2 2 4 1 2 1 2 1 Frecuencia fenotípica • 9 • 3 3 1 Mendel concluyó que durante el proceso de formación de gametos, los miembros de un par de genes se separan uno de otro en forma independiente, con respecto a los miembros de los demás pares, por lo que se distribuyen al azar en los gametos resultantes. Este principio se designó como principio de distribución independiente o segunda ley de Mendel y no se aplica si los dos pares de genes estudiados se localizan en el mismo par de cromosomas homólogos. Mendel presentó dos trabajos con sus resultados ante la Sociedad de Ciencias Naturales de Brun en 1865, que fueron publicados en un solo artículo en 1866 (Experimentos con plantas híbridas), estos descubrimientos del “padre de la genética” no afectaron en nada a sus contemporáneos, ya que en esa época la Biología era principalmente descriptiva, por lo que la aplicación de métodos experimentales y cuantitativos, como los que usó Mendel, obtenían poca atención. Después de 35 años, en 1900, Hugo de Vries en Holanda, Carl Correns en Alemania y Erich Von Tschemark en Australia redescubrieron, cada uno por su cuenta, las leyes de la herencia descritas por Mendel. DOMINANCIA INCOMPLETA (Codominancia incompleta - Herencia intermedia - Dominancia parcial) • • intermedio al de los 2 homocigotes, o parece que se trata de un nuevo carácter. Ejemplo: En Rosas el color rojo y blanco son dominantes; si se cruzan plantas de flores rojas y blancas se obtienen plantas de flores rosadas. Cuando un individuo heterocigote muestra un fenotipo intermedio entre el de sus progenitores, se dice que los genes muestran o exhiben dominancia incompleta. Ejemplo: Las flores “boca de dragón” representan un buen ejemplo de dominancia parcial. Cuando las plantas con flores blancas se cruzan con plantas de flores rojas todas las descendientes en la 2d a. generación (F2), el resultado es la aparición de flores rojas, rosadas y blancas en una proporción genotípica y fenotípica de 1: 2: 1. Cuando ninguno de los dos alelos eclipsa totalmente al otro. En este caso se observará una característica intermedia entre los dos alelos. Es aquel tipo de herencia donde un miembro de un par de alelos, no es completamente dominante sobre el otro, de tal manera que la introducción de ellos lleva a la descendencia a mostrar un carácter intermedio. Ejemplo: En las flores de la “Maravillosa japonesa” los colores rojo y blanco son comunes, al cruzar una planta de flor roja con otra planta de flor blanca, la plantas resultantes presentaron flores rojas (este cruce fue realizado por botánico Karl Correns). Cuando los descendientes heterocigotes tienen un fenotipo intermedio, entre los de sus progenitores, mezcla de fenotipos para una característica. Cuando los descendientes heterocigotes tienen características fonotípicas intermedias entre los dos progenitores, se dice que existe dominancia incompleta. Esto puede ocurrir en los casos en que no se cumple el principio de la dominancia, como cuando individuos con características contrastantes se cruzan y ninguna de las características prevalece. Ejemplo: En los pollos andaluces, se cruzan individuales negros (NN) y blancos (BB), todos los individuos resultan grises (NB), (en estos casos siempre se usan mayúsculas para los genotipos). El heterocigote es diferente debido a que ninguno de los dos alelos eclipsa totalmente al otro. Así el fenotipo que presenta el heterocigote puede ser • • Fenotipo (P) Negro × GenotipoNN GametosN F1 B N NB Blanco BB B F1 : Genotipo → 100% NB Fenotipo → 100% Gris Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Ahora si se cruzan entre sí los descendientes de F1 tendremos: F1 × F1 Fenotipo (F1) Gris Gris Genotipo NBNB Gametos NBNB F2 N B N NN NB 76 + zz B NB BB 76 + zw Editorial F2 : Genotipo → 25% NN, 50% NB, 25% B Fenotipo → 25% Gris, 50% Gris, 25% Blanco 47 Aves: ZZ macho 38 +z 38 +z 38 +w Determinación del sexo Como muchos otros seres, los humanos presentan un par de cromosomas sexuales, si los miembros de ese par son iguales (xx) es una mujer y si son diferentes (xy) es varón, ese hecho se cumple para mamíferos, algunos reptiles e insectos. En las aves, el macho presenta los cromosomas 76 + zz 76 + zw Abejas: macho haploide (n) Hombre: xy hombre 44 + xx 44 + xy 22 +x 22 +y 16 36 22 +x 44 + xx 44 + xy 16 16 16 no fertilizado Insecto: XO macho 22 + xx 22 + xo 11 +x 22 + xx 32 11 +o 11 +x 22 + xo 16 sexuales iguales (zz) y en la hembra son diferentes (ZW); los saltamontes machos, solo presentan un cromosoma sexual (XO) y las hembras; para el caso de las abejas hay otra variación, la hembra es diploide (2n) el macho haploide (n), en esta especie se reproducen también partenogenéticamente. Características ligadas al sexo Existen muchos genes que codifican características no sexuales que se heredan ligados al sexo, esto quiere decir que se encuentran en los cromosomas Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 48 sexuales, predominantemente en el cromosoma sexual X, al respecto se reconoce más de cien casos, entre los cuales destacan el daltonismo y la hemofilia. Caracteres ligados al cromosoma X (Herencia ligada al cromosoma X) Cuando una enfermedad es producida por un gen recesivo ligado al cromosoma X se manifiesta con mayor frecuencia en varones; esto se debe a que todos los varones que poseen este gen presentarán la enfermedad, mientras que entre las mujeres que poseen el gen, habrá dos grupos: las heterocigotas, que serán portadoras sanas y las homocigotas, que presentarán la enfermedad. Algunos tipos de calvicie, la hemofilia y el daltonismo, son ejemplos de caracteres ligados al cromosoma X. Mujer normal Hombre daltónico Genotipo XDYDXdY Gametos XD 1/2Xd F1 Xd y XD XDXd XDY Probabilidad Genotipos ½ XDYd ½ XDY Editorial a)Calvicie: Caída prematura del cabello. Hombre normal Hombre calvo Mujer calva Mujer portadora XMY XmY XmXm XMXm m = alelo de la calvicie (recesivo). M = alelo normal. b) Hemofilia: Enfermedad que produce defecto en la coagulación de la sangre. Hombre sano Hombre hemofílico Mujer hemofílica Mujer sana portadora (*) XHY X hY XhXh XHXh (*) h = alelo de hemofilia. H = alelo normal. Ocurre muy rara vez, ya que tendrían que heredar el alelo (h) de la hemofilia de ambos padres y esto resulta poco probable, puesto que un hombre hemofílico tiene pocas posibilidades de llegar con vida a la edad reproductiva. Esta enfermedad que afectó a las familias reales europeas desde el tiempo de la reina Victoria, fue casi siempre transmitida por madres heterocigotas que no mostraron síntomas de la enfermedad (portadoras) las que, aún libres de síntomas podían transmitir el alelo recesivo a aproximadamente la mitad de sus hijos varones, que resultaban hemofílicos. c)Daltonismo: Defecto de la visión de los colores. Hombre daltónico Mujer daltónica Mujer portadora Hombre normal Mujer normal XdY XdXd XDXd X DY X D XD d = alelo del daltonismo D = alelo normal Ejemplo1: En el caso de una pareja, donde ella es normal y su esposo es daltónico. ¿Cómo será su descendencia? 1/2Y Fenotipos Portadoras de daltonismo Hombres normales La pareja tendrá hijas fenotípicamente normales, pero portadoras de la enfermedad e hijos varones normales. Ejemplo 2: Una mujer portadora que se casa con un hombre daltónico. ¿Cómo será su descendencia genotípica y fenotípicamente? Mujer portadora Hombre daltónico Genotipo XDXd X dY Gametos 1/2XD 1/2Xd 1/2Xd F1 Xd Y Xd Xd XdXd XdXD XDY XdY De todos sus descendientes: – La probabilidad de que sea mujer normal portadora: – La probabilidad de que sea mujer daltónica: – La probabilidad de que sea hombre normal: – La probabilidad de que sea hombre daltónico: 1/2Y XDXd será ¼ XdXd será ¼ XDY será ¼ XdY será ¼ Caracteres ligados al cromosoma Y Sólo se dan en varones por ser los únicos poseedores del cromosoma Y, por lo cual no se define la dominancia o recesividad de estas características. La sindactilia (enfermedad que causa una unión membranosa entre el segundo y tercer dedo del pie) y la hipertricosis (presencia de pelos en las orejas) son ejemplos de caracteres ligados al cromosoma Y. MUTACIONES Son variaciones o alteraciones en la información genética que se producen normalmente en todos los seres vivos, pueden ocurrir espontáneamente o por acción de agentes físicos o químicos (agentes mutagénicos y radiaciones). Las mutaciones pueden ser génicas (puntuales) o cromosómicas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Mutaciones génicas Se dan cuando se forma una nueva cadena de DNA, que presenta al menos una base de más o menos respecto a la cadena que le dio origen, lo que ocasiona que los codones se lean inadecuadamente. En algunos casos que se sustituye una base por otra, lo que origina una alteración en el polipéptido a formarse. 49 Al examinar el cariotipo se pueden detectar dos clases de alteraciones; una se relaciona con el aumento o disminución del número de cromosomas, la otra se refiere a las alteraciones estructurales, las primeras numéricas son fáciles de reconocer, incluso pueden hacerse recuentos seguros en el campo microscópico; las segundas requieren una mayor experiencia y la utilización del método de bandeamiento cromosómico. Mutaciones cromosómicas Editorial Están referidas a las alteraciones en la estructura o el número de cromosomas, estas últimas son las más conocidas; las variaciones numéricas se deben a la no disyunción o separación adecuada de los cromosomas o de sus cromátides durante la división celular. a) 1.ª división XY XY 2.ª división no disyunción XX b) 1.ª división X disyunción normal Y Y 2.ª división no disyunción de X X YY 2.ª división no disyunción de Y ANORMALIDADES CROMOSÓMICAS Este importante capítulo de la genética asienta su partida de nacimiento en el año de 1956, cuando Tjio y Levan lograron perfeccionar un método aplicable a las células humanas para la identificación e individualización de los cromosomas de una célula somática en metafase; antes de esta fecha, los recuentos cromosómicos humanos eran imperfectos, tanto que, por mucho tiempo se afirmaba que el hombre poseía 48 cromosomas, concepto que aún con los avances de la tecnología moderna se afirma, es imposible pues separar cada uno de los cromosomas de una célula sin superposiciones ni alteraciones estructurales, lo que permite con toda seguridad realizar el recuento en el campo microscópico y después de fotografiar unos de los grupos de cromosomas de una célula hacer luego un ordenamiento sistematizado de los mismos con lo que se consigue el llamado cariotipo o cariograma. Para el principiante de todos los cromosomas de una célula en metafase, a este diagrama o modelo se le conoce con el nombre de idiograma. ABERRACIONES NUMÉRICAS Recordemos que todos los seres vivos se originan por reproducción sexual, poseen un número llamado diploide de cromosomas (2n), que es el resultado de la suma del número llamado haploide (n) de cada uno de los gametos que intervienen en la formación del huevo o cigote. Las células somáticas de la especie humana tienen 46 cromosomas, que es nuestro número diploide; puesto que cada gameto que interviene en la fecundación aporta 23 cromosomas (número haploide perteneciente a los gametos humanos), que al unirse se originan a su vez todas las células del organismos incluyendo a las germinativas; esperama-togonias y ovogonias que tienen también el número diploide. Este número normal puede estar alterado por un aumento o disminución de cromosomas; si se trata de un aumento regular equivalente a un número múltiplo del haploide, se habla en términos generales de poliplodía. Poliploidía Cuando el número de cromosomas de una célula es el triple del haploide (3n = 69) se habla de triplodía; si el número encontrado es cuatro veces el haploide (4n = 96); estaremos frente a una célula tetraploide; en el caso de que el número era un múltiplo mayor de 4 veces el número haploide, se utiliza el término poliploide. Estas alteraciones regulares ocurren normalmente con relativa frecuencia en algunas células de determinados órganos, como por ejemplo, en el hígado y tejido cartilaginoso, donde se observan algunas células tetraploides, un grado mayor de poliploidía ha sido encontrado en células tumorales de cánceres in situ. Aneuploidía En algunas ocasiones se encuentran células con un número de cromosomas que no guarda relación alguna con el número haploide; este transtorno se ha encontrado con frecuencia en las células de neoplasias malignas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 50 Banco de ejercicios Este término también se aplica con propiedad semántica al aumento de un autosoma o de uno o más cromosomas sexuales de todas las células del organismo, debido a que el transtorno empezó con la formación del huevo; también se trataría de una aneuploidía en el caso de que el cigoto y por ende todas las células del organismo originadas a partir de él, tengan un cromosoma menos que el número diploide normal. Esta aneuploidía del organismo en general puede ser subdividida con fines didácticos en: • • Trisomía 18 N.° de autosomas Cromosomas sexuales N.° total Cromos. Sexo ↓ 45 45 ↓ XY XX ↓ 47 47 ↓ Masc. Feme. Cuadro clínico. Este síndrome es más grave que el anterior, la supervivencia es precaria, generalmente mueren antes de los seis meses y trae aparejado una serie de malformaciones, como las orejas contrahechas y de inserción baja, puño cerrado con el dedo índice superpuesto sobre el medio y el dedo meñique encima del dedo anular, un solo pliegue palmar, disposición arqueada de seis o más dedos, deformidad del pie (“pie de mecedora”), defectos cardíacos, y concomitantemente se puede detectar retraso mental e incapacidad para crecer. Se ha comunicado una mayor proporción de afectados del sexo femenino (78%). Editorial Aneuploidía de los autosomas. Aneuploidía de los cromosomas sexuales. A)ANEUPLOIDÍA DE LOS AUTOSOMAS Solo se conocen casos en los que hay aumento de un autosoma; en cambio la disminución de un autosoma parece no ser compatible con la vida, ya que hasta la fecha, no ha sido descrita en ningún individuo nacido vivo. Como los autosomas se encuentran por pares de homólogos, el aumento de un autosoma necesariamente irá a incrementar con un miembro más la pareja de autosomas a la que corresponde el cromosoma agregado, o sea que, en lugar de encontrarse dos miembros, se encontrará tres, razón por la cual a este transtorno también se le llama trisomía. - - - Trisomía de 13-15 Es más rara que las anteriores descritas, presenta la anomalías más graves que comprometen al sistema nervioso central; es característico el labio leporino, paladar hendido, polidactilia, malformaciones cardíacas, genitales y de otras visiones. - Trisomía 22 Fue identificada gracias a las técnicas de bandeamiento cromosómico que permiten reconocer bien al cromosoma 22. Antes de la década de los 80, al disponerse solo de la técnica convencional de colorado de los cromosomas, se confundía al cromosoma 22 con el 21. Las características fenotípicas de estos niños son variables, pero generalmente presentan retardo mental, retardo en el crecimiento, cráneo pequeño y mandíbula poco desarrollada, inserción de las orejas, paladar hendido, anomalías de los pulgares y deformidades de las extremidades inferiores. - Aneuploidía de los autosomas y abortos En un 20% de los abortos que ocurren espontáneamente durante las primeras semanas del embarazo se han detectado anomalías cromosómicas más intensas, encontrándose triploidías, tetraploidías, monosomías, trisomías, etc. Trisomías Las trisomías de los autosomas que se encuentran en recién nacidos y en niños son, en orden de frecuencia, las siguientes: trisomía 21 o síndrome de Down, trisomía 18 o síndrome de Edwards, trisomía 13 o síndrome de Patau, y la trisomía 22 (de esta última se han descrito más de 24 casos). Cuadro clínico. El diagnóstico en los niños mayores de un año no ofrece mayores dificultades para el médico perspicaz; en cambio es difícil llegar al diagnóstico clínico de certeza o sospecha en un recién nacido, por lo que a continuación vamos a considerar los llamados diez signos cardinales escogidos por Hall: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) Ausencia de reflejo de Moro. Hipotonía muscular. Perfil facial aplastado. Hendiduras palpebrales oblicuas. Pabellones auriculares displásticos Piel de la nuca redundante. Pliegue simiano típico o atípico en las palmas. Hiperflexibilidad. Pelvis displástica. Displassia de la falange media del 5.to dedo en las manos. B)ANEUPLOIDÍA DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES - Monosomía. Se conoce una entidad genética llamada síndrome de Turner en la que falta un cromosoma sexual, por lo tanto, la fórmula cromosómica es 44 × 0. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Cuadro clínico. En 1938 Turner describió este síndrome en “mujeres” de edad pospuberal caracterizado por infantilismo sexual, talla baja, cuello alado (Pterygium colli) y cúbito valgo; las gónadas están constituidas por un tejido conjuntivo denso sin células germinativas (aplasia gonadal); actualmente hay una serie de cuadros parecidos con algunas diferencias clínicas y fenotípicas, cuya explicación se ha hecho en base a estudios del cariotipo. Editorial - TRISOMÍA DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES Síndrome de Klinefelter Poco después de conocer la fórmula cromosómica del síndrome de Turner, se encontró trisomía de los cromosomas sexuales en el ya conocido síndrome de Klinefelter, cuya fórmula cromosómica resultó ser 44 XXY. A este cromosoma X agregado se le achacaron las alteraciones fenotípicas propias del síndrome de Klinefelter que resumiendo, las más saltantes y frecuentes, son las siguientes: Fenotipo masculino, aunque con genitales externos poco desarrollados: testículos pequeños con un cuadro histopatológico de hialinización y ausencia de células germinales, con lo que, lógicamente, quedó explicada la azoospermia u oligospermia que presentaban estos pacientes, algunos de los cuales consultaban por su ginecomastía (desarrollo de glándulas mamarias en el varón); a esto hay que agregar que a veces estos casos acusan retardo mental, felizmente poco severo. El examen de la cromatina sexual arroja una positividad por encima del 20%. Síndrome del triple X Con el auge y difusión de las técnicas de citogenética, se intuyó la posibilidad de encontrar algún con triple X, el mismo que se esperó hallarlo en mujeres bien conformadas con rasgos de la femeneidad y de la belleza expresados en sumo grado, por lo que adelantándose al descubrimiento se denominó a este probable ser con el nombre de supermujer; pero, cuando no encontró el primer caso, resultó una decepción para 51 los investigadores, ya que, la poseedora de la triple X no tenía ninguno de los atributos esperados, sino más bien presentaba caracteres sexuales secundarios poco desarrollados, talla pequeña y muchas de estas en formas han sido encontradas en instituciones para retrasados mentales; comunicaciones posteriores aseguran que a veces el aspecto fenotípico suele ser casi normal e incluso algunas de estas mujeres son fértiles y han tenido hijos normales. Síndrome del supervarón Bueno, ya que no se encontró la supermujer esperada, se pensó encontrar al superhombre con un cromosoma “Y” demás, pero igualmente el chasco fue grande porque muchos de estos supervarones fueron encontrados entre los reclusos convictos por crímenes a veces monstruosos. Es conocido el caso del estrangulador de Boston quien se salvó de la pena de muerte gracias a la defensa basada en su constitución cromosómica, XYY. Con esto se reactualiza la teoría Clombrosiana, pero analizada desde un punto de vista cromosómico. No sabemos cómo la Jurisprudencia Americana consideró al referido estrangulador puesto que, de aceptarse el determinismo por razones de carácter genético, debió ser recluido en algún sanatorio en su condición de enfermo; de lo contrario debería estar purgando su delito en alguna institución penal. Si bien es cierto que un determinado porcentaje de estos individuos XYY tenían antecedentes criminales, otros fueron clasificados como retrazados mentales y algunos presentaban alto grado de inteligencia; esto no quiere decir que todos los supervarones necesariamente serán criminales aunque tengan signos comunes y característicos como la talla alta y tendencia a la agresividad; tampoco debemos olvidar la influencia del ambiente sobre el genotipo y aquí cabe la intervención oportuna del médico psicólogo y genetista, para descubrir precozmente estos casos, con el fin de encausar y ayudar a controlar las reacciones agresivas mediante una terapéutica bien orientada desde la niñez. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 52 Banco de ejercicios VIRUS 1982: Primeras descripciones de casos de SIDA en niños. 1983: Se aísla el virus responsable del SIDA al que se le bautiza: AV (virus asociado a Linfoadenopatías). 1986: El virus es rebautizado como VIH (Virus de la Inmunodeficiencia Humana). Generalidades Importancia biológica En la actualidad, las ciencias biomédicas han alcanzado elevados horizontes en el campo de la investigación: detección, prevención, diagnóstico y tratamiento de múltiples enfermedades, dentro de ellas las de origen viral desde las más comunes como la gripe, sarampión, hepatitis, hasta las más peligrosas y mortales como el sida y el ébola en el humano. Los virus son también agentes productores de muchas plagas. En cultivos vegetales, suelen atacar a los animales domésticos y de crianza, ocasionándoles serias enfermedades y generándoles de esta manera cuantiosas pérdidas económicas a la industria agrícola y ganadera respectivamente. Es por ello que su estudio y control de propagación es de vital importancia para la supervivencia del hombre y los demás organismos que habitan en nuestro planeta. Editorial • • • • • • • • • • • • • • Jenner (1798): Elaboró vacuna contra la viruela. Pasteur (1885): Perfecciona vacuna contra la rabia. Dimitri Ivanowsky (1892): Dijo que la enfermedad del mosaico tabaco se debe a un agente que pasa fácilmente un filtro de porcelana (esta enfermedad causó enormes perjuicios en la industria del tabaco en Holanda). Löffler y Frosch (1898): El agente que produce la fiebre aftosa y viruela atraviesa el filtro de porcelana. Biejernick (1899): Dijo que la enfermedad del mosaico tabaco es producida por un virus. Rous (1911): Identificó al virus que ocasiona el cáncer en pollos, hoy llamado Virus del Sarcoma de Rous. Twort (1915): Habla sobre la presencia de agentes vidriosos que afectan a bacterias. D’Herelle (1917): Descubrió a Bacteriógrafos (ag. inf. para la bacteria de la Disentería). Stanley (1935): Cristalizó al V.M.T., permitiendo un análisis minucioso de su composición. Hershey y Chase (1952): Dijeron que la información genética es transmitida por el ADN del Bacteriófago y no por sus proteínas. Fraenkel-Conrat y Williams (1955): Demuestran cómo se puede desarmar y rearmar en el laboratorio el virus del Mosaico Tabaco. Gierer Schram (1956): Demuestra que el ARN del virus es capaz de infectar aun sin las proteínas. Agentes nocivos Microtatobiotes Toxinas Veneno: debido a enfermedades que se creía no tenían agentes infecciosos. Definición • • • • Historia • • Sinónimo • Complejos supramoleculares heterogéneos núcleoproteicos (proteínas y ac. nucleicos). Pequeñas porciones de materia molecular con capacidad infectiva. Parásitos estrictamente intracelulares y potencialmente patógenos. Organizaciones subcelulares altamente infectivas, que necesitan de algún tipo de célula viva para poder multiplicarse. Estructura viral: _ b Ac. Nucleico b ` Nucleocápside Proteínas (capsómero)bb _ a b Lípidos b Envoltura Glucoproteínas (espículas) `b b a Ácido nucleico • • • • • Genoma (mat. genético), monocatenario (abierto, circular), bicatenario. Presenta de 2.000 hasta 250.000 nucleótidos. Son responsables de codificar y expresar la información genética para la replicación viral. Da la infectividad al virus. Contiene una sola clase de ácido nucleico: ADN ⇒ Desoxivirus ARN ⇒ Ribovirus Proteínas • • • También llamados capsómeros (proteínas globulares) Su agrupación = cápside Importancia: ⇒ Forma la cápside. ⇒ Protege al genoma viral. ⇒ Asociado a glúcidos, participa en la adherencia específica a la célula huésped. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología ⇒ Cumple función de enzimas: neuraminidasa, transcriptasa reversa. • Envoltura • • • • • También llamado cubierta externa viral. Constituida por lípidos y espículas (glucoproteínas) sirve para identificar a los virus. Rodea la nucleocápside. Proviene de la membrana celular o nuclear de la célula infectada. Virus desnudos: no presenta envoltura. Editorial Características • • Naturaleza nucleoproteica. Ultramicroscópicos (submicroscópico). - Visibles bajo microscopio electrónico. - Tamaño oscila entre 0,05-0,02m Ejemplos: Picornavirus (25 A) Herpesvirus (200 - 120nm) Togavirus (60 - 70nm) Paramyxovirus (150 - 300nm) Coronavirus (60 - 220nm) Rabdovirus (180 - 75nm) Ortomyxovirus (120 - 80nm) Poxvirus (200 - 240nm) Atraviesan el papel filtro, es decir son virus filtrables. • Presenta un solo tipo de ácido nucleico: ADN o ARN. • Carecen de enzimas para la producción de energía. • Son endoparásitos (parásitos intracelulares obligados). • Dependen del metabolismo celular del hospedero. • Se replican dentro de la célula y se propagan a otras células. • Fuera de las células se inactivan y cristalizan (cristales orgánicos), es un estado de latencia. • Son altamente mutantes: el genoma modifica su estructura permitiendo adoptar nuevas propiedades (cambia de aspecto). • Son termosensibles: las altas temperaturas desnaturalizan las proteínas y ácido nucleicos. • Son “específicas”: solo infectan a células específicas y determinadas. Ejm.: Los fagos solo infectan a bacterias. • Presentan forma variada: Icosaédrica : Presentan 20 caras. Poliovirus. Helicoidal : De aspecto cilíndrico VMT. Compleja : Presentan un cápside icosaédrica y una cola para inyectar el ácido nucleico. • 53 capsómeros. El ciclo lítico de un bacteriófago (T. Par, fago), se realiza cada media hora, requiere de una bacteria, presenta las siguientes fases: a) Se requiere de una bacteria (célula huésped específica, célula sensible, célula invadida, célula parasitada): E. Coli, B. Subtilis. b) El virus debe ser maduro e infeccioso; recibe el nombre de Virión (unidad del virus, partícula vírica, fago virulento). El virión puede transmitir el ácido nucleico viral. El virión en el exterior es un cristal orgánico. c) Se realiza la absorción: unión, fijación al azar con la bacteria. d) Se realiza la penetración; incorporación, inyección, viropexis, para esto: - Se rompe la cubierta bacteriana por medio de endolisinas, lisozimas. - Virión se desprende de su cápside. - Ingresa el A. Nucleico Viral empaquetado con espermina a la bacteria. - La bacteria trata de impedir el ingreso del A. Nucleico viral al elaborar una proteína defensiva (sustancia antivírica) llamada: Interferón. e) Síntesis de moléculas virales: inducción, replicación. - El A. N. Viral induce (ordena) al ADN bacteriano a la formación de más genomas, proteínas, ARNm, endolisinas. - Se realiza el ensamblaje de los virus: Los capsómeros se reúnen para formar la cápside, esta rodea al A. N. Viral que se pliega (ejem.: virus de la gripe) o después de ser formada la cápside ingresa a genoma viral (ejem.: bacteriófago). f) Liberación de los virus: (salida, lisis). Los nuevos virus salen al exterior por dos vías: - Destruyendo a la célula huésped (mediante endolisinas). - Formando vesículas con membrana de la célula huésped. A la agrupación de virus formados se les denomina cuerpo de Bollinger, cuerpo de Negri, cuerpo de Guarnieri. Ciclo lisogénico CICLOS DE INFECCIÓN Ciclo lítico • • También llamado replicación viral. Este mecanismo necesita de una célula hospedera que le facilite materia y energía al virus para sintetizar sus nuevos ácidos nucleicos y • • • • • También llamado Ciclo Lisogenético. Se necesita una célula huésped (célula lisógena). Fago no es infectante, se le denomina: profago (virus atenuado, fago atemperado). Se realiza una simbiosis, es decir, el A. N. Viral se une (hidridiza) al ADN bacteriano, permaneciendo latente durante varias generaciones. La célula huésped no se destruye. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios Betaherpesvirus Clasificación de los virus _ b b ` b b a _ b b ` b b a 54 H.H.5 Según la célula huésped (por el hospedero) a) Bacteriófago: Bacterias (presenta ADN). b) Fitófago: Vegetales. Virus del Mosaico Tabaco (ARN) protovirus. Virus del Mosaico de Coliflor (ADN). Virus del Enanismo Amarillo de la Patata (ARN). Virus del Mosaico del Crotato (ARN) Pachivirus. c) Zoofago: Animales. Enterovirus de ganado, cerdo, pájaros y gatos (ARN). Encéfalomielitis de ratón (ARN). Peste Aviar (ARN). Gripe del pato, caballo (ARN). Fibroma del conejo (ADN) Papiloma de perro, ganado, caballo (ADN). Virus del gusano de seda y Mosca drosophylla (ADN). d) Micrófago (hongos). - Papovirus: Produce papiloma (verruga simple), tipo de cáncer humano de Shope. Parvovirus: Parasita perros. Poxvirus: Más grandes y complejos. Atacan la piel. Subfamilia chordopoxvirus. Editorial _ b b ` b b a Alfaherpesvirus H.H. 2 (genital) ⇒ Virus tipo 2 del herpes simple H.H.3 ⇒ Virus de la varicela y herpes zoster (zona). Ectima contagioso Tumor benigno piel Contagioso Tumor cutáneo Tumor cutáneo b) Ribovirus. Presenta las siguientes familias: - Picornavirus: (pico pequeño). Grupos (géneros): Aphthovirus ⇒ Cardiovirus ⇒ Rhinovirus ⇒ Glosopeda del ganado (F. aftosa). Encefalomiocarditis en roedores (fiebre mengo), raro en humanos. Resfriado común. Coxsackievirus⇒ Coxsackie Enterovirus Echovirus ⇒ Echo (Enteric Cytopanthogenic Human Orphan) Poliovirus ⇒ Polio (parálisis infantil) - Reovirus: Grupos (géneros) – Orbivirus – – Rotavirus _ b b ` b b a _ b b ` b b a Nombre oficial (Género) Nombre común Herpesvirus humano ⇒ Virus tipo 1 del 1(labial) herpes simple ORF ⇒ Molusco ⇒ Parapoxvirus Tanapox ⇒ Yabapox ⇒ _ b b ` b b a Desoxivirus (ADN) y Ribovirus (ARN). a)Desoxivirus. Presenta las siguientes familias: - Adenovirus G. Aviadenovirus: Aves Neumonía G. Mastadenovirus: Mamíferos Faringitis Gastroenteritis - Hepadnavirus: Produce hepatitis tipo B en humanos, cáncer al hígado. - Herpesvirus: Erupciones en piel y mucosas. Enfermedad _ b b ` b b a Según el tipo de ácido nucleico Virus Orthopoxvirus Viruela ⇒ Viruela (variola) Vaccinia ⇒ Vaccinia (vacuna contra viruela) _ b b ` b b a a) Virus Dermótropo (trópico): Ataca piel (varicela, viruela, rubéola, sarampión, herpes). b) Virus Neurótropo: Ataca sistema nervioso pollo (médula espinal), rabia (cerebro), Kuru (S.N.C.), encefalitis. c) Virus Viscerótropo: Ataca vísceras, hepatitis. d) Virus Adenótropo: Ataca glándulas, paperas. e) Virus Flebótropo: Ataca sangre, dengue. f) Virus Neumotrópico: Ataca pulmones. g) Virus Linfótropo (Inmunotropo): Ataca nuestra defensa, SIDA. Género _ b b ` b b a Según órgano humano afectado Subfamilia ⇒ Citomegalovirus Gammaherpesvirus H.H.4 ⇒ Virus de Epstein - Barr (E. B. Linfoma de Burkitt) Mononucleosisinfecciosa – – – – – Fiebre por garrapata del colorado en el hombre (Fiebre de las montañas). Virus de la lengua azul de las ovejas. Virus de la enf. equina africana. Gastroenteritis infantil Diarreas en lactantes y niños Diarreas en terneros de Nebraska Diarrea epizoótica de las crías de ratones Virus 5A 11 de los moros - Coronavirus: Producen resfriados, enfermedades gastrointestinales, enf. neurológicas. - Ortomixovirus: Influenza A, B y C (enf. respiratorias). Neumonía, Síndrome de Reye (encefalopatía aguda de niños y adolescentes). Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Paramoxivirus Géneros: _ b b ` b b a – – – – Paramoxivirus – – – Parainfluenza (enf. respiratorias) Falso Crup (laringotraqueobronquitis) Virus Sendai en ratones S. V. 5 en monos SF4 en ganado bovino y ovino. Enf. de Newcastle (NDV) en aves y humanos (infección a conjuntiva). Paperas (parotiditis) – Sarampión del hombre Morbillivirus – Virus del moquillo canino – Virus de la ictericia hematúrica del ganado. 55 • Flaviviridae Género: _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b bb a - – Fiebre amarilla transmitida por Aedes aegypti. – Dengue (fiebre quebranta huesos) transmi tido por mosquito Aedes aegypti. – ESL (Encef. de San Luis) transmitida por Culex, Pipiens, C. Tarsalis. – Encefalitis Brasileña (Virus Rocío). – Virus Ilheus. – Encefalitis B Japonesa. – Encef. de bosques de Kyasanur: hombres, monos Flavivirus – Mal del Brinco: ovejas, hombres (T: Garrapata Ixodes) – Encefalitis del Valle Murray – Fiebre hemorrágica de Omsk – Encefalitis de Powassan – Encefalitis transmitida por garrapatas (Ixodes). – Virus de la glándula salival del murciélago estadounidense. – Fiebre de Oeste del Nilo (transmitido por Culex) – Zika _ b b ` b b a Editorial EEO (Encefalitis Esquina del Oeste), transmitido por Culex tarsalis. EEE (Encefalitis Equina del Este) transmitido por Aedes sollicitans, A. vexans EEV (Encefalitis Equina de Venezuela) transmitido por Aedes psorophora, Culex. Virus de Chukingunya. Virus del Mayaro. Virus O´Nyong - Nyong. Virus del Río Ross. Virus de Bosques de Semliki, Sindbis. Encefalitis de California (Enc. de la Crosse) Encefalitis Guama Encefalitis Simbu (fiebre oropouche) producida por el virus oro, transmitido por insecto Culicoides paraensis (Jején) Encefalitis Turlock – Phlebovirus – Virus de la fiebre por Jejenes (fiebre papataci) transmitido por Jején Phelbotomus papatasii. Fiebre del Valle del Riff (Hepatitis enzootica) ovejas, humanos. Nairovirus – Fiebre hemorrágica de Crimea Con – Enf. de las ovejas del Nairobi y Sakhalin Hantavirus → Virus de la – región de Hang-Tang Hang-Tang Fiebre hemorrágica del Virus Hantaan (f. hemorrágica con síndrome renal, FHSR), transmitido por roedores: ratas • Reoviridae Género Orbivirus: enf. equina africana, lengua azul de ovejas, fiebre por garrapatas del colorado (fiebre de la montañas, fiebre de la madera), transmitido por garrapata de la madera. Dermacentor andersoni • Rhabdovirus (Rnabdoviridae) Rabidus = locura, rabdo = varilla Virus en forma de bala Géneros: _ b b b ` b b b a _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b bb a – – – Alphavirus – – – – – – – Bunyavirus – – _ b b b ` b b b a Arbovirus y robovirus ⇒ Arbovirus, virus transmitido por artrópodos chupadores de sangre. ⇒ Robovirus, virus transmitido por roedores (del inglés Rodent-Borne). Presenta las siguientes familias: • Togavirus (togaviridae) (Toga = manto) virus con manto o envoltura Géneros: Rubivirus ⇒ Rubeola • Bunyaviridae Géneros: _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b b b a - Retrovirus: (retro = reverso) transf. ARN ⇒ ADN Subfamilias: Spumavirus ⇒ degeneración espumosa Oncovirus ⇒ tumores (cáncer), leucemia (n.o elevado de leucocitos) Lentivirus: Género: HIV (LAV, HTLV-III, ARV) ⇒ Humanos: SIDA Virus de Visna (V. de Maedi) ⇒ Ovejas (este virus utiliza táctica caballo de Troya). _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b b b a - _ b b b b b b b b b ` b b b b b b _ b b ` b b a Rubivirus – Rubéola (sarampión alemana) (sarampión de 3 días) b b b a _ b b ` b b a Pneumovirus – Virus Sincital respiratorio (RS) – Virus de la neumonía de ratones Lyssavirus – Rabia transmitida por mordedura de animales. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 56 Banco de ejercicios • Arenaviridae: Genero: _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b b b a – Corlomeningitis Linfocítica (CML) Virus Píchinde – Fiebre hemorrágica sudamericana – Fiebre hemorrágica de Junín: transmitido Arenavirus por roedor Calomys musculinus – Fiebre hemorrágica de Machupo: transmitido por roedor Calomys callosus – Fiebre de Lassa: transmitido por ratas domésticas _ b b b b b b b b b ` b b b b b b b b b a Filovirus africanas: – Virus Marburg – Ebola ENFERMEDADES A)Hepatitis • • • • • • • • • • Período de incubación de doce a dieciséis días. Contagio: se da mediante gotitas de Flugge (gotas nasofaringeas). Sintomatología: fiebre moderada, erupción cutánea (dura de 3 a 4 días), maculopapular, vesicular. D)Citomegalia • En una mujer embarazada su hijo nace clínicamente sano, o presenta un parto precoz de un niño muerto. Editorial • Florividae Género: Fiebres hemorrágicas C)Varicela • • Afecta al hígado Transmitido: Vía bucal-fecal, agua contaminada. Tipos: Hepatitis A (niños), B (todo el mundo), C (antiguamente llamado virus de la hepatitis no A no B), D (virus de la hepatitis delta). El VHA produce hepatitis aguda. El VHA y VHB produce hepatitis crónica. La hepatitis también es causada por el virus de Epstein–Barr y por el Citomegalovirus (menos frecuente). Sintomatología (datos clínicos) Primeros días: Astenia (pérdida de fuerza), indiferencia, anorexia, presión en la parte superior del abdomen, dolores articulares; luego, ictericia (coloración marronácea de la orina, heces de color claro, hepatomegalia, náuseas, vómitos, diarreas o constipación (retención de heces), aversión a grasas, carne, alcohol. Período de incubación: H.A.: 5–50 días. H.B.: 50–150 días. H.C.: 15–150 días. El virus de la Hepatitis B se localiza en los hepatocitos, donde puede permanecer durante muchos años como: antígeno nuclear H.B.-Core. B)Herpes (sinónimo de vesículas) Herpes simple - Sintomatología: intenso dolor en la boca, aparición de erupciones vesiculosas en la nariz, boca, genitales, que son dolorosas pruriginosas (comezón). Herpes zoster - Son vesículas agrupadas, rodeadas de una zona inflamada que puede aparecer en cualquier lugar de la piel. E)Viruela • • • • Erradicada en 1977. La última víctima fue de Somalia. Período de incubación: 12 días. Datos clínicos: fiebre, malestar, exantema (erupción) papular vesicular pustular, formándose luego costras dejando cicatrices de color rosa. Ojo: las reservas de virus de la viruela se han destruido en todos los laboratorios salvo en Atlanta y Moscú, que colaboraron con la O.M.S. donde se efectúan estudios, diagnósticos de investigación sobre los poxvirus relacionados con la viruela. F) Resfriado común • • También llamado rinitis aguda o coriza. Sintomatología: Escozor y sensación de picor en la nariz y faringe con estornudos, mucosidad abundante, al principio acuosa; más adelante purulenta, enrojecimiento de mucosa faringea, voz nasal, alteración del gusto y del olfato, asteria, dolor en las extremidades, fiebre, tos, afonía, cefalea frontal o maxilar, adicionalmente se produce una sinusitis (inflamación de senos paranasales). G)Amigdalitis catarral • Sintomatología: Sensación de punzadas y cosquilleo en la garganta, especialmente con dolor al tragar (disfagia) que irradia hasta el oído, sensación de malestar general; enrojecimiento y tumelación leve a intenso de las amígdalas y voz abotargada. H) Poliomelitis • • • • • Polio, parálisis infantil, enfermedad de HeineMedin Período de incubación: 7-18 días. Vacuna: Sabin (virus atenuados, vía oral), Salk (virus destruidos, vía parenteral). Enf. viral infecciosa aguda, que en su forma grave afecta al sistema nervioso destruyendo a las motoneuronas de la médula espinal. La boca es la puerta de entrada de heces de personas enfermas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología • Sintomatología: Fiebre, cefalea, rígidez de la nuca, dolor en extremidades, malestar general, diarrea; luego viene un periodo asintomático de una semana de duración. Despues viene otra vez la fiebre, cefalea, rígidez de la nuca, disminución de la fuerza muscular hasta que se produce una dificultad para realizar el movimiento de la presión con la mano o aguantar la cabeza, parálisis flácida, es decir pérdida de la sensibilidad y movimiento, los músculos afectados son blandos y se hallan en estado de relajación completa. Esta parálisis matinal de aparición brusca se efectúa en diversas partes del cuerpo como las dos piernas (no se pone de pie) de la musculatura de la espalda, abdominal o toráxica hasta la parálisis facial de la deglución e inclusive respiratoria (lleva a la muerte). En agosto de 1991 se notifico en Pichanaki (caserío de Cangayo, Ayacucho) el último caso confirmado de polio del Perú y de América. 57 sobreviene una orquitis dolorosa (puede llevar a la esterilidad). L) Rabia • • Período de incubación: 10 días-12 meses. Síntomas Después de ser mordido por un animal rabioso se presenta fiebre ligera, cefalea, estados de pánico, alteración en la deglución y transtornos respiratorios, respiración jadeante, espasmos de musculatura faringea, hiper-sialorrea (flujo exagerado de la saliva); con frecuencia la persona muere por asfixia o parálisis. Vacuna: para perros (cepa de Flury), para seres humanos (cepa de virus de ratón lactante). Editorial • I)Sarampión • • Período de incubación de 9 a 11 días. Enfermedad aguda muy contagiosa que se caracteriza por erupción (exantema) en piel prominente, maculopapular (manchas y sólidas) que comienzan en cabeza, tórax; se relaciona con fiebre, tos coriza (catarro), conjuntivitis, manchas de Koplick en la boca (ulceraciones blanco azulosas que aparece en la mucosa bucal). Las manchas de Koplick son patagnomónicas (signo que al apreciarse ya se diagnostica la enfermedad) del sarampión. J)Leucemia • • • • Aumento maligno de leucocitos. El número de glóbulos blancos aumenta entre 20 y 30 veces en relación con el valor normal. Los leucocitos tumorales presentan su función alterada; a pesar de su gran número no son capaces de ofrecer al enfermo una protección adecuada frente a las infecciones. Síntomas: Inflamaciones y hemorragias en la boca y faringe; aumento de ganglios linfáticos del cuello, axilas, ingle, bazo; anemia severa. K) Paperas • • • Parótidis. Período de incubación: 8-28 días. Síntomas: Fiebre (39°C), lenta tumefacción de glándula parótida que se reconoce por hinchazón de parte posterior de mejilla con elevación típica del lóbulo de la oreja, otalgia; unos días después aparece tumefacción de la glándula parótida del lado contrario, como consecuencia se produce una pancreatitis y en varones a partir de la madurez • M)Dengue • • Enfermedad rompe huesos. Transmitido por mosquito Aedes, presenta cefalea, ictericida, temesis (vómitos negros), hemorragias de encías, hepatomegalia, melenas (hemorragia que sale por el ano). N)SIDA (Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida) • También llamada “Peste rosa”, “Mal del Apocalipsis”. • Ocasionado por un virus llamado VIH (Virus LAV, HTLV). • Es una enfermedad ocasionada por el VIH–1 y el VIH-2, responsables de bajar nuestras defensas inmunológicas y estar propensos a enfermedades oportunistas. • El VIH se caracteriza por: 1. Es ribovirus 3. Es lentivirus 2. Es retrovirus4. Es inmunoinvasor (linfocitos CD4) • Vías de contagio: 1. Sexual 3. Transplacentaria (perinatal) 2. Sanguínea • Síntomas y signos: 1. Inflamación de ganglios linfáticos. 2. Erupciones en la piel. 3. Manchas rojas en la piel. 4. Transtornos del sistema digestivo y nervioso. 5. Fiebre. 6. Dolor de garganta. 7. Cansancio inexplicable. 8. Sarcoma de Kaposi. • Diagnóstico: 2. Webster Blood 3. P.C.R. 1. ELISA • Tratamiento: 1. AZT (azidotimidina) 3. DDC (zalcitabina) 2. DDI (didanodina) • Profilaxis Según la OMS: Solteros: usar condón. Casados: ser monógamos. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 59 TAXONOMÍA MODERNA TAXONOMÍA Disciplina de la Biología encargada de la dosificación de los seres vivos, desarrollada a base de las relaciones o característica que presentan en común. Robert Whitltaker, en 1969, plantea la clasificación en 5 reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. en el suelo, estas son de importancia ya que favorecen al absorción de este elemento por parte de las plantas superiores. Dentro de estas bacterias, tenemos: las bacterias amonificantes, las bacterias nitrificantes y las bacterias fijadoras de nitrógeno. b)Estructura bacteriana típica •La cápsula Es la cubierta externa, constituida por polisacáridos (derivados de la celulosa). La cápsula es una protección contra la fagocitosis. •La pared celular En las bacterias gram positivas está compuesta principalmente por peptidoglucano y ácido teicoico. En las bacterias gram negativas la pared celular incluye capas de péptidoglucano, lipoproteínas, lipopolisacáridos y la membrana externa. La pared celular brinda protección osmótica a la célula y actúa como antígeno bacteriano. Editorial REINO MONERA Son microorganismos procarióticos, unicelulares o coloniales, de nutrición autótrofa o heterótrofa, con división simple o directa. Algunos tienen la propiedad de formar esporas, que son estructuras resistentes a condiciones adversas (falta de nutrientes, agua). Clasificación En la actualidad, los estudios de taxonomía molecular han permitido establecer dos líneas generales de la filogenia procariótica: - Arqueobacteria ancestral y sus formas actuales. - Eubateria ancestral y sus formas actuales. Algunos intentan separar a las arqueobacterias en un reino aparte, por las características particulares que presentan, mientras que todas las eubacterias seguirían formando el reino Monera. EUBACTERIAS Termoacidófilos ARQUEOBACTERIAS Antecesor común EUBACTERIAS Metanógenos Halobacterias Bacterias verdes Bacterias purpúreas Cianobacterias Otras bacterias. •La membrana citoplasmática Está constituida por una bicapa lipídica y por proteínas integrales y periféricas. Se caracteriza por carecer de colesterol y de otros esteroides. •Los mesosomas Son invaginaciones de la membrana citoplasmática. Existen dos tipos de mesosomas: mesosomas de tabique y mesosomas laterales. Mesosoma de tabique. Sirve como punto de fijación del cromosoma bacteriano. Permite su segregación durante la división amitótica. Mesosoma lateral. Presenta la cadena transportadora de electrones, para la síntesis de ATP. • Las fimbrias o pili Son apéndices cortos y delgados, de naturaleza proteica, encargados de la adherencia de las bacterias simbióticas a las células del huésped (pili ordinarios) o de la adherencia entre bacterias donadoras y receptoras durante la conjugación (pili sexuales). Los pilis están compuestos de la proteína pilina. • Los flagelos Son de naturaleza proteica, están compuestos por la proteína globular llamada flagelina. Se encargan de la locomoción bacteriana. a)Importancia •Importancia ecológica Las bacterias participan como desintegradoras (microconsumidoras) en los ecosistemas. Se encargan de descomponer proteínas, grasa, carbohidratos y otros compuestos orgánicos complejos que constituyen los cuerpos vegetales y animales. Es decir que transforman la materia orgánica en inorgánica, devuelven al suelo las sustancias simples necesarias para su fertilidad, o sea para que las plantas verdes elaboren su alimento. •Importancia agrícola Existen algunas bacterias que intervienen en las transformaciones de compuestos nitrogenados •El citoplasma - Ribosomas. Se trata de partículas nucleoproteicas compuestas por ARN y proteínas. Tienen un valor de sedimentación 70S y están constituidos por subunidades 50S y 30S. Se encargan de la síntesis de proteínas. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 60 Banco de ejercicios -Sustancia de reserva. La principal sustancia de reserva es el glucógeno (polímero de glucosas). •Laminillas fotosintéticas Son invaginaciones de la membrana citoplasmática, presentes solo en las bacterias fotosintéticas. Se encargan de la fase luminosa de la fotosíntesis. Presentan solo Fotosistema I, donde se localiza el principal pigmento fotosintético llamado bacterioclorofila A. La fotosíntesis es anoxigénica, no libera oxígeno. •El nucleoide Es la región constituida por una molécula de ADN circular desnudo (cromosoma circular). Se dice que es desnudo porque carece de proteínas histonas. El ADN circular se fija al mesosoma de tabique, está formado por dos cadenas antiparalelas y complementarias. Es polianiónico y está estabilizado por iones de magnesio (Mg+2). CIANOBACTERIAS A)Importancia •Ecológica Las cianofitas son productoras de alimentos, realizan fotosíntesis oxigénica, oxigenan la atmósfera favorecienda la regeneración de la capa de ozono. •Agrícola Existen cianofitas del género Nostoc y del género Anabaena, encargadas de fijar nitrógeno atmosférico (N2), enriqueciendo el suelo para el cultivo. •Alimenticia En los andes peruanos algunas especies son comestibles como el Nostoc sp “cushuro”. Editorial c)Nutrición Algunas son autótrofas fotosintéticas (con luz solar) o quimiosintéticas (con energía química). Otras son heterótrofas saprobióticas (desintegradoras) o parásitas (patógenas). d) Reproducción • Reproducción asexual Las bacterias se reproducen por división celular simple y directa. Un proceso de fisión binaria que produce clones de células genéticas idénticas. Es rápida (15-20 minutos) • Reproducción parasexual Son procesos de recombinación genética que favorecen la extraordinaria adaptabilidad de la bacteria al medio ambiente o condiciones adversas, (antibióticos). Conjugación. Proceso por el cual dos cepas diferentes de una bacteria se unen, durante aproximadamente 1 hora y una de ellas transfiere un plásmido (ADN) a la otra. Reproducción asexual Celula madre Reproducción parasexual Conjugación Bacteria donadora Plásmido Citocinesis Replicación de ADN Pili sexual Bacteria receptora Células hijas (clones) B) Estructura de cianobacteria (cianofita) •Vaina mucilaginosa Está compuesta por sustancias pécticas. Favorece el movimiento del alga. • Pared celular Está compuesta por péptidoglucano y en algunos casos presenta celulosa. • Membrana citoplasmática Lipoproteica, carente de esteroles. Se invagina para formar laminillas fotosintéticas. •Laminillas fotosintéticas o tilacoides Presentan fotosistemas I y II. La fotosistemas contienen como pigmentos a los carotenoides (caroteno b), las ficobilinas llamadas ficoeritrina (roja) y ficocianina (azul); y la clorofila A. La fotosíntesis es oxigénica, es decir libera oxígeno molecular. •Citoplasma Presenta dos regiones: el cromatoplasma y el centroplasma. En el cromatoplasma se localizan las laminillas fotosintéticas, los ribosomas 70S, vesículas gasíferas y las sustancias de reserva: almidón cianofíceo y cianoficina. •Nucleoide Es la región en la cual se ubica el ADN circular desnudo (cromosoma único). C)Nutrición Todas son autótrofas fotosintéticas del tipo oxigénicas, la mayoría además tiene la capacidad de fijar nitrógeno para elaborar sus proteínas, de ahí su importancia en la alimentación. D) Reproducción Las formas unicelulares se dividen por fisión binaria amitótica. Las colonias no filamentosas se reproducen por fragmentación. Fragmentación Las algas filamentosas se pueden fragmentar en puntos especiales llamados Discos de Separación (discos bicóncavos compuestos por material mucilaginoso) o en los lugares donde Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología se encuentran los heterocistos. Los fragmentos formados se denominan hormogonios. E) Resistencia Esporulación Formación de células de paredes gruesas, resistentes al calor y al desecamiento. Las esporas pueden ser acinetos o heterocistos. - Acinetos. Son células vegetativas modificadas que han aumentado de volumen por acumulación de almidón cianofíceo y cianoficina. Presentan pared gruesa y se encuentran en estado de reposo. Conserva al organismos a través de un período de condiciones desfavorables. - Heterocistos. Son células que fijan nitrógeno. Presentan pared gruesa y constituyen puntos de fragmentación. 61 a)Los sarcodinos El phylum Sarcodina consta de protozoarios que se mueven por medio de extensiones del citoplasma llamadas pseudópodos. Los pseudópodos son proyecciones que se utilizan en la locomoción y en la alimentación (por fagocitosis). Los sarco-dinos se encuentran en agua dulce, estanques y lagos. Algunas especies viven en los océanos. Además de los rizópodos, grupo al cual pertenecen las amebas, tenemos a los radiolarios y los foraminíferos. Los radiolarios tienen una concha cristalina compuesta de sílice. Un foraminífero tiene una concha hecha de carbonato de calcio. La entamoeba histolytica es el agente causal de la disentería amebiana. La población se contagia al beber agua o al comer alimentos contaminados con aguas fecales. Editorial Pseudópodo Membrana citoplasmática DOMINIO EUCARIOTA: REINO PROTISTA (Protozoarios y algas) Vacuola contráctil Vacuola alimenticia Núcleo Protozoarios (proto = primero, zoo = animal) 1. Definición Organismos unicelulares heterotróficos de nutrición saprobiótica, holozoica fagocítica o parasítica; a pesar de su simplicidad, presentan gran adaptabilidad que explica su éxito evolutivo, de forma que se le encuentra en gran variedad de ambientes; en el suelo, en el agua dulce, en el fondo del océano, en la materia orgánica en estado de descomposición. Muchos nadan y viven libremente, mientras que otros son parásitos estrictos, con una marcada especificidad por los animales que infectan. Antiguamente eran llamados animales unicelulares. Numerosos protozoos han desarrollado la capacidad de formar estructuras de resistencia a períodos desfavorables, como la falta de agua y alimentos, estas estructuras son de quistes. Los quistes también permiten la dispersión de los protozoos. La forma activa de los protozoos patógenos en el interior de su hospedero se denomina trofozoito. Mitocondria Entamoeba histolytica (parásito intestinal) b)Los ciliados El phylum Ciliata se compone de organismos unicelulares que se movilizan mediante estructuras parecidas a pestañas vibrátiles denominadas cilios. Su alimento son bacterias. Cada ciliado tiene uno o más núcleos grandes llamados macronúcleos; y uno o más núcleos pequeños llamados micronúcleos. El macronúcleo es el centro de control activo de la célula. El micronúcleo es importante en la conjugación (mecanismo de reproducción parasexual). El paramecio está mucho más especializado que una ameba para captar y digerir su alimento. El citostoma (boca) es una región a través del cual ingresan los alimentos por el movimiento de los cilios y luego hacia la citofaringe donde se realiza la fagocitosis. Las partículas no digeridas son eliminadas por el citopigio o poro anal. Alimento Vacuola contráctil 2. Clasificación Se establece de acuerdo a la estructura de locomoción que posee, así tenemos: sarcodinos con pseudópodos, ciliados con cilios, flagelados con flagelos y los esporozoarios que son los únicos que carecen de estructuras de locomoción. Citostoma Macronúcleo Citofaringe Micronúcleo Vacuola alimenticia Citopigio Cilios Paramecium caudatum (protozoo de vida libre) Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 62 Banco de ejercicios c) Los flagelados Protozoarios con uno o más flagelos largos (con o sin membrana ondulante) utilizados para su locomoción y captura de alimento. Algunos flagelados son de vida libre y otros son parásitos. Los miembros del género Trypanosoma (T. Cruzi) causan el mal de chagas en los seres humanos. Otro flagelado del género Giardia (G. Lamblia), causa ciertos desórdenes intestinales (mala absorción) en los seres humanos, principalmente en niños. T. Cruzi a menudo invade el tejido cardiaco produciendo la muerte. Los síntomas recurrentes que afligieron a Charles Darwin durante gran parte de su vida, parecen ser debidos al mal de chagas, que pudo haber contraído durante su viaje por Sudamérica. La especie Trichomonas vaginalis es un parásito de la vagina y del tracto genital en el hombre, es transmitida por relaciones sexuales. ALGAS 1. Definición Las algas viven en agua dulce o salada, en superficies rocosa o sobre árboles. Son importantes como fuente de alimento, casi toda la fotosíntesis en el mar, y la mayor parte de la que tiene lugar en agua dulce está a cargo de las algas, constituyendo el inicio de las cadenas alimenticias en dichos lugares. Editorial Flagelo (9 + 2) Giardia lamblia (parásito intestinal) membrana ondulante Núcleo Flagelo (9 + 2) Trichomonas vaginalis (parásito vaginal) d)Los esporozoarios El phylum Sporozoa se compone de protozoarios inmóviles, parásitos que en alguna parte de su ciclo de vida forman muchas células pequeñas llamadas esporas. Todos los esporozoarios pasan por un ciclo de vida complejo, que incluye pasar de un hospedero a otro. En la reproducción de muchos esporozoarios, la etapa sexual o etapa formadora de esporas, alterna con una etapa asexual. Los esporozoarios más conocidos son los miembros del género Plasmodium, el cual incluye al organismo que causa la malaria y el Toxoplasma gondii transmitido por quistes y las heces de gatos infectados. Los seres humanos somos huéspedes de cuatro especies de Plasmodium, de los cuales P. Falciparum es el agente más grave, causante del maligno paludismo terciario. Debido a que los mosquitos transmisores (Anopheles) han desarrollado una resistencia a los insectidas y el Plasmodium a los fármacos contra el paludismo, esta enfermedad permanece y persiste amenazante, especialmente en regiones tropicales. 2. Clasificación Las algas se clasifican teniendo en cuenta los pigmentos de sus plástidos, la sustancia de reserva y los componentes de su pared celular; así tenemos: a) Euglenofitas Representa a un pequeño grupo de algas unicelulares mixótrofas que se encuentran principalmente en el agua dulce. Contienen clorofila y almacenan carbohidratos en forma de paramilón. Las células carecen de pared pero la membrana se halla reforzada por una película proteica. Un organismo representativo es la Euglena, se caracteriza por ser una célula alargada con un núcleo y numerosos cloroplastos en el citoplasma, presentan movilidad gracias a un flagelo llamado emergente que parte del extremo anterior de la célula, el cual les permite impulsar la célula a través del agua. Aparte de ser fotosintético, este organismo puede absorber nutrientes orgánicos del medio y puede vivir sin luz, es decir, de nutrición mixta (mixótrofas). Mancha ocular Cloroplasto Núcleo Flagelo (9 + 2) Euglena viridis (alga de agua dulce) b) Pirrofitas Esta división consta exclusivamente de formas marítimas unicelulares llamadas dinoflagelados. La palabra “pyrro” significa “fuego” y fue la coloración rojiza de muchas especies lo que inspiró sin lugar a dudas el nombre del grupo. Al mismo pigmento rojo se le debe el término marea roja, fenómeno relacionado con las proliferaciones explosivas de dinoflagelados que se registran de vez en cuando en nuestras costas. Las toxinas Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología liberadas por estos microorganismos matan grandes cantidades de peces y mucha especies de invertebrados. En general los dinoflagelados cuentan con un par de flagelos situados a lo largo de unos surcos opuestos, presentes en sus gruesas paredes celulares. Los plastidios cafés de las formas fotosintéticas contienen clorofila y diversos carotenoides; estos organismos producen almidón como moléculas de almacenamiento de nu-trientes y sus paredes celulares son de celulosa. Muchas especies de dinoflagelados presentan bioluminiscencia y emiten una luz verde o azul. Ejemplos: Noctiluca, Glenodinium, Ceratium, Gymnodinium y Gonyaulax. 63 d) Feofitas (algas pardas) La mayoría de algas café o pardas son pluricelulares y constituyen la mayor parte de las algas marinas que se ven en las costas de los mares templados y fríos, al igual que los crisofitas, además de la clorofila presentan el carotenoide fucoxantina. Asimismo, guardan sus calorías en forma de aceites y del polisacárido laminarina. Estas algas pueden alcanzar dimensiones gigantescas, pues no son raros los sargazos de más de 50 metros de largo. Su cuerpo tiene rizoide, taloide y filoide en esta última parte se encuentran unas cámaras de aire denominadas neumocistos, con lo cual flotan en la superficie. Su pared celular celulósica contiene además un carbohidrato llamado algina, que gelifica y espesa, por lo que se le usa en la fabricación de dulces, pasta dental y cosméticos. Ejemplos: Nereocystis, Laminaria, Fucus, Sargassum. Editorial Epiteca Hipoteca Neumocisto Flagelos (9 + 2) Filoide Gymnodinium (alga de la marea roja) c) Crisofitas Esta división de los protistas algáceos está integrada por las diatomeas (las más abundantes). Además del pigmento clorofila presentan un pigmento carotinoide amarillo parduzco (fucoxantina), que les da su color característico, y almacenan su alimento en forma de grasas, aceites y polisacáridos. Sus paredes además de celulosa presentan sílice hidratado. Las diatomeas están cubiertas por una doble coraza, cuyas mitades ensamblan una sobre la otra. Los restos de paredes celulares, a base de sílice, forman sedimento en el fondo de los océanos, que por movimientos geológicos se elevan a la superficie, y se extrae la tierra de diatomeas, que se emplean en la fabricación de ladrillos refractarios, filtros y abrasivos (pasta dental con tierra de diatomeas). Nódulo terminal Rafe Nódulo central Pared silificada Diatomeas (Algas microscópicas de ambientes marinos) Cauloide Disco de fijación Nereocystis (alga pluricelular) Fucus (alga pluricelular) e) Clorofitas (algas verdes) Presentan clorofila y carotenoides, almacenan almidón, son las más diversas de todas las algas, existen algas verdes unicelulares llamadas Chlamydomonas de agua dulce, tienen un solo cloroplasto que contiene pirenoide productor de almidón. Otras algas verdes son coloniales como la Pandorina y Volvox. Las colonias difieren de organismos multicelulares auténticos en las que las células individuales preservan en las colonias un alto grado de independencia. La multicelularidad verdadera se ve en algas verdes como la Spyrogyra y la Ulva (lechuga de mar). f) Rodofitas En su mayoría las algas rojas son especies marinas que se encuentran a mayor profundidad (100-200 metros de la superficie). Contienen clorofila, pero su color rojo se debe a la presencia del pigmento secundario ficoeritrina. Todas las rodophytas son pluricelulares y se reproducen por mecanismos sexuales y se observa alternancia de generaciones. Su cuerpo tiene rizoide, taloide Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 64 Banco de ejercicios y filoide. En su pared celular se presenta celulosa. El agar, que se utiliza en medios de cultivos para estudiar bacterias, se extrae de algas rojas, Gelidium y Gracilaria. Otras llamadas coralinas, fijan calcio de agua de mar, en forma de carbonatos. Varias algas se utilizan como alimento, por ejemplo Porphyra, que es la base para preparar el nori, un plato japonés muy apreciado. El porcentaje de proteínas en estas algas es elevado, se debe promover su consumo en forma natural o procesado. En algunos países son usados como forraje para animales. celulares), esta masa es denominada plasmodio. Este plasmodio se desplaza lentamente por el sustrato envolviendo e ingiriendo bacterias y otras partículas orgánicas. 2.Hongos verdaderos Comprenden tres clases naturales: Ficomycetos, Ascomycetos y Basidiomycetos, más un grupo artificial Fungi imperfecti (Deuteromicetos). a) Ficomycetos (hongos algales) Son cenocíticos y más o menos filamentosos. Forman numerosas esporas en un esporangio. Los grupos más importantes de Ficomycetos lo constituyen los Oomycetos y los Zygomycetos. • Oomycetos La celulosa es el constituyente principal de su pared celular. - Mohos Acuáticos (Saprolegnia sp). Frecuentes en agua dulce. La mayoría la encontramos en la materia putrefacta, pues algunos son parásitos de organismos acuáticos variables. - Mohos terrestres. La mayoría son parásitos. • Zygomycetos No presentan flagelo de ningún tipo. La reproducción sexual implica fusión de gametangios multinucleados, produciéndose así una cigóspora multinucleada (2n) que hace meiosis. De la cigóspora crecen uno o más esporangióforos con esporangio en la punta, de donde salen esporas haploides, las que inician el ciclo asexual. - Rhizophus nigricans. “Moho negro del pan”. Por lo general es saprófito, aunque también es un parásito de plantas, como por ejemplo de fresas. Ciertos componentes químicos, como el propionato de calcio, tienden a retardar el deterioro del pan, debido a su acción sobre estos hongos. Editorial ¡Recuerde! Reino Protista Protozoarios Algas Subreino Nutrición Heterótrofa Autótrofa Ausente Presente Pared celular Clorofila Ausente Presente Unicelulares, Organización celular Unicelulares coloniales y pluricelulares. Algunos Ninguno Parásitos REINO FUNGI: LOS HONGOS Definición Los hongos presentan células que poseen paredes celulares, esta pared suele presentar quitina y celulosa como sus principales componentes. Pueden ser unicelulares o multicelulares. Algunos viven en simbiosis con otros seres vivos; así con algunas algas forman los líquenes, el hongo proporciona humedad y soporte, el alga proporciona alimento fotosintetizado. En otros casos el hongo se asocia a raíces de plantas formando las micorrizas. El hongo tiene un cuerpo formado por filamentos denominados hifas, que en conjunto forman el micelio. Se reproducen mediante esporas, las cuales pueden ser sexuales o asexuales. A la etapa sexual se le conoce como etapa perfecta, y a la etapa asexual como etapa imperfecta. Clasificación Encontramos dos grupos de hongos, los myxomycetes (hongos mucosos) y los eumycetes (hongos verdaderos). 1.Hongos mucosos Son hongos amiboides y holozoicos. Están constituidos de una masa de protoplasma (en la cual los núcleos no están separados por paredes Esporangio Esporas Esporangióforo Micelio Hifa Cenocítico (sin tabique) Núcleo Estructura de un hongo ficomiceto b) Ascomycetos Son hongos en los cuales las esporas sexuales (ascorporas) son pocas (8) y son producidas en Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología un esporangio llamado asca. Este término se deriva de la planta griega askos, que significa vejiga, saco o recipiente. Los ascomycetes con frecuencia reciben el nombre de hongos de saco. Su cuerpo fructífero toma el nombre de ascocarpo. Son filamentosos septados, pero los segmentos delimitados por las septas con frecuencia contienen uno o muchos núcleos, y cada septa comúnmente presenta una abertura central por la que puede pasar el citoplasma y a menudo los núcleos. Se presentan como saprófitas o parásitas (de plantas o insectos) en hábitat terrestres de todo el mundo. •Levaduras Son unicelulares, producen ascas solitarias. La mayor parte se anidan en dos células desiguales al principio, por un proceso llamado gemación. Las levaduras tienen importancia económica, debido principalmente a las fermentaciones que muchas de ellas efectúan, liberando alcohol y dióxido de carbono como productos finales. Saccharomyces cerevisiae. Hongo utilizado tanto para la elaboración de la cerveza y pan. Con la fermentación alcohólica se forma CO2 y etanol en la elaboración de cerveza. En la elaboración de pan el CO2 queda atrapado en la masa de harina y hace que esta se infle, en el horno el etanol se evapora y la levadura muere. •Neurosporas (Neurospora sp) Muchos saprofíticos, con conidios de color rosado, siendo llamados algunas veces “mohos rosados del pan”. Se utiliza muchas veces para estudios genéticos, debido a su cultivo fácil y rápida reproducción; además de la ventaja de realizar procesos de fusión nuclear y de división reduccional en el asca. 65 c) Basidiomycetos Son hongos en los cuales las esporas sexuales (basidiósporas) son producidas en el exterior de una estructura llamada basidio. Cada basidio produce un número pequeño y por lo general reducido de basidiósporas (típicamente cuatro), pero en determinadas circunstancias, una vez que las primeras basidiósporas han sido liberadas, se producen otras más. El basidio tiene más o menos la forma de un mazo. El cuerpo fructífero de los basidiomycetos se denomina basidicarpo. Las hifas de ordinario son septadas, pero típicamente las septas son incompletas, teniendo un poro central a través del cual puede pasar el citoplasma y algunos núcleos. En este aspecto los Basidiomycetes se parecen a los Ascomycetes. Se presentan como saprófitas o parásitas, de manera principal en plantas vasculares en hábitats terrestres de todo el mundo. Los carbones y las royas no tienen cuerpo fructífero definido, mientras que las setas presentan cuerpos fructíferos bien desarrollados. Editorial Asca Ascocarpo Ascos- pora Micelio Hifa tabicada Núcleo Estructu- ra de un hongo Ascomiceto • Royas Son parásitas que atacan a los helechos, coníferas y plantas con flores. Para completar su ciclo, muchos requieren de más de un hospedero. Ocasionan enfermedades muy destructivas en plantas agrícolas de importancia económica, tales como el trigo. Roya del tallo del trigo (roya roja o roya negra), causada por Puccinia graminis. •Carbones Afecta principalmente a las flores de trigo, avena y maíz. •Setas (hongos de sombrero) Producen un cuerpo fructífero bien definido con un pedicelo y una sombrilla. El himenio es producido en la parte inferior de la sombrilla que más técnicamente se llama píleo. De manera típica al lado inferior de la sombrilla está dividida en muchas placas delgadas más o menos paralelas y verticales, llamadas laminillas que salen en forma radial del estipe, al margen del píleo. Son saprófitos, presentándose de manera especial en suelos ricos en materia orgánica en pudrición. Muchos son comestibles y son considerados como platillo exquisito (“champiñón”, Agaricus campestris), pero otros son venenosos (Boletus satanus) en extremo; algunos son tan virulentos que una pequeña porción de 1 cm puede ser fatal. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 66 Banco de ejercicios •Hongos de repisa Presentan tendencia a crecer sobre madera. El cuerpo fructífero forma una repisa maciza sobre el árbol o trozo de madera. Viven sobre árboles vivos o muertos, aunque solo atacan al tejido muerto, pueden contribuir a la muerte de ciertos tejidos, trayendo como consecuencia la muerte del árbol. Con frecuencia causan serios daños a árboles maduros y también a la madera que se conserva húmeda o en contacto con el suelo. Estos hongos, junto con ciertos ascomycetes desempeñan un papel vital en la recirculación de materiales, tan esencial en el mantenimiento del equilibrio en la naturaleza. DOMINIO EUCARIOTA: REINO ANIMALIA TAXONOMÍA ANIMAL Se encarga de clasificar a los organismos animales por su parentesco, separarlos por sus diferencias y darles su nombre. Actualmente se ha descrito más de un millón de especies animales y quizá todavía hay varios millones por describirse. 1.Criterios de clasificación animal Editorial Sombrero Laminilla Basidio Pedúnculo Hifa Basidiospora Núcleo Hifa Septada Hongo Basidiomiceto. •Hongos imperfectos (deuteromycetos) No es un grupo taxonómico real, sino más bien una clase artificial. Son hongos cuya etapa de reproducción sexual es desconocida. Su reproducción asexual es por conidios (konis = polvo). Cuando se descubre la etapa perfecta de un hongo que antes había estado incluido en los fungi imperfecti (hongos imperfectos), es transferido a la clase que le corresponde. Los géneros imperfectos Aspergillus y Penicilium (penicillium = cepillo de pintor) son muy comunes. De este grupo se ha encontrado la etapa perfecta sólo para una pequeña parte, resultando del grupo de los ascomycetos, aunque algunos son basidiomycetos. Algunas especies de penicillium producen antibióticos (penicilina), otros dan sabor a los quesos. El aspergillus se emplea para elaborar ácido cítrico. El penicillium y aspergillus tienen conidios en forma esférica que se producen en los extremos de ramas con aspecto de dedos. Posee micelio tabicado. Otros hongos son dermatofitos que habitan en la piel humana, tales como Tricophyton sp que ocasiona el pie de atleta. 1.1 Organización tisular Los animales pueden ser Parazoarios y Metazoarios. a) Parazoarios (Parazoos) Organismos sin tejidos diferenciados, carecen de órganos y sistemas. Son los animales más simples, carecen de tejido y el cuerpo está constituido por asociación de células con funciones propias. Son animales de vida acuática sésil. Ejemplo: Poríferos. b) Metazoarios (Metazoos) Son organismos con tejidos y órganos especializados, entre los cuales tenemos: celentéreos, platelmintos, nemátodos, moluscos, artrópodos, anélidos, equino-dermos y cordados. 1.2Desarrollo embrionario El desarrollo embrionario tiene etapas claramente definidas. Así tenemos: a)Activación Inicia con la fecundación o unión del espermatozoide con el óvulo. La activación está marcada por una reorganización final de los componentes citoplasmáticos y el inicio del metabolismo de las sustancias de reserva. b)Segmentación Es una rápida serie de divisiones mitóticas que sufre el huevo o cigote sin que entre ellas se produzca crecimiento celular, produciendo a las llamadas blastómeras, ellas van a formar una masa sólida denominada mórula (aprox. 32). c) Blastulación Aumenta el número de células, y la mórula se dilata para formar una esfera hueca, de una sola capa de células y una cavidad central (blastocele); a este estadio se denomina blástula. d) Gastrulación En todas las especies, las células comienzan a variar de tamaño y de intervalo de tiempo entre las divisiones; el crecimiento irregular que resulta hace que la blástula se voltee de Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología dentro hacia afuera, para formar el estadio de gástrula. Este estadio se caracteriza por el surgimiento del arquenterón o intestino primitivo, siendo el primer órgano que aparece en el embrión. La pared de la gástrula tiene inicialmente dos células de espesor, una capa externa (el ectodermo) y una capa interna (el endodermo). A medida que la gástrula aumenta de tamaño, una tercera capa denominada mesodermo, se forma entre el ectodermo y el endodermo. Todos los tejidos corporales se desarrollarán a partir de estas tres etapas germinales primarias. 67 se realiza un corte a lo largo de su eje medio (por lo menos en sus fases larvarias). 1.7Según la metamería La metamería es la repetición seriada de segmentos del cuerpo, similares, a lo largo del eje longitudinal. Cada segmento se llama metámero, o somita. 2. PRINCIPALES PHYLUM DE LOS ANIMALES 2.1 Phylum Porífera Comprende a las esponjas. Son los animales de organización más simple; carecen de tejidos, el cuerpo está constituido por la asociación de células con funciones independientes. Son organismos de vida acuática, sésiles (se mantienen fijos) en su fase adulta. El cuerpo presenta una gran cantidad de aberturas o poros y conductos internos, a través de los cuales se moviliza agua constantemente. No poseen órganos y las funciones vitales (nutrición, excreción e intercambio gaseoso) son realizadas por cada célula. Ejemplo: leucosolenia, etc. Editorial 1.3Según las capas embrionarias De acuerdo al desarrollo embrionario a los organismos animales, por lo tanto, se les puede clasificar en: a) Organismos diploblásticos Son aquellos que en su desarrollo embrionario forman dos hojas embrionarias: el ectodermo y el endodermo. Ejemplo: Celentéreos. b) Organismos triploblásticos Son aquel grupo de organismos que durante su desarrollo embrionario presentan tres hojas embrionarias (ectodermo, endodermo y mesodermo). Ejemplo: Platelmintos, Nematelmintos, Moluscos, Artrópodos, Anélidos, Equinodermos y Cordados. 1.4Según la formación del celoma Una de las innovaciones más significativas en el curso de la evolución animal, fue la formación de una cavidad del cuerpo denominado celoma; el mecanismo por el cual esta cavidad corporal surge tiene significado filogenético. Así tenemos a los acelomados (sin celoma), celomados (con celoma) y los pseudocelomados (con falso celoma). 1.5Según el destino del blastóporo Cuando el orificio de la blástula se convierte en ano, luego aparece la boca; por eso se les denomina también deuterostomados (después la boca). Cuando el orificio de la blástula forma la boca, se les denomina protostomados (primero la boca). 1.6Según su simetría En la simetría canal, las estructuras similares están dispuestas de una manera regular, en torno a un eje central. En la simetría bilateral el cuerpo es dividido aproximadamente en dos mitades –derecha e izquierda– idénticas cuando 2.2 Phylum Celentéreos (Cnidarios) Son de vida acuática, algunos sésiles en su fase adulta (anémonas). El cuerpo está formado por dos capas tisulares: la epidermis (externa) y la gastrodermis (interna), separados por una capa gelatinosa o mesoglea. Poseen tentáculos provistos de nematocistos, que son vesículas con sustancias urticantes. Las funciones básicas se llevan a cabo en la cavidad gastrovascular (celenterón). Se agrupan en: • Clase Hidrozoos: “Hydra”. • Clase Escifozoos: Aurelia aurita, “medusa”. • Clase Antozoos: “Anémonas de mar”. Hidra Medusa Anémona de mar 2.3 Phylum Plathelmintos (gusanos planos) Metazoos de simetría bilateral, acelomados, triploblásticos, con tubo digestivo ramificado sin ano. Algunos son parásitos y otros son de vida libre. Se agrupan en: - Clase Turbelaria: planarias (Dugesia). - Clase Céstodes: tenias (Taenia solium). - Clase Tremátodes: duelas (Fasciola hepática). Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 68 Banco de ejercicios Planaria Duela Tenia 2.4 Phylum Nemátodos (gusanos cilíndricos) Metazoos de simetría bilateral, cubiertos por cutícula, son pseudocelomados, algunos son parásitos en el hombre y en otros animales. Ejemplo: Enterobius vermicularis (oxiuros), Ascaris lumbricoides (lombriz intestinal), Trichinella spiralis (triquina). Son animales enterozoos, pues poseen tubo digestivo completo. b) Subphylum Mandibulados Clase Insecta. Insectos, con 3 pares de patas, un par de antenas y el cuero con 3 segmentos (cabeza, tórax y abdomen). Ejemplo: saltamontes, abeja, cucaracha, hormiga, etc. Clase Crustácea. Crustáceos, con 5 pares de patas, dos pares de antenas y el cuerpo con 2 segmentos (cefalotórax y abdomen). Ejemplo: cangrejo, camarón, copépodos. Editorial Nemátodo 2.5 Phylum Molusca (molus = cuerpo blando) Animales cubiertos externamente por una concha calcárea (CaCO3), segregada por la epidermis (manto). Son enterozoos de simetría bilateral, celomados con cabeza anterior y pie ventral. • Clase Gasterópodos (gaster = vientre, podos = pie). Caracoles. • Clase Bivalvos (concha con dos valvas), también llamados pelecípodos (pie de hacha). Almeja, mejillón, ostras, choro. • Clase Cefalópodos (cabeza desarrollada). Pulpo, calamar. • Clase Escafópodos (forma de bote, enterrado). Colmillo de mar. • Clase Poliplacóforos (varias placas en la concha). Quitones. Quitón Caracol Almeja Calamar 2.6 Phylum Artrópodos (patas articuladas) Metazoos, esterozoos, de simetría bilateral, celomados, cuerpo segmentado en cabeza, tórax y abdomen (separado o fusionado), exoesqueleto quitinoso con mudas periódicas. Presenta dos subphylum: a) Subphylum Quelicerados Con quelicero, un par de mandíbulas, uno o más maxilares. En este grupo destaca la clase Arácnidos: arañas, escorpiones, ácaros, garrapatas. Cangrejo de río Mantis religiosa Araña Escorpión 2.7 Phylum Anélidos (gusanos anillados) Animales metazoos, enterozoos con simetría bilateral, celomados, cuerpo segmentado en metámeros, provisto de quetas para la locomoción. Evolutivamente originaron a los insectos. • Clase Poliquetos (varias quetas). Nereis. • Clase Oligoquetos (pocas quetas). Lombriz de tierra. • Clase Hirudíneos (sin quetas). Con dos ventosas y con el anticoagulante hirudina. Sanguijuela. Lombriz de tierra Nereis Sanguijuela 2.8 Phylum Equinodermos (piel con espinas) Animales metazoos, enterozoos, simetría bilateral, celomados, cuerpo no segmentado, endoesqueleto rígido (calcáreo), con sistema vascular acuoso, pies externos en forma de tubo, todos son marinos. • Clase Crinoideos (cuerpo en forma de flor). Lirio de mar. • Clase Asteroideos (cuerpo en forma de estrella). Estrella de mar. • Clase Ofiuroideos (cuerpo con disco y 5 brazos alargados serpentinos). Ophiura. • Clase Equinodeos (cuerpo hemisférico con espinas). Erizo de mar. • Clase Holoturoideos (vermiforme). Holoturia, cohombro de mar, pepino de mar. Estrella de mar Erizo de mar Ophiura Cohombro de mar 2.9 Phylum Cordados (corda = cordón) Animales metazoos, enterozoos, con simetría bilateral, celomados, se caracterizan por tener un cordón nervioso dorsal tubular, el notocordio Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología y las hendiduras branquiales en la faringe. El notocordio es el principal órgano de sostén del cuerpo. a) Subphylum Tunicados Son de hábitat marino, presentan túnica que cubre el cuerpo; en estado larvario el notocordio se halla en la cola (algunos lo llaman urocordado), pero en el adulto se reabsorbe la cola (metamorfosis). Ejemplo: Ascidias “vejiga de mar”. 69 un hoyo e inyectan un anticoagulante que puede llegar a matarlo. Ejemplo: Lampreas Branquias Aleta caudal Boca circular (chupadora) Lamprea •Superclase Piscis - Clase Condricties (con esqueleto cartilaginoso). Son peces que se caracterizan por presentar boca ventral, escamas placoideas, aleta caudal heterocerca, de 5 a 7 pares de branquias, carecen de vejiga natatoria y nadan continuamente cerca a la superficie. Ejemplo: tiburones, rayas, mantarrayas, guitarras, torpedos. Editorial Roca Túnica Cerebro Atrióporo Atrio Ano Región Ventral: Ascidia Ojos laterales Región dorsal Aleta pectoral Hendiduras branquiales Ascidia b) Subphylum Cefalocordados Habitan en las costas tropicales y templadas, minan en la arena movediza, dejando al descubierto solo su extremo anterior. A veces emergen para nadar mediante rápidos movimientos del cuerpo que es puntiagudo en ambos extremos. Ejemplo: Branchiostoma. - Clase Osteicties (con esqueleto óseo). Son peces caracterizados por tener boca terminal, escamas cicloideas (principalmente), aleta caudal homocerca, 4 pares de branquias, con vejiga natatoria, y nadan tanto en la superficie y profundidades, son considerados peces modernos. Ejemplo: bonito, pejerrey, jurel. Aleta dorsal Notocordio Fosas olfatorias Caballito de mar Cirros bucales (boca) Aleta caudal Boca ventral Corazón Cordón nervioso Aleta dorsal Ano Anfioxus c) Subphylum Vertebrados Todos poseen cerebro anterior dentro de una caja craneana (craneados), y columna vertebral formada a partir del notocordio, que constituye el eje de soporte del cuerpo. Comprende a ciclóstomos, peces y tetrápodos. •Clase Ciclostomos (ciclo = circular, stoma = boca) Viven tanto en agua dulce como salada. No tienen escamas, tampoco mandíbula, su boca chupadora está rodeada de papilas carnosas, sus aletas son impares, de 6 a 14 pares de branquias. Las especies parásitas se adhieren a los peces por succión, empleando sus dientes bucales, excavan Boca terminal Aleta caudal Escamas Ojos laterales •Superclase Tetrápodos - Clase Anfibia. Animales de vida juvenil acuática. Pasan al estadio adulto mediante una metamorfosis, adaptándose al ambiente terrestre. Se clasifica en tres órdenes: – Orden Urodelos (con cola). Salamandra. – Orden Ápodos (sin patas). Cecilia. – Orden Anuros (sin cola). Presentan patas adaptadas paa el salto y formadas para emerger a la vida terrestre adulta. Sapos, ranas. Ojos dorsales Giba dorsal Boca patas saltadoras (tetrápodas) Piel delgada y húmeda Sapo Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 70 - Clase Reptilia. Son verdaderos animales terrestres, no necesitan regresar al agua para reproducirse, pues ponen huevos con cubierta calcárea resistente a la desecación igual que las aves. Sus cuerpos están cubiertos por escamas duras, secas, de naturaleza córnea que evitan la deshidratación, pero no sirve para la respiración. Son llamados poiquilotermos o de sangre fría, juntamente con los peces y anfibios, por su temperatura corporal variable a diferentes horas del día. Incluye las órdenes siguientes: – Orden Quelonios. Tortugas. – Orden Saurios. Lagartos, iguanas, camaleón. – Orden Ofidios. Culebras y serpientes. – Orden Cocodrilos. Caimanes y cocodrilos. La fecundación siempre es interna y generalmente el desarrollo del huevo también, de modo que paren crías vivas que durante su primera etapa se alimentan de la leche materna. Se clasifican en: – Aplacentados. Animales cuyas hembras no desarrollan placenta. Entre estos tenemos dos grupos: * Monotremas: mamíferos cuyas hembras ponen huevos que son incubados en el exterior. Ejemplo: ornitorrinco y equidna. * Marsupiales: mamíferos cuya hembra posee una bolsa o marsupio donde se desarrollan las crías embrionarias. Ejemplos: canguros, zarigüeya, koala. – Placentados. Animales cuyas hembras desarrollan placentas, lo cual facilita un mejor desarrollo de la cría. Ejemplo: Roedores, Primates, Ñagomorfos, Quirópteros, Carnívoros, Sirénidos, Cetáceos, Plantígrados, Proboscídeos, Artiodáctilos, Perisodáctilos, Edentados. Editorial Serpien- Tortuga Lagarto te Cocodrilo REINO PLANTAE Tetrápodos - Clase Aves. Son los únicos animales con plumas, todos son ovíparos; son considerados como descendientes directos de los dinosaurios. Las extremidades anteriores convertidas en alas y las posteriores en patas para caminar, nadar o fijarse. No todas vuelan; ejemplo: pingüinos y avestruces, etc.; algunas adaptaciones para el vuelo son los huesos livianos y unos sacos aéreos conectados a los pulmones. Se clasifican en: – Rátidas: sin quilla, corredoras. Avestruz, ñandú. – Carenadas: con quilla, voladoras. Águila, canario. ZBriofitas. No presentan sistema ] vascular. Ejemplo: Musgos hepá] ticos, Antocerotas. Z ]Pteridofitas. No presentan V ] ]semilla. Ejemplo: helecho, cola E ] ]de caballo, culantrillo de pozo. G ] Z ] E ] ] Gimnospermas. T [ Traqueofitas.]] ] Presentan semilla Presentan sis] desnuda. Ejemplo: Z A ] Monocotiledó[ ] ] tema vascular. L ] Esperma- ]] pino, cepres. ] ] neas. Ejemplos: E ] tofitas [ Angiospermas. ] m a í z , p a s t o , ] ] S ] ] ichu, cebolla. ] ] ] Presentan semillas [ ] ] cubiertas por fruta. ] ] ] Presentan flores. ]] Dicotiledóneas. ] ] ] ] Ejemplo: clavel, \ ] girasol, papa. \ \ \ DIVISIÓN BRIOPHYTAS 1. Generalidades Ave carenada (Águila) - Ave ratida (Avestruz) Mamíferos. Las características principales son: presencia de pelos y glándulas mamarias y la presencia de dientes especializados (incisivos, caninos, premolares y molares). Al igual que las aves mantienen la temperatura de su cuerpo constante y son llamados homeotermos o de sangre caliente. a)Sinónimo Arquegoniada. Asifonogama. Cormofita Primitiva. b)Descubridor Botánico inglés Samuel Frederick Gray. c)Etimología Bryon: musgo. d) Definición Son vegetales que se caracterizan por: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología Plantas verdes terrestres más primitivas. Sistema vascular rudimentario no lignificado. Presenta poros semejantes a las estomas. Presenta ciclo vital heteromótico: Esporofito: vida corta y parásita al gametofito. GAMETOFITO: forma predominante y de vida larga. Este gametofito puede ser: - Taloso. - Folioso. Presentando: - Rizoides: uni, pluricelulares. Fijan y absorben sustancia inorgánica disuelta en agua. - Tallo: subterráneo (Rizoma). -Aéreo: postrado o erguido. -Hojas: pequeñas de forma variable, según el órgano reproductor el gametofito puede ser: – Gametofito masculino. Presenta el anteridio (elabora los anterozoides). – Gametofito femenino. Presenta el arquegonio (elabora la ovocélula). • Las briofitas dependen del agua como medio en el cual el anterozoide nada hacia el óvulo. • Los embriones se desarrollan dentro del arquegonio, proporcionándole protección y nutrición. • Son plantas autótrofas de respiración aeróbica. e)Número 25.000 especies. f) Tamaño Macroscópicos pequeños. g)Hábitat Son vegetales de ambientes húmedos y sombreados, viven en: • Laderas húmedas. • Suelos húmedos. • Suelos pantanosos. • Rocas humedecidas. • Corteza de los árboles. • Madera podrida. • • • • • • • • • • 71 Número: 5 géneros y 300 sp. Descubridor: botánico francés Antoine Lauren de Jussieu. Comprende a las Briofitas más primitivas. Gametofito adopta forma talosa laminar con una cara dorsal (cara superior) y una cara ventral (cara inferior). La cara dorsal presenta Rizoides. La cara ventral presenta: Poros: Repletos de mucílago e invadidas por cianofitas. Esporofito: Verde, erecto y vive sobre el gametofito. Gametangios: Arquegonio y anteridio. Resto fósil: Naidita. Filogenia: Algas verdes Ejemplos: Anthoceros, dendroceros, phaeoceros, Megaceros, Notothylas Editorial 2. REPRODUCCIÓN • • Alternancia de generaciones. Esto significa que presentan: Fase Asexual: que produce esporas. Fase Sexual: que produce gametos. 3.CLASIFICACIÓN _ b b b ` b b b a a) Clase Antocerotas Presenta tres clases: b) Clase Hepáticas c) Clase Musgos a)Antocerotas • Sinónimo: Antocerotópsidas, Hepáticas corniculadas • • • b)Hepáticas • Sinónimo: Hepaticae, Marchantiopsida • Número: 180 géneros y 9.000 sp. • Son semejantes al hígado (de ahí su nombre). • Adoptan dos formas: Talosas: Anchas, lobuladas, aplanadas, con cara dorsal y ventral. La cara dorsal presenta rizoides unicelulares. La cara ventral presenta gametangios, existiendo: Gametofito Femenino: Alberga al Arquegonio Gametofito Masculino: Alberga al Anteridio Frondosas: (Cormoides) Incluye al grupo más numeroso de hepáticas. Son erguidas y ramificadas. Presentan dos filas laterales de hojitas normales y una fila ventral de hojitas reducidas: Anfigastros. Son eurihídricas (es decir soportan grandes variaciones de humedad). Cioroplastos discoidales sin pirenoides. Importancia: - Sphaerocarpus donnelli: Importante en genética. - Riccia fluitans: Usado en acuarios ornamentales. • Clasificación: La Clase Hepática presenta 4 órdenes: Orden Marchantiales Orden Sphaerocarpales Orden Jungermanniales Orden Calobryales c) Musgos • Sinónimo: Musci, Briopsida • Número: 15 órdenes y más de 80 familias. • Son la briofitas superiores más evolucionadas Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 72 Gametofito desarrollado, folioso con presencia de: Rizoides: filamentosas unicelulares, pluricelulares subterráneos. Hojas: pequeñas, ovaladas, alargadas, de extremos puntiagudos. Tallo; aéreo, erguido y subterráneo: Rizoma. • El gametofito puede ser de dos tipos: Gametofito filamentoso no gametoforo Gametofito maduro parenquimático gametóforo. Este presenta: Anteridio y Arquegonio. • Presenta esporofito no desarrollado, viviendo en forma parásita sobre el Gametofito. • Dicho esporofito consta de: seta y cápsula. • Reproducción: alternancia de generaciones. • Importancia: Sphagnum: - Se usa en jardinería como turba, con el objeto de aumentar la capacidad de retención de la humedad del suelo. - Para confección de apósitos y curas de empleo sanitario. Polytrichum: - Para rellenar colchones y almohadas (Linneo recomendó que los colchones rellenados con estos musgos no albergaban nunca pulgas ni enfermedades contagiosas). Briídas: - Las briídas son muy poco susceptibles a la infección por hongos parásitos y al ataque de invertebrados destructores, por lo tanto se sabe la posibilidad de que muchos musgos contengan sustancias antibióticas. - Como material para embalaje. - Para confeccionar guirnaldas decorativas. - En decoración de sombreros. - Como relleno de colchones. - Son útiles como plantas de recubrimientos de jardines (Japón). - Los antiguos griegos creían que algunos musgos provocaban el sueño, de este modo Hypnum ha recibido su nombre de la misma raíz de la palabra hipnotismo. • Clasificación. La clase Musgos presenta 6 subclases: Subclase Esfagnidas. Subclase Tetrafidas. Subclase Politriquidas. Subclase Buxbaumidas. Subclase Briídas. Subclase Andreiídas. • DIVISIÓN PTERIDOPHYTAS 1. Generalidades a)Sinónimo Asifonogamas Arquegoniadas Traqueófitas Cormofitas b)Etimología Pteridos: Helecho (forma de pluma). Editorial c) Definición Son vegetales que se caracterizan por: 1. Plantas verdes (clorofila). 2. Presentan sistema vascular (Traqueidas) lignificado. 3. Presenta verdaderas raíces, tallos y hojas (cormofitas). 4. No presenta flor, por lo tanto carece de semilla. 5. Son plantas terrestres. 6. Las hojas presentan cutícula y estomas. d)Nutrición Autótrofos. e) Respiración Aeróbica. 2. Reproducción Por alternancia de generaciones. 3.Clasificación Esta división presenta cuatro clases y estas son: a) Clase Psilophytinae. b) Clase Lycopodiinae. c) Clase Equisetinae. d) Clase Filicinae. a)Clase Psilophytinae (Helechos de escobilla) • Agrupa las Pteridofitas más simples. • Las mayoría son fósiles (Devónico). Ejemplo: Rhynia • Los géneros actuales vivientes son: Psilotum y Tmesipteris psilotum. • Tallo cilíndrico y dicotómico. • Hojas escuamiformes dispuestas en espiral sin nervaduras. • En un corte transversal del tallo se aprecia: Estela Corteza Epidermis • En el apéndice esporóforo se desarrolla el Esporangio y en su interior se forman esporas reniformes iguales: Homosporas. • La pared de la espora es finamente reticulada y presenta una sutura o lesura. • Las esporas de una sola sutura se denomi- Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología • • • • • nan: Monoltas (monorrasgadas). Las esporas con tres suturas en forma de “y” se denominan Triletas. Al germinar las esporas originan un protalo (gametofito) subterráneo de aspecto taloide y cilíndrico). Dicho protalo está en simbiosis con hongos micorrizicos que hacen las veces de rizoides. Los órganos sexuales (Anteridios y Arquegonios) están inmersos en el protalo. Anterozoides en forma espiralada y multiflagelada. • • 73 La mayor parte de los géneros son fósiles (Devónico inferior). El único género viviente: Equisetum (cola de caballo). Equisetum: - Es cosmopolita. - Vive en suelos ácidos, depósitos de grava, dunas arenosas, bordes de lagos, bosques húmedos. - Son de importancia económica para el hombre, ya que los tallos pulverizados sirven para limpiar utensilios de cocina gracias a las incrustaciones de silicio que presenta la epidermis. - El esporofito de Equisetum consta de: rizomas profundos, tallos aéreos, hojas pequeñas y escuamiformes - Los esporangios aparecen en conos o estróbilos terminales del tallo. - Las esporas son homosporas y contienen cloroplastos, en cuya superficie se forman los Anteridios y Arquegonios. - Cada espora contiene endosporio y perisporio. - El periscopio presenta elateres, importante en la dispersión de esporas. - Las esporas germinan dando origen a un protalo pequeño verde lobulado (gametofito). - En un corte transversal de un tallo aéreo se aprecia: EPIDERMIS Corteza con banas de esclerenquimo Canales valeculares Canales carinales Médula Canal central Editorial b)Clase Lycopodiinae (Musgos de clava, pies de lobo) • La mayoría son fósiles (Devónico, Cámbrico y Carbonífero). • Presenta verdaderas raíces, tallos y hojas. • Algunos presentan rizomas con raíces adventicias. • Tallo: rastrero. Erguido, con ramificaciones monopódicas o dicotómicas. • Hojas pequeñas, presentan un nervio. • Los esporangios se localizan en las axilas de las hojas o en su superficie adaxial, pero de hojas especializadas denominadas Esporofitos, cuyo conjunto forma los conos. • Esporas trirrasgadas, homosporas o heteresporas. • Las heterosporas puede ser a su vez: Megasporias. Originan al gametofito femenino. Microsporas. Dan origen al gametofito masculino. • Ejemplos: Isoetes, Stylites, Selaginella, Lycopodium, Phyloglossum. • Isoetes: - Tiene forma de cebolla. - Presenta una masa de hojas lineares implantadas en roseta sobre un corto tallo. - Crecen sumergidas en aguas someras en el borde de los estanques, lagos, sobre riberas fangosas de ríos y prados. • Selaginella: - Vive en lugares húmedos y sombreados. - Hojas pequeñas de contorno redondo a veces provistas de extremos ganchudos. • Lycopodium: - Son plantas herbáceas, pequeñas, erectas o postradas, rastreras, algunas subterráneas. - Tallo dicotómico o monopódico cubierto de pequeñas hojitas escuamiformes. c)Clase Equisetinae (artrofitos, belchos) • Son plantas articuladas dada la naturaleza del tallo formado por nudos y entrenudos. e)Clase Filicinae • Esta clase estudia a un grupo de plantas conocidas como helechos. • Se conocen dos grupos de helechos: Helechos verdaderos Helechos de agua • Los helechos verdaderos presentan tres órdenes: O. Ophioglosales O. Marattiales O. Filicales. Es el más importante. Acá se encuentra el helecho ornamental y el culantrillo de pozo. Dryopteris (Helecho Ornamental) - Presenta raíces, tallo y hojas. - Las hojas son grandes en forma de pluma. - Dichas hojas portan los esporangios (soros) en su envés. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 74 Banco de ejercicios - - - Su esporofito consta: Tallo subterráneo (Rizoma). Es un rizoma peludo: Ramento. Hoja compuesta. Toda la hoja se llama Fronde. El pedúnculo central se llama Raquis. Cada división de la fronde se llama Pinna. Cada división de la pinna se llama Pinnula. En un corte transversal de una hoja se aprecia lo siguiente: – Epidermis. – Mesofilo. – Inducio. – Pedúnculo. – Cápsula. – Celular Labio. En un corte transversal del tallo se aprecia: – Epidermis. – Corteza. – Estela. 3.2Angiospermas (subdivisión Antophyta) Antofitas-plantas con flores. Son las plantas más evolucionadas. Todos los cultivos de granos y legumbres (maíz, trigo, arroz, papa, etc.), los cultivos de verduras y árboles frutales, son plantas con flores. Las plantas que utiliza el ganado para pastar son también plantas floríferas. Las Angiospermas tienen una amplia gama de formas y tamaños; y se desarrollan casi en cualquier clima. Por ejemplo los cactus están adaptados a los desiertos, los bosques tropicales lluviosos agrupan a una gran variedad de angiospermas. Evolutivamente durante la era cretácica es cuando se extinguieron muchas Gimnospermas y aparecieron las Angiospermas que son las plantas dominantes actuales. En estas plantas, las flores luego de la polinización se convierten en frutos, dentro de los cuales se encuentran las semillas: estas últimas se encuentran protegidas por las cubiertas del fruto. El fruto frecuentemente colorido atrae a los animales, que al comerlos y defecar en otro lugar, dispersan las semillas. Se dividen a las angiospermas en dos clases: - Monocotiledóneas (Clase Monocotiledóneas). - Dicotiledóneas (Clase Dicotiledóneas). Los nombres se refieren al número de cotiledones en la semilla. De unas y otras se conocen muchísimas familias; en cada caso el nombre suele tomarse del miembro mejor conocido del grupo. Algunas familias de Monocotiledóneas son: Gramíneas, Palmáceas, Liliáceas, Orquídeas e Iridáceas. De las dicotiledóneas podemos citar: rosa, cacto, clavel, menta, guisante, perejil. Por ejemplo: la familia de las rosáceas comprende, además de rosales, manzanos, perales, cerezos, ciruelos, melocotoneros, damascos, almendros, fresas, groselleros, espinos y otros arbustos. Editorial - 3.ESPERMATOFITAS (Plantas con semilla) Difieren de los helechos en que no tienen una generación de gametofito independiente. Sus dos características principales son la formación de semillas, estructuras que albergan al embrión durante la etapa inactiva, y la unión de gametos masculinos con femeninos luego de la polinización. Corre a cargo de las semillas, que son resistentes a la desecación y a las temperaturas altas y bajas, la difusión rápida y amplia de las especies. De estos dos caracteres depende en gran medida, y sin duda alguna, el buen éxito de las plantas de semilla como organismos terrestres. 3.1 Gymnospermas (subdivisión Coniferophyta) Las Gymnospermas son plantas con semillas desnudas (gymnos = desnudo, sperma = semilla). El organismo más grande del mundo es una gymnosperma del género secoya que mide aproximadamente 126 metros de altura. En los tallos de las coníferas el cambium vascular forma grandes cantidades de xilema hacia el interior y floema hacia el exterior. El xilema consta principalmente de traqueidas y el floema, de células cribosas. Las hojas son como agujas (aciculares) con una cutícula gruesa; los estomas están hundidos. Las estructuras reproductores de las coníferas en las ramas bajas del árbol y los conos masculinos se sitúan en las ramas altas del árbol. Los conos femeninos son más grandes que los conos masculinos. Las coníferas son las Gimnospermas que más han prosperado. Otros grupos reducidos son las cicadáceas y los ginkgos. Diferencia entre Monocotiledóneas y Dicotiledóneas Monocotiledóneas Dicotiledóneas Pastos, gramíneas (arroz, trigo, cebada, avena), palmeras. Legumbres (frejol, arverjas, pallar, lentejas, etc.), árboles frutales. Un cotiledón. Dos cotiledones. Raíz fibrosa. Raíz pivotante. Tallo con haces vasculares dispersos. Tallo con haces vasculares concéntricos. Tallo sin cambium vascular (no crecen en grosor). Tallo con cambium vascular (crecen en grosor). Hojas con nervaduras paralelas. Hojas con nervaduras ramificadas. Partes florales múltiples de tres (trimeras). Partes florales múltiples de cuatro (tetrámeras), cinco (pentámeras). Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 75 FOTOSÍNTESIS Proceso mediante el cual la luz aporta energía que es utilizada en la elaboración de moléculas orgánicas, las cuales acumulan energía en sus enlaces, es decir “energía química”. Si en el proceso se libera oxígeno, como ocurre en las plantas, se denomina oxigénica; pero si no se libera oxígeno es anoxigénica, como ocurre en las bacterias. •Ecuación general: Luz 12H2O + 6CO2 Clorofila C6H12O6 + 6O2 + 6H2O •Etapas de la fotosíntesis oxigénica 1.Etapa luminosa. Ocurre en las membranas de los tilacoides donde están localizados los cuantosomas. Se llevan a cabo los siguientes eventos. - Fotoexcitación. La luz “absorbida” por los pigmentos desencadena la excitación electrónica molecular y la pérdida de electrones por las clorofilas. - Fotólisis del agua. La energía absorbida provoca la ruptura de las moléculas de agua, como consecuencia se libera oxígeno molecular (O2), electrones (2e) y protones (2H+) hacia el interior del tilacoide. - Transporte de electrones y fotoreducción. Los electrones liberados del agua son transferidos a través de la cadena transportadora de electrones hacia el NADP+ del estroma que como consecuencia se reduce. - Fotofosforilación. La acumulación de protones en el intratilacoide y el transporte de electrones genera una gradiente (diferencia) de concentración y carga entre el tilacoide y el estroma. Como consecuencia se sintetiza ATP por parte de la ATP sintetasa. La etapa luminosa transforma la energía luminosa en energía química, proceso que se evidencia en la síntesis de ATP. Según las investigaciones se ha establecido que por cada O 2 liberado se generan 3ATP, de las cuales 2 se elaboran en la secuencia lineal mientras el tercero es sintetizado en un proceso cíclico de flujo de protones y electrones. Proporcionalmente se forman también 2NADPH + H+. Editorial Fotosíntesis oxigénica •Localización Las plantas llevan a cabo la fotosíntesis en tallos y hojas verdes que constituyen los órganos fotosintéticos típicos. En estos órganos se localiza el parénquima clorofiliano, constituido de células con abundante cloroplastos, organelas fotosintéticas que contienen los pigmentos fijadores de la luz y las enzimas requeridas en el proceso. Las algas eucarióticas unicelulares poseen cloroplastos. Las algas pluricelulares presentan un tejido primitivo, el plecténquima, en cuyas células ocurre la fotosíntesis. Los plastidios involucrados son rodoplastos (algas rojas), feoplastos (algas pardas) y cloroplastos. •Unidad fotosintética Los pigmentos integrados en la membrana y asociados a proteínas constituyen la unidad fotosintética denominada cuantosoma, localizada en los tilacoides del cloroplasto. El pigmento más importante es la clorofila (“trampa”), mientras que los demás actúan como pigmentos auxiliares (“antena”). La característica molecular que le permite absorber luz es la distribución de sus electrones en pares de manera alternada (resonancia), y en el caso de la clorofila, el Mg+2 (magnesio) como ion central de la molécula. En el cuantosoma también existe la partícula “F” que sintetiza ATP. También presentan dos fotosistemas (psl, psll) con pigmentos P700 y P680, es decir, clorofilas “a” excitables con fotones de luz. En el fotosistema II existe una proteína encargada de la ruptura del agua llamada proteína Z. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 76 Banco de ejercicios 2.Etapa oscura. Denominada Ciclo de Calvin. Ocurre en el estroma. Es aquella en la cual se utilizan los productos de la etapa luminosa (excepto O2) y con la incorporación de CO2 se sintetizan azúcares. Comprende los siguientes procesos: - Fijación de CO2. Moléculas de ribulosa difosfato reaccionan con el CO2 de la atmósfera. Inicialmente se forman moléculas de 6C inestable, que se rompen en unidades de 3C denominadas fosfogliceratos. - Reducción. Las moléculas de fosfoglicerato son transformadas hasta fosfogliceraldehído. El proceso incorpora protones y electrones, bajo la forma de H, provenientes del NADPH , consumiendo energía proporcionada por el ATP. - Síntesis de glucosa. Doce fosfogliceraldehídos mediante una serie de reacciones dan origen a la fructuosa que por isomerización (cambio de conformación molecular) es transformada a glucosa. Los carbonos restantes (30C) son transformados hasta ribulosa fosfato. - - Reactivación de la ribulosa. Las moléculas de ribulosa reaccionan con ATP para generar ribulosa difosfato, que actúa como fijador del CO2. Las moléculas de glucosa elaboradas tienen tres destinos: 1. Se utilizan como fuente de energía o para la síntesis de moléculas estructurales. 2. Son almacenadas en el mismo lugar de las síntesis como almidón. 3. Son transportadas a otros órganos vegetales para su uso o almacén. Editorial ¡Recuerde! “Quien camina alumbrado por la luz de su pensamiento, siempre encuentra la ruta hacia el éxito.” “Cuando pienses desistir, cuando creas no poder, cuando busques excusas para huir, ha llegado el momento de lanzarte con más fuerza hacia la conquista de tus sueños.” “El secreto de vivir plenamente está en el tomar real conciencia de nuestro rol como ser que debe buscar estar en armonía con su entorno.” Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com + Biología 77 REPRODUCCIÓN REPRODUCCIÓN DE LOS SERES VIVOS Es el proceso mediante el cual los seres vivos en condición de progenitores (uno o dos), dan origen a un nuevo individuo, por un modo asexual y/o sexual. REPRODUCCIÓN ASEXUAL 3. Fungi Los organismos pertenecientes a este reino pueden reproducirse por gemación (levaduras) o esporulación y fragmentación (hongos filamentosos). La gemación consiste en la formación de una protuberancia o yema sobre la célula progenitora, el núcleo de la célula se divide y uno de los núcleos hijos pasa a la yema, este luego se separa y constituye un nuevo individuo. Editorial Consiste en la producción de uno o más descendientes a partir de un solo progenitor, sin necesidad de la unión de gametos; esta estrategia reproductiva se presenta principalmente en plantas y animales inferiores, en menor grado en los organismos más complejos, aunque en las plantas superiores es muy frecuente e inclusive el hombre aprovecha esta forma de reproducción para la propagación de muchas especies de importancia económica. La reproducción asexual se caracteriza porque el proceso básico es principalmente la mitosis, en consecuencia todos los descendientes son idénticos en su contenido genético y hasta en apariencia, siempre y cuando se desarrollen en ambientes similares. Este tipo de reproducción no favorece la variación, tendiendo a conservarse las características de una especie; pero también tiene la desventaja de que se pierde el vigor híbrido (superioridad del híbrido o descendiente sobre sus dos progenitores) que sí lo proporciona la reproducción sexual. 1. Monera Las bacterias y cianobacterias se reproducen por fisión, mecanismo de reproducción asexual en el que la célula replica su material genético (amitosis) y después se divide para formar dos individuos separados e iguales. 2. Protistas Los organismos que pertenecen a este reino son eucarióticos unicelulares o pluricelulares y pueden reproducirse asexualmente por fisión (amebas, euglenas y paramecios), esporulación (algas unicelulares y pluricelulares) o fragmentación (algas pluricelulares). Durante la esporulación o formación de esporas el núcleo se divide varias veces, de modo que cada uno de los núcleos hijos queda rodeado de escaso citoplasma y una pared celular resistente. Las esporas pueden ser inmóviles o móviles (Zoosporas). En la fragmentación que es frecuente en algas filamentosas, el cuerpo o talo se divide en dos o más porciones y cada una de ellas dará origen a un nuevo filamento. 4. Plantas Se reproducen asexualmente por propagación vegetativa y apomixis. En la propagación vegetativa las “plantas hijas” se originan a partir de una porción de un órgano vegetativo (raíz, tallo u hoja); ya sea por el corte o seccio-namiento de los mismos o por un proceso de desdiferenciación celular y posterior formación de brotes. Existen diferentes formas de propagación vegetativa, por ejemplo los tubérculos (tallos subterráneos) como la papa que se siembran enteros o fragmentados; los frutales como manzanos y membrilleros, que al igual que las plantas ornamentales como rosales y geranios se propagan por esquejes (fragmentos de tallos), acodos (enraizamiento de ramas) o injertos (implantación de esquejes sobre una planta patrón); las fresas y el pasto se propagan por estolones (tallos postrados que enraízan en los nudos); los plataneros, la achira y el kion se propagan por rizoma (tallos subterráneos que crecen paralelos a la superficie del suelo); los ajos se propagan por bulbos (tallos cortos subterráneos cubiertos por bases carnosas y ensanchadas de hojas o catáfilas). Algunas plantas ornamentales como las violetas africanas y las hojas del aire forman nuevos individuos por desdi-ferenciación en sus hojas. La propagación vegetativa mediante flores es menos frecuente. La apomixis se considera como una forma de reproducción asexual frecuente en plantas como gramíneas y cítricos, que consiste en la formación de embriones dentro del óvulo o rudimento seminal, sin previa fecundación. 5.Animales En los animales la reproducción asexual es menos importante que en las plantas, pero tiene el mismo fundamento que en estas. La gemación es frecuente en las esponjas, cnidarios y tuni- Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 78 Banco de ejercicios cados. Durante la gemación el nuevo individuo surge en forma de excrecencia o yema sobre un animal más viejo y adquiere más tarde la forma y tamaño de este. En los gusanos planos tiene lugar la fragmentación, en la que un individuo se divide en dos o más partes, cada una de las cuales puede dar lugar a un nuevo animal. La regeneración que es la capacidad de reemplazar o reconstruir las partes perdidas por accidente o de otra manera, está relacionada con el crecimiento después de la fragmentación. Los animales jóvenes y las especies inferiores de la escala evolutiva suelen tener mayor capacidad de regeneración que los más viejos y superiores; así, por ejemplo, si trozos de cnidarios son colocados en arena con agua de mar, se formarán animales completos. Si se corta un pedazo de una planaria cada uno de estos regenerará un individuo completo, pero de menor tamaño, también las estrellas de mar y otros equinodermos regeneran los brazos y otras partes perdidas. Los cangrejos y otros crustáceos pueden desprender sus apéndices, algunas salamandras y lagartijas se desprenden de la cola cuando se hallan en peligro, a este fenómeno se le denomina autotomía, posteriormente el animal regenera la parte desprendida. La partenogénesis se considera como la posibilidad que tiene el gameto femenino en ciertos animales de desarrollarse sin ser fecundado por el gameto masculino. La partenogénesis se presenta naturalmente en algunos invertebrados, de los cuales es más frecuente en los moluscos, insectos, crustáceos inferiores y platelmintos (duelas). En los vertebrados es muy rara, aunque ha sido citada en algunas especies de peces y en ciertas especies de reptiles; en los mamíferos, cuando se presenta espontáneamente en ratón y conejo, no se alcanza el desarrollo completo, pues ocurre el aborto en los primeros estadios. En los insectos sociales y bimenópteros (abejas, avispas y hormigas), así como en los ácaros, sus óvulos haploides (n) pueden desarrollarse partenogenéticamente o ser fecundados. En las abejas, los huevos partenogenéticos (n) producen machos (Zánganos), y los huevos fecundados (2n) siempre producen hembras (obreras y reina). dación se fusionan, formando el huevo o cigote que generalmente es diploide (2n). La importancia de esta forma reproductiva, es que conduce a la formación de un individuo con una combinación propia del tipo de características, producida como consecuencia del proceso meiótico que dio origen a los gametos de sus padres. Por azar esto puede permitirle o no, adaptarse a ambientes cambiantes. 1. Monera Editorial REPRODUCCIÓN SEXUAL Este modo de reproducción se caracteriza por la participación de gametos o células sexuales especializadas que generalmente tienen un número haploide de cromosomas (n); pudiendo ser isogametos (de apariencia similar) o heterogametos (de apariencia diferente), los cuales en un proceso llamado fecun- Aunque no presenta reproducción sexual compleja por fusión de gametos las bacterias pueden intercambiar material genético. Es la conjugación considerada como una forma de reproducción sexual, dos células con distintos tipos de apareamiento (probables equivalentes del sexo) se unen a través de un puente citoplasmático e intercambian sus materiales genéticos. 2. Protistas Los ciliados durante la reproducción sexual intercambian material genético por conjugación, mientras los esporozoarios como el Plasmodium vivax, que causa la malaria, forman durante su ciclo de vida isogametos que participan en la reproducción sexual. 3. Fungi Los hongos verdaderos presentan reproducción sexual mayormente isogámica, ya que por lo general hifas de diferentes “sexos” (cepas) se ponen en contacto y se fusionan las células; después las paredes celulares se desintegran produciéndose la plasmogamia, que puede estar seguida o no de una cariogamia. Posteriormente los núcleos se fusionan y luego sufren meiosis, originando esporas haploides las que al germinar dan origen a un nuevo micelio o conjunto de hifas. 4. PLANTAS El ciclo de vida en plantas es el conjunto de fenómenos de desarrollo que ocurre desde un estadio en la vida de un organismo, hasta el mismo estadio en la vida del descendiente. En el ciclo de vida de una planta que se reproduce sexualmente ocurren proceso de meiosis y fecundación, que lo dividen en una fase haploide (n) y otra diploide (2n); de manera que este enlaza a dos generaciones; una diploide y otra haploide, siendo este patrón básico para la mayoría de las plantas. La planta diploide forma por meiosis esporas haploides (n) por lo que se llama generación a fase Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología esporofítica. Cada espora germina originando un individuo haploide reproductor de gametos al que se denomina generación o fase gametofílica, los gametos se producen por mitosis. a) Briofitas Las Briofitas comprenden a las plantas que se conocen como musgos, hepáticas y antoceros, las cuales tienen una alternancia de generaciones heteromórfica bien definida, en la que el gametofito es la generación dominante. Los órganos sexuales masculinos son los anteridios y los fenómenos son los arquegonios; ambos son pluricelulares y poseen cubiertas estériles, cada arquegonio contiene una sola ovocélula, en tanto que en cada anteridio se producen numerosos espermatozoides que son biflagelados y nadan libremente. Producida la fecundación, el esporofito inicia su desarrollo en el interior del arquegonio y luego emerge fuera de él. En los musgos y algunas hepáticas, el esporofito se diferencia en pie, seta y cápsula o esporangio, en el interior de la cápsula las células madres de las esporas sufren meiosis y forman las esporas haploides, las que después de germinar originan un gametofito filamentoso o aplanado, denominado protonema (ciertas hepáticas y los antoceros carecen de él), a partir del cual se forma el gametofito folioso. 79 b) Pteridofitas Las Pteridofitas son un grupo muy variado de plantas vasculares sin semillas que incluye a los psilotos, licopodios y selaginellas, equisetos y helechos. La mayoría está adaptada a la vida terrestre (por la contribución del xilema y floema) y en su alternancia de generaciones predomina el esporofito sobre el gametofito. El esporofito de los hechos se diferencia en raíz, rizoma (tallo) y las hojas (frondes); en el envés de los frondes se ubican los soros (protegidos o no por uno indusio), que son un conjunto de esporangios pluricelulares conteniendo células madres de las esporas, estas por meiosis forman a las esporas haploides, las que al germinar en suelos húmedos y sombreados, originan un gametofito pequeño, laminar y fotosintetizador llamado prótalo, que lleva en la superficie ventral a los arquegonios portando una ovocélula y a los anteridios que originan numerosos espermato-zoides biflagelados. Luego de la fecundación, que requiere de un medio acuoso para llevarse a cabo, se forma el cigote diploide y comienza el desarrollo del esporofito, el embrión juvenil crece y se diferencia, nutriéndose del gametofito por algún tiempo, pero enseguida alcanza un nivel de fotosíntesis suficiente para mantenerse por sí mismo, ya después el esporofito juvenil enraíza el suelo y el gametofito se desintegra. Editorial Nota: 1. Los ciclos de vida varían de una especia a otra según la escala evolutiva. 2. En la reproducción asexual, un solo progenitor confiere a su descendencia un juego genético idéntico al propio. 3. En la reproducción sexual, cada uno de los dos progenitores aporta un gameto que contiene la mitad del material genético de la descendencia. 4. El ciclo de vida de los musgos incluye un gametofito dominante del que depende el esporofito. 5. Los helechos poseen en su ciclo de vida una etapa conspicua denominada esporofito. c) Plantas vasculares con semillas Las plantas con reproducción por semillas o espermatofitas comprenden a las Gimnospermas y Angiospermas, la característica diferencial es la existencia de óvulos, primordios o rudimentos seminales desnudos en las Gimnospermas y encerrados en los pistilos o carpelos en las Angiospermas. Las plantas con semillas son vegetales terrestres cuya fecundación no es dependiente de la presencia de agua en el medio. La generación dominante es el esporofito, que presenta raíz, tallo y hojas, mientras que los gametofitos son microscópicos (permanecen dentro de los micros y megaesporofitos). • Gimnospermas Las Gimnospermas son plantas leñosas que incluyen a los pinos, cipreses, araucarias (arbolitos de Navidad), cicas y ginkgos. En los pinos el esporofito es muy desarrollado y los esporangios se encuentran agrupados en dos tipos de conos o estróbilos: conos estaminados, androstróbilos o conos polínicos y conos ovulados, ginostróbilos o conos seminales. Típicamente los conos estaminados que son ligeramente más pequeños, se desarrollan cerca del extremo Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 80 Banco de ejercicios •Angiosperma Las Angiospermas agrupan a las Dicotiledóneas y Monocotiledóneas, sus órganos de reproducción sexual se encuentran en las flores, órganos complejos donde los elementos masculinos son los estambres (androceo) y los femeninos son los pistilos (gineceo). Los estambres constan de filamento y antera que está formada por una o dos tecas, cada una de las cuales presenta dos sacos polínicos o microsporangio, en donde se encuentran las células madres de las microsporas (2n) las que por meiosis dan lugar a cuatro microsporas (n) que forman los granos de polen. En el pistilo el ovario encierra a uno o más óvulos, dentro de cada uno de ellos se encuentra la célula madre de la megaspora (2n), la cual por división meiótica da origen a cuatro megasporas (n); de estas, tres degeneran y una experimenta tres divisiones mitóticas sucesivas, dando origen a una célula con ocho núcleos, constituyendo así el saco embrionario, gametofito femenino o megagametofito. De los ocho núcleos, uno constituye la oósfera, dos los núcleos polares, tres las antípodas y dos las sinérgidas (los últimos cinco núcleos degeneran). La polinización consiste en el traslado del grano de polen hacia el pistilo, se realiza con la ayuda del viento, agua o de los animales. El grano de polen al caer sobre el estigma, absorbe humedad y germina, emitiendo un tubo polínico que contiene al núcleo del tubo y al generativo. El tubo polínico penetra a través del estigma, continúa a través del estilo y llega al ovario; en el trayecto el núcleo generativo se divide y forma dos núcleos espermáticos. El grano de polen germinado con sus núcleos representa el gametofito masculino o microgametofito. de ramas inferiores, formados por microsporófilos, hojas modificadas o brácteas, que contienen dos o más microsporangios (sacos polínicos) en su parte inferior interna. Dentro de cada microsporangio se encuentran los microsporocitos o células madres de las microsporas, las cuales sufren meiosis y originan cuatro microsporas, cada una desarrolla en un microgametofito o gametofito masculino, que es el grano de polen, el cual tiene dos expansiones alares y es transportado por el viento hacia el cono ovulado, durante la polinización. Los conos ovulados son más grandes que los conos estaminados y están localizados en el extremo de ramas superiores. Cada macrosporófilo o escama ovulífera, lleva en la base dos óvulos, cada uno de los cuales está rodeado por un integumento engrosado, con una abertura en el extremo. Dentro de cada óvulo, se encuentra un megasporangio que contiene al megasporocito o células madre de las megasporas, la cual por meiosis produce cuatro de ellas. Solo una de las megasporas desarrollará en un megagametofito o gametofito femenino, el cual presenta de dos o seis arquegonios, cada uno con una sola ovocélula grande, ubicada cerca de la abertura del óvulo. Cuando el grano de polen es encerrado dentro del cono ovulado, este desarrolla un tubo polínico que crece lentamente hacia el gametofito femenino, entonces descarga dentro del gametofito femenino los dos espermatozoides no flagelados, que contiene a los núcleos espermáticos o generatrices; uno de estos núcleos fecunda a la ovocélula y el otro degenera (fecundación simple). La fecundación es un evento separado y tiene lugar un año después de la polinización, ocurrida esta, los óvulos maduran y se transforman en semillas, conformadas por un embrión, tejido nutricio y tegumentos protectores. Cuando la semilla germina el embrión del esporofito desarrolla un nuevo árbol de pino y el ciclo se completa. Editorial Reproducción de las angiospermas jhsf Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 81 SISTEMA CIRCULATORIO EN LOS ANIMALES GENERALIDADES Los sistemas circulatorios están formados por un conjunto de tejidos y órganos encargados de impulsar los líquidos por todas las partes del animal. corazón hacia las arterias, y estos la vierten a los espacios tisulares (hemocele), de allí retornan al espacio pericárdico ingresando al corazón por los ostiolos. En los insectos el sistema circulatorio transporta principalmente nutrientes. Corazón tubular dorsal con ostiolos 1.Animales sin sistema circulatorio Corazón dorsal Editorial Los poríferos, celentéreos, platelmintos y nemátodos carecen de corazón, arterias, venas, capilares y fluido circulatorio. 2.Animales con sistema circulatorio a)Corazón. Formado por tejido muscular (miocardio). Tiene como misión impulsar la sangre o hemolinfa, manteniendo en movimiento el fluido. b) Fluido. Medio circundante constituido por agua, sales, proteínas, células en suspensión y pigmentos respiratorios. En los invertebrados se denomina hemolinfa, en los vertebrados sangre. c)Vasos conductores. Responsables de la conducción del fluido corporal, por ejemplo existen arterias, venas y capilares. 3. Pigmentos de transporte de gases Se encuentra en el fluido circulatorio, a veces en el líquido extracelular y otras veces en el medio intracelular de células especializadas. Los pigmentos para el transporte de O2 y CO2 más importantes son la hemocianina y la hemoglobina. a)Hemocianina. Proteína conjugada que presenta cobre, es de color azul. Típica en moluscos y en la mayoría de artrópodos. b)Hemoglobina. Proteína conjugada que contiene hierro, es de color rojo. Presente en anélidos y vertebrados. Tipos de sistema circulatorio 1.Sistema circulatorio abierto o lagunar El fluido se transporta por vasos abiertos, llegando a salir a las lagunas tisulares, que constituyen el hemocele, bañando los órganos internos. Organismos que presentan circulación abierta: a) Moluscos (en caracol), presentan un corazón con aurícula y ventrículo, con numerosos vasos. La hemolinfa fluye a través de lagunas tisulares. b)Artrópodos. Tienen un corazón tubular situado en posición dorsal, el cual presenta orificios laterales llamados ostiolos. La hemolinfa fluye del Vena Aorta La hemofilia fluye al hemocele Los insectos presentan circulación abierta Hemocele El caracol presenta circulación abierta 2.Sistema circulatorio cerrado La sangre permanece dentro del vaso: arterias, venas y capilares; permitiendo un transporte más rápido y mayor control de su distribución. a)En invertebrados: •Anélidos, presentan un vaso dorsal contráctil con cinco anillos o corazones que se unen a otro vaso ventral que distribuyen la sangre hacia los tejidos. Presentan capilares en toda la piel del gusano. El pigmento hemoglobina está disuelto en el plasma. • Moluscos cefalópodos, en los pulpos y calamares la hemolinfa circula dentro de los vasos, la hemolinfa es bombeada hacia las branquias por el corazón branquial, de las branquias pasan al corazón sistémico y de ahí a todo el organismo. Poseen hemocianina para transportar O2. Corazón branquial Corazón sistémico Branquias Anillo Vaso dorsal circunfágicos Capilares Vaso ventral El calamar presenta tres corazones La lombriz de tierra presenta circulación cerrada b)En vertebrados: 1. Circulación cerrada simple (corazón → branquias → tejidos → corazón) • Peces, su corazón presenta una aurícula y un ventrículo que se comunica con el bulbo o cono arterial, llevando la sangre hacia Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 82 Banco de ejercicios las branquias para su oxigenación, y luego circulará hacia los tejidos por una aorta dorsal. Presentan glóbulos rojos nucleados y hemoglobina. La sangre pasa una sola vez por el corazón. glóbulos rojos son nucleados. Corazón con arco aórtico derecho. Mamíferos. Corazón con cuatro cavidades. No hay mezcla de sangres. Los glóbulos rojos anucleados con una mayor cantidad de hemoglobina que las aves. Corazón con arco aórtico izquierdo. - Cuadro comparativo de sistemas circulatorios en vertebrados Editorial Vertebrado 2.Circulación cerrada doble (corazón → pulmón → corazón → tejidos → corazón) •Circulación cerrada doble o incompleta - Anfibios. El corazón con dos aurículas y un ventrículo. La sangre pasa dos veces por el corazón, observándose una mezcla de sangre arterial de con sangre venosa en el ventrículo. Presenta glóbulo rojo nucleado con hemoglobina. - Reptiles. El corazón con dos aurículas y dos ventrículos (con un tabique incompleto permitiendo la mezcla de sangre); corazón con dos arcos aórticos, derecho e izquierdo; glóbulos rojos nucleados con hemoglobina. En los cocodrilos el tabique interventricular es completo, sin embargo tienen el foramen de Panizza, por lo que se da la mezcla de sangres. •Circulación cerrada doble y completa - Aves. Tienen un corazón con cuatro cavidades. No hay mezcla de sangres, los Tipo de corazón Glóbulo rojo Peces Dos cavidades 1 aurícula Nucleado Anfibios Tres cavidades 2 aurículas Nucleado Reptiles y aves Cuatro cavidades 2 aurículas Nucleado Mamíferos 2 ventrículos Anucleado Corazones de los vertebrados Anfibios Aves o mamíferos AD: Aurícula derecha AI: Aurícula izquierda V: Ventrículo AD: Aurícula derecha AI: Aurícula izquierda VD: Ventrículo derecho VI : Ventrículo izquierdo Cocodrilos Aorta derecha Arteria pulmonar Aorta izquierda Foramen de Panizza Aurícula izquierda Aurícula derecha Ventrículo izquierdo ¡Recuerde! “Realmente solo tú lograrás cambiar tu historia, trabajando con denuedo y tesón llegarás con sacrificio diario hacia donde te indican tus sueños”. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 83 SISTEMA NERVIOSO SISTEMA NERVIOSO DE INVERTEBRADOS 1.Coordinación nerviosa La coordinación nerviosa es una serie de eventos internos y externos, que realizan los animales con la finalidad de responder a estímulos ambientales o regular procesos fisiológicos (físico-químicos) internos, para lo cual utiliza como base principal el Sistema Nervioso. Otro sistema importante con el que participa es el Sistema Endocrino para la coordinación química, para lo cual utiliza mensajeros químicos llamados hormonas. 1.Según su localización • Exterorreceptores (estímulos del exterior) Ejemplo: Órganos de los sentidos (ojo, oído, olfato, gusto, tacto). • Interorreceptores (estímulos del interior) Ejemplo: Cambios de pH, de temperatura, etc. (músculos, tendones, articulaciones). Editorial 2.Componentes de la coordinación nerviosa a)La neurona Es la unidad estructural y fisiológica del sistema nervioso, que consta de un soma o cuerpo celular y del que emanan diversas finas prolongaciones llamadas dendritas, estas sirven de superficie receptora para conducir señales de otras neuronas hacia el cuerpo celular. Los axones (llamados fibras nerviosas) son sistemas especializados que conducen señales, lejos del cuerpo celular. A la transmisión de señales entre neuronas, se le denomina sinapsis, para lo cual se utilizan neurotransmisores. 2.Según el estímulo que captan • Quimiorreceptores. Captan sustancias químicas, gusto y olfato. El olfato involucra la captación de sustancias gaseosas, mientras que el gusto capta sustancias en solución. • Mecanorreceptores. Son sensibles al roce, presión, sonido y la gravedad; comprenden al tacto, oído, línea lateral de los peces. • Fotorreceptores. Son sensibles a la luz, se encuentra localizados en los ojos y sus formas más simplificadas como las manchas oculares (ocelos). • Galvanorreceptores. Captan corrientes eléctricas. • Termorreceptores. Captan radiación infrarroja (calor). c)Centro nervioso Es el lugar donde el impulso generado por el estímulo se transforma en impulso de respuesta, que es llevado hasta un órgano efector. d) Terminaciones nerviosas efectoras Son las que transforman un impulso efector (de respuesta) en una acción específica a nivel de los órganos del animal. Las acciones más comunes son el movimiento, producción de calor y secreción. e)Nervios Son los que conducen impulsos nerviosos, están constituidos por neuronas aferentes (conducen impulsos de estímulos), eferentes (impulsos de respuesta) y de asociación. 3. TIPOS DE SISTEMA NERVIOSO DE ANIMALES INVERTEBRADOS b)Los fotorreceptores Son estructuras especializadas en captar los estímulos y transformarlos en impulso nervioso, ubicada en diversas partes del cuerpo animal, por lo que se clasifican en: a)Sistema nervioso difuso (reticular) Es la forma más simplificada y menos evolucionada de sistema nervioso; está constituido por una red nerviosa con neuronas bipolares y multipolares (protoneuronas), capaces de conducir los impulsos en ambos sentidos. También se les denomina plexo nervioso. Es característico de Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 84 los celentéreos (hidras, medusas y anémonas de mar). Las neuronas del animal se distribuyen homogéneamente por debajo de la epidermis del animal formando redes; no existe ningún centro nervioso. En las medusas, a nivel del borde de la campánula existen estructuras denominadas Ropalios, que cumplen función de equilibrio y fotorrecepción. En los tentáculos del animal se encuentran los receptores táctiles. •Insectos En las moscas el sistema nervioso bilateral está constituido por un par de ganglios cerebrales, tres pares de ganglios torácicos y ganglios abdominales. En la cabeza se encuentran las antenas, estructuras responsables de la quimiorrecepción de sustancias gaseosas, y los ojos compuestos, estructuras fotorreceptoras que forman imágenes en mosaicos. También presentan ocelos. Los ganglios torácicos coordinan el movimiento de las patas y de las alas. En las patas a nivel de los tarsos existen pelos quimiosensibles que representan el sentido del gusto del animal. Editorial b)Sistema nervioso bilateral Característico de animales invertebrados de simetría bilateral, tales como: planarias (Platelmintos), caracoles (Moluscos), moscas (Artrópodos) y lombrices de tierra (Anélidos). Los nervios y ganglios nerviosos del lado derecho del animal existen en el izquierdo. • Ocelo (fotorreceptor) Antena (quimiorreceptor) Ojo compuesto (fotorreceptor) Cerebro Ganglio ventral Platelmintos Estos presentan una cefalización con dos ganglios cerebrales del que parten 2 nervios longitudinales que se unen mediante nervios transversales, llamándose por ello sistema nervioso bilateral escaleriforme. Los ocelos son fotorreceptores encargados de captar luz, pero no forman imágenes. • Saltamonte Moluscos En los caracoles de huerta existen un par de ganglios cerebrales, un par de ganglios pedales y un par de ganglios viscerales interconectados entre sí. Los caracoles terrestres presentan ojos vesiculares tipo cámara fotográfica que forman imágenes; estatocistos, órganos de equilibrio; tentáculos, donde se localizan los receptores táctiles. Los caracoles acuáticos presentan osfradio, epitelio quimiosensible localizado en la superficie de la cavidad del manto. En los cefalópodos, el cerebro está protegido por una caja craneana cartilaginosa. CARACOL Osfradio (quimiorreceptor) Ganglio visceral Ganglio cerebroide Ojo vesicular •Anélidos En las lombrices de tierra el sistema nervioso se caracteriza por presentar un par de ganglios nerviosos y un par de quetas (sentido del tacto), por segmento corporal. Lombriz de Tierra Cerebroide Quetas Ganglios ventrales (mecanorreceptor) Nervios longitudinales c)Sistema nervioso radial Característico de los equinodermos (erizos de mar, estrellas de mar, galletas de mar). En las estrellas de mar está constituido por un anillo conectado con cinco nervios radiales que coordinan el movimiento de cada uno de los brazos del animal. En los extremos de cada brazo se encuentran los ocelos, encargados de la fotorrecepción. Los pies ambulacrales tienen receptores táctiles y de calor. ESTRELLA DE MAR Anillo nevioso Ocelos (fotorreceptor) (fotorreceptor) Tentáculo táctil (mecanorreceptor) Ganglio pedal Nervio radial Estatocisto (equilibrio) Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Pie ambulacral (quimiorreceptor) Biología SISTEMA NERVIOSO DE VERTEBRADOS En los animales vertebrados el desarrollo del sistema nervioso tiene posición dorsal (en parte atraviesa la columna vertebral), por lo que han sido clasificados como animales de sistema nervioso dorsal. 1.Sistema Nervioso Dorsal Característico de los vertebrados. En estos, el encéfalo y la médula espinal se localizan a nivel dorsal. Durante el desarrollo embrionario la primera estructura nerviosa es el tubo neural; la parte anterior del tubo neural, da origen al encéfalo embrionario que tiene tres porciones: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo. 85 2.Encéfalo de vertebrados a) Peces Encéfalo con centros olfatorios, gustativos y acústicos. El cerebelo le permite coordinar la natación. b) Anfibios Muestran mayor desarrollo del encéfalo respecto a los peces. Editorial a)El prosencéfalo Da origen al cerebro, que está muy desarrollado en los mamíferos, y a la hipófisis, que es la glándula endocrina maestra ya que dirige a las demás glándulas endocrinas del animal. b)El mesencéfalo Da origen a los lóbulos ópticos en peces, anfibios, reptiles y aves. Los mamíferos carecen de lóbulos ópticos. c) Reptiles Encéfalo pequeño, respecto a su cuerpo, pero mayor que anfibios; se resalta sus lóbulos ópticos. d)Aves Mayor desarrollo del cerebro anterior y reducción de los lóbulos olfatorios. e) Mamíferos Máximo desarrollo del cerebro anterior (corteza cerebral). Ejemplos: primates que presentan surcos, cisuras y circunvoluciones. Cerebelo dividido en lóbulos. c)El rombencéfalo Da origen al cerebelo, que está muy desarrollado en aves, donde coordina el vuelo; también origina al bulbo raquídeo que es centro cardíaco y del vómito. PROSENCÉFALO Telencéfalo Hemisferios cerebrales. Diencéfalo Hipotálamo, hipófisis. Lóbulos ópticos en peces, MESENCÉFALO anfibios, reptiles y aves. Cerebelo. ROMBENCÉFALO Metencéfalo Mielencéfalo Bulbo raquídeo. Lóbulo Lóbulo Cerebro óptico olfativo Tálamo Cerebro Médula oblongada Médula espinal Quiasma óptico Hipotálamo Hipófisis Cerebro anterior (Prosencéfalo) Cerebro medio Cerebro posterior (Mesencéfalo) (Rombencéfalo) Encéfalo de un pez mostrando la organización general del cerebro de los vertebrados. Evolución del encéfalo de los vertebrados. Nótese el aumento progresivo del tamaño del encéfalo. El cerebelo está relacionado con el equilibrio y la coordinación motora, estando más desarrollado en los animales en los que el equilibrio y los movimientos tienen que ser más precisos (peces, aves y mamíferos). 2.3 Órganos de los sentidos de vertebrados a) Peces El sentido del olfato lo tienen muy desarrollado, sus células son muy sensibles a las diferentes sustancias disueltas en el agua. Solo tienen oído interno con conductos semicirculares y otolitos (equilibrio). Los ojos constan de una esclerótica que tapiza las coroides, muy vascularizada y pigmentada, sobre la que se encuentra la retina. La línea lateral se encuentra a ambos lados del cuerpo del animal, está inervada por el nervio lateral que deriva del nervio vago (X par), permite la detección de corriente de Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 86 Banco de ejercicios agua (reorrecepción) y la presión del agua. Probablemente tenga que ver con la audición. En condricties como los tiburones, encontramos las ampollas de Lorenzini, que perciben campos eléctricos de los organismos cercanos, esto les permite percibir a sus presas. Papilas gustativas superficiales En las serpientes, los párpados transparentes se sueldan por sus bordes. De ahí la fijeza de su mirada. El oído interno es complicado. El tímpano está en relación con el oído interno a través de la columnilla. Las serpientes carecen de cavidad timpánica aunque conservan la columnilla, por lo que en realidad no poseen el sentido del oído. d)Aves El gusto radica en las papilas gustativas existentes en el paladar y en los bordes de la lengua. El olfato desempeña un papel casi nulo en la mayoría de las aves. En los orificios nasales existe, además del cornete o repliegue óseo similar al de lo reptiles, un cornete superior. El oído interno aparece bastante complicado. Las dos trompas de Eustaquio se unen y se abren en un orificio común en el paladar. La cóclea está más desarrollada que en los reptiles. En general el sentido del oído es muy agudo. La vista alcanza una gran perfección. Los ojos en posición lateral o frontal, tiene dos párpados y una membrana nictitante. En el centro de la retina existe una depresión o fóvea central, que es el punto de máxima visibilidad, en las falconiformes se puede encontrar en número elevado. La posición lateral de los ojos hace que, el campo de visión sea binocular estrecho (algunas aves), y con la posición frontal resulta más amplia (búho, lechuza). Editorial Ojos adaptados para la visión cercana. Fosas olfatorias Línea lateral (reorreceptor) Oído interno (cápsula ótica) b) Anfibios Los corpúsculos táctiles están distribuidos por toda la piel del animal. Sus ojos asemejan bastante a los peces, presentan párpados. El oído consta de una cavidad timpánica, limitada exteriormente por el tímpano. Se relaciona con la faringe a través de la Trompa de Eustaquio. Tienen bien desarrollado el olfato, que es importante para la búsqueda de los alimentos. Presentan papilas gustativas en el paladar y la lengua. c) Reptiles Los tegumentos son ricos en terminaciones táctiles. La lengua de los lagartos y serpientes reúne las funciones gustativas y táctiles. En sus bordes presenta numerosas papilas sensoriales. Las serpientes de cascabel poseen entre el ojo y el labio superior un órgano llamado foseta facial que es muy sensible a la radiación térmica ( infrarroja) de los cuerpos. El olfato radica en las fosas nasales, presenta desarrollado el órgano vómero nasal u órgano de Jacobson, cuya función principal es obtener sensaciones olfatorias del alimento en la boca. Presenta en los ojos glándulas lacrimales que mantienen húmeda la esclerótica, frecuentemente se vuelve cartilaginosa e incluso ósea. La retina contiene conos y bastones. Poseen párpados y una membrana nictitante o tercer párpado que va por delante del ojo. e) Mamíferos Presentan receptores táctiles en todo el cuerpo. El olfato está desarrollado en los mamíferos, se localiza en los orificios nasales. El gusto radica en las papilas gustativas de la lengua y del paladar. Los ojos son laterales, menos en primates. El oído es muy sensible, comprende el caracol con el órgano de Corti, el sáculo, el utrículo y tres canales semicirculares. El oído interno cumple dos funciones: acústica y equilibrio, inervados por el VIII par craneal, el vestíbulo coclear. En el utrículo y el sáculo se encuentran los otolitos indicadores del equilibrio, mientras que el órgano de Corti contiene al receptor sensorial de la audición. Ejemplo: delfín y murciélagos (capturan sus presas por ecolocación). Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 88 Banco de ejercicios SISTEMA EXCRETOR SISTEMA EXCRETOR EN LOS INVERTEBRADOS Las esponjas y los celentéreos carecen de órgano excretor especializado, por ello los desechos nitrogenados son eliminados por toda la superficie corporal. El principal desecho nitrogenado que eliminan es el amoníaco (NH3), clasificándose por esa razón como amoniotélico. También pueden producir úrea y ácido úrico en pequeñas cantidades, los productos excretados salen por el simple mecanismo de difusión. Anélidos Los órganos de excreción en las lombrices son metanefridios. Estos metanefridios están constituidos por nefrostomas y túbulos complejos, que antes de abrirse al exterior, sufren una dilatación para formar la vejiga. Los nefridióporos están situados al exterior. Para realizar la excreción, el líquido celómico penetra por el nefrostoma, y a medida que pasa a través del túbulo, se transforma en orina. Conforme la orina se forma a lo largo del tubo, van variando las concentraciones de los elementos que la forman, lo que nos indica qué sustancias se reabsorben y cuáles se eliminan, así como el control del agua según las necesidades del organismo. Editorial NH3 Malagua Medio NH3 Túbulo Moluscos Nefridiostoma acuático Esponja metanefridio Platelmintos Las planarias poseen protonefridios como órganos excretores. Los protonefridios están constituidos por células flamígeras, provistas de cilios y una desembocadura tubular que termina en un poro excretor (llamado también nefridióporo). Las células flamígeras favorecen por medio de sus cilios la movilización de agua, sales minerales y amoníaco hacia el tubo excretor. A lo largo del tubo excretor se reabsorbe parte del agua y sales minerales, saliendo los desechos por el nefridióporo. Membrana Núcleo Citoplasma Cilios en flama Corte Célula flamígera Sistema Protonefridial Planaria Nemátodos Los nemátodos marinos poseen una célula renoidea, renete, en la cavidad seudocelómica que desemboca a través de un poro excretor. En los nemátodos terrestres más evolucionados se presenta un sistema tubular, los túbulos en H, que consta de dos tubos longitudinales y uno transversal, los cuales desembocan a través de un conducto. Excretan amoníaco y úrea. Vejiga Septa Nefridióporo Lombriz de tierra Metanefridio Los moluscos constan de un par de metanefridios tubulares, denominados Órganos de Bojanus. Uno de los extremos de estos nefridios está en contacto con el fluido celómico a través del nefrostoma y terminan en el otro extremo, desembocando en la parte posterior de la cavidad del manto por un nefridióporo. La orina, al final, está constituida principalmente de amoníaco en los moluscos acuáticos, y de amoníaco, úrea, ácido úrico en terrestres; la orina es transportada a la cavidad del manto. Artrópodos En este phyllum encontramos gran variedad de adaptaciones para la excreción, dada la variabilidad de formas y adaptaciones a diferentes hábitats; tal vez gran parte del éxito de este grupo se debe a la capacidad de reabsorción total o parcial del agua, de tal forma que su orina puede ser líquida o sólida. En arácnidos los órganos excretores son nefridios muy modificados, llamados glándulas coxales y tubos de Malpighi. Las glándulas excretan orina diluida, mientras los tubos tienen la capacidad de excretar la orina sólida, cuyos desechos son principalmente a base de guanina pudiendo también excretarla en forma de cristales. En crustáceos, los órganos excretores son las glándulas antenales o las maxilares. Estas glándulas constan de un saco terminal y uno o varios túbulos Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología excretores; en el saco se acumula por filtración el líquido u orina con los desechos nitrogenados (principalmente amoníaco), que es conducida por los túbulos hacia la vejiga que desemboca justo en la base de las antenas o maxilas. Las branquias también intervienen en la eliminación de amoníaco. Probablemente en insectos, los túbulos de Malpighi alcanzan mayor especialización que en los demás artrópodos. En las partes proximales del tubo suele reabsorberse agua y iones inorgánicos que regresan a la hemolinfa, en otras ocasiones es el epitelio rectal el que regresa estas sustancias. 89 eliminar los desechos (productos del metabolismo celular) y el exceso de agua. Los riñones de los vertebrados tienen un desarrollo evolutivo, presentándose una sucesión de dos a tres estadios denominados: pronefros, mesonefros y metanefros. Riñón pronefros Está localizado en la región delantera del cuerpo, es el primero en aparecer; lo encontramos en todos los embriones de los vertebrados. Presentan nefrostomas que se comunican con la cavidad celómica y los vasos sanguíneos. Editorial Riñón Pronéfrico Conducto del pronefros Enbrión de vertebrado Vaso sanguíneo Glomérulo Nefrostoma Ríñón Pronefro Los embriones tienen inicialmente riñones pronefros Riñón mesonefros Está localizado más centralmente en el cuerpo. Es el segundo en aparecer y lo encontramos en peces y anfibios. Presenta nefrostoma atrofiado, tomando la función filtradora de cápsula de Bowman que une al glomérulo. Los reptiles, aves y mamíferos también lo presentan pero en estadio embrionario. Riñón metanefros Equinodermos En este phylum no encontramos un verdadero sistema excretor; sin embargo, el sistema hemal desempeña en parte estas funciones, ya que por él circulan sustancias de desecho, principalmente amoníaco y células llamadas celomocitos que engloban a las sustancias excretadas, estas se transportan hacia las pápulas o hacia los pies ambulacrales, y pasan al exterior. La difusión del amoníaco hacia el exterior se realiza también por áreas delgadas de la superficie corporal, como los pies ambulacrales y pápulas branquiales. Pápula Branquial NH3 NH3 Pie ambulacral Anfibio Pez marino (Hippocampus) Está localizado más caudalmente en el cuerpo. Es el riñón más avanzado de los vertebrados, está presente en reptiles, aves y mamíferos. Los nefrostomas han desaparecido, no existe comunicación con el celoma. El tubo colector forma una cápsula que está unida íntimamente a los vasos sanguíneos que forman un glomérulo. Reptil (saurio) Estrella de Mar SISTEMA EXCRETOR EN LOS VERTEBRADOS En los vertebrados, los principales órganos excretores son los riñones; estos son los que se encargan de Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 90 ¡Recuerde! agua dulce. Las diatomeas se caracterizan especialmente por su pared celular como un caparazón incrustado de sílice, de diversas formas y estructura muy diversa; maravillosamente ornamentada. LOS VEGETALES Y SUS CARACTERÍSTICAS El reino vegetal comprende organismos generalmente multicelulares, eucarióticos, con pared celular y cloroplastos, por consiguiente autótrofos fotosintetizadores. Se reproducen asexualmente en forma vegetativa o formando esporas (células reproductoras) y sexualmente formando gametos. Casi todas las plantas presentan alternancia de generaciones bien definidas, con dos tipos de plantas, una produce gametos y la otra esporas. La forma diploide produce por meiosis esporas haploides, que se dividen y crecen hasta formar plantas haploides maduras. Estas plantas producen gametos que se fusionan para producir un cigoto que dará origen a la planta diploide. Editorial Algas pardo-doradas • Clasificación 1. Plantas sin semillas a)Algas Los vegetales acuáticos del reino Plantae son las algas superiores, por lo general son plantas muy simples, de vida acuática, su cuerpo no está diferenciado en órganos, no poseen raíz, tallo ni hojas, todo su cuerpo se denomina talo, tampoco presentan mayor diferenciación de sus tejidos. Todas las algas contienen clorofila y pigmentos carotenoides; pero la dominancia de alguno de ellos determina la variedad de colores que presentan, lo cual es un carácter importante para la clasificación, así tenemos: • División Clorofila (“Algas verdes”) En general, se considera que las plantas complejas evolucionaron a partir de las algas, muy similares a la algas verdes. Sus pigmentos predominantes son las clorofilas, por eso tienen un color verde brillante y sus formas pluricelulares son filamentosas o laminares. Algas verdes • División Crisofita (“Algas pardo-doradas”) En este grupo se encuentran las diatomeas, organismos unicelulares, planctónicos, generalmente suspendidos en el mar o en División Rodofita (“Algas rojas”) Los organismos de esta división deben su nombre a que poseen el pigmento rojo llamado ficoeritrina (pigmento complejo proteico), que enmascara a la clorofila. Directa o indirectamente constituye una fuente de detritus y alimento para los animales marinos y las células reproductoras forman una parte importante del fitoplancton o también son fuente de alimento humano, una especie muy conocida en nuestro medio es la Gigartina “yuyo”, de los mares. Algas rojas • División Feofita (“Algas pardas”) Esta división está integrada por algas marinas cuyo color parduzco característico es debido a la presencia de pigmentos carotenoides como el caroteno y la ficoxantina. Son las algas más grandes y resistentes, algunos de los sargazos gigantes son los equivalentes acuáticos de los árboles y algunas especies llegan a alcanzar más de 100 m de longitud. Presentan tejidos más o menos diferenciados y adoptan estructuras semejantes a plantas superiores: filoide (forma de hoja), cauloide (forma de tallo), rizoide (forma de raíz). La mayoría de algas pardas grandes son bentónicas; es decir, están ancladas en el fondo (unen sus rizoides a las rocas). Muchas tienen flotadores que les sirven para mantenerse cerca de la superficie. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología • Algas pardas 91 División Pteridofita (“Helechos”) A partir de los helechos las plantas ya tienen tejidos bien diferenciados, por eso se les llama traqueofitas y, por consiguiente, su cuerpo vegetativo presenta órganos diferenciados en raíz, tallo y hojas. En los helechos, lo mismo que en las plantas superiores, la planta es diploide y por meiosis produce esporas, las que formarán el gametofito, organismo haploide denominado prótalo. En el prótalo se forman los gametos femeninos y masculinos. Ahí mismo se produce la fecundación, dando como resultado una nueva planta diploide y así se lleva a cabo la alternancia de generaciones. Los helechos tienen un tallo subterráneo (rizoma) de donde se originan las raíces y las hojas (frondes), en algunas de las cuales se forman las esporas dentro de los esporangios que están agrupados en soros. A diferencia de las plantas superiores los helechos no tienen semillas porque no tienen flores. Editorial b) Musgos • División Briofita (“Musgos”) Los musgos son plantas terrestres dispersas por todo el planeta. La adaptación de estas plantas a la vida terrestre es, en algunos aspectos, bastante incompleta. Talvez por ello son de tamaño muy reducido (miden unos cuantos milímetros) y viven en suelos húmedos, en caída de agua, muros viejos y en las cortezas de los árboles. Se pueden diferenciar dos tipos de Briofitas: las hepáticas, denominadas así por la forma de su talo, que es lobulado en forma de hígado, y los musgos foliares cuyo cuerpo vegetativo generalmente es ramificado, dividido en “tallitos”, “hojitas” y rizoides; estos últimos son una especie de raíz que se adhiere al substrato. Sus tejidos aún no están bien diferenciados, no tienen verdaderos tejidos conductores. Las plantitas de musgo son los organismos haploides que producen gametos y por reproducción sexual se forman las cápsulas (diploides), donde por meiosis se forman las esporas (células reproductoras asexuales) que se desarrollarán formando una nueva plantita. Así se lleva a cabo la alternancia de generaciones. c)Helechos masas de esporangios esporofito esporangio MEIOSIS raíz hoja desarrolla del gametofito tallo se liberan esporas haploide del esporangio las esporas se dispersan y germinan el esporofito se SIS Cápsulas ME IO nada al óvulo a través del agua FECUNDACIÓN cápsulas esporofitas emergentes el esporofito se desarrolla dentro del gametofito FECUNDACIÓN se liberan las esporas haploides de la cápsula del esporofito esporas se dispersan y germinan gametofito emergente las el esperma nada al óvulo a través anterior productor del agua de esperma gametofito foliado haploide diploide Ciclo de vida de un musgo, se muestra la alternancia de generaciones diploide y haploide gametofito anteridio productor de esperma el esperma haploide diploide Ciclo de vida de un helecho, mostrando la alternancia de generaciones 2. Plantas con semillas, Espermatofitas (esperma = semilla, fitos = planta) Son plantas con flores y semillas, se les denomina también fanerógamas o plantas superiores. Comprenden las siguientes divisiones: a)División Gymnosperma Plantas con semillas al descubierto, ya que sus flores carecen de pistilo, sus óvulos se Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 92 Banco de ejercicios forman sobre las hojas carpelares, por lo que no tienen fruto. El grupo más representativo lo forman las coníferas; que son plantas leñosas con hojas pequeñas, aciculares como en el pino o escamosas como en el ciprés; las hojas carpelares donde se encuentran las semillas se disponen en cono, lo mismo que los estambres, son unisexuales. Muchas de estas plantas son introducidas, útiles por su madera, su resina (pinol), como plantas ornamentales en parques y cementerios. En Lima tenemos a las araucarias y los conos de pino, que se utilizan como arbolitos de Navidad y adornos navideños, respectivamente. • El embrión de las monocotiledóneas tiene una hoja (cotiledón) y las dicotiledóneas tienen dos hojas embrionarias. • En las monocotiledóneas, las piezas florales presentan un número de tres o múltiplo de tres: en las dicotiledóneas el número es de cuatro a cinco. • Las hojas de las monocotiledóneas tienen nervaduras paralelas; en las dicotiledóneas las nervaduras son ramificadas. • Las monocotiledóneas no tienen crecimiento secundario, mayormente son herbáceas, mientras que las dicotiledóneas presentan cambium (meristemo secundario). Como ejemplos típicos de monocotiledóneas se tienen a los pastos, los cereales, al plátano, a la piña, a la sábila, a las orquídeas, etc. Son ejemplos de dicotiledóneas las legumbres, la papa, el diente de león, etc. La mayor diversidad en las plantas superiores se encuentra en las angiospermas, consideradas estas como las más evolucionadas, su cuerpo tiene los órganos y tejidos bien diferenciados. El cuerpo vegetativo está formado por raíz, tallo y hojas. Los órganos reproductores son los estambres y pistilos, generalmente protegidos por los sépalos y pétalos. Editorial Ciclo de vida del “pino”. Muestra la inflorescencia femenina y masculina del “pino”. b)División Angiospermas Estas plantas se caracterizan porque tienen sus semillas dentro del fruto debido a que sus flores presentan pistilos (hojas carpelares unidas) y los óvulos se forman dentro del ovario. Los frutos están conformados principalmente por los carpelos. Tienen flores completas que pueden ser hermafroditas o unisexuales. Las angiospermas se dividen en dos clases, las monocotiledóneas y las dicotiledóneas, que se diferencian por su estructura embrionaria, por la forma de sus flores y por la anatomía de sus órganos vegetativos. Las diferencias son las siguientes: Ciclo de vida de una planta con flores, que muestra la alternancia de generaciones. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología A) Principales usos B) Cebada 93 Arveja Recordemos que el laboratorio natural más pequeño y complejo que existe en el mundo es la célula vegetal. Allí se realizan una serie de procesos metabólicos por los que la planta sintetiza moléculas orgánicas combustibles como almidones, azúcares, proteínas, lípidos, etc., que nos sirven de alimento; además no olvidemos que parte de la materia prima de nuestra ropa, vivienda y otros (celulosa, hemicelulosa, pectina, lignina, súber, caucho, etc.) provienen de las plantas. También se producen sustancias consideradas como productos vegetales secundarios, entre estos se encuentran los principios activos, que son sustancias químicas capaces de producir efectos fisiológicos en el hombre y en los animales. Algunos de estos principios aún no han sido estudiados, otros ya han sido aislados y purificados; estos compuestos pertenecen a los alcaloides, glucósidos, aceites esenciales, gomas, resinas, mucílagos y sustancias antibióticas. La planta, al no tener un sistema excretor especializado, acumula estas sustancias en estructuras secretoras adaptadas, que pueden ser simples células almacenadoras, espacios de origen lisígeno, pelos secretores, etc. Los vegetales también son fuentes de vitaminas y bioelementos como el Mg, Ca, P, Fe, Si, Co, etc., que nuestro organismo necesita para mantener su equilibrio energético, la carencia de uno de ellos produce alteraciones en la salud. Editorial Papa Maíz Diente de león Ejemplos de monocotiledóneas como la cebada y el maíz (A) y dicotiledóneas como la arveja, papa y diente de león (B) 1. Plantas utilizadas en la alimentación Órgano que se utiliza Raíz Tallo Frutos Planta completa de una dicotiledónea (corte longitudinal) Nativas (de América) yuca camote arracacha papa oca maca olluco mashua achira zapallo calabaza palta algarrobo chirimoya pepino pacae granadilla aguaje plátano (inguiri) tomate caigua ají (rocoto) lúcuma piña Introducidas (cosmopolitas) zanahoria nabo rabanito caña de azúcar espárrago betarraga pimentón plátano naranja uvas manzana fresas coco dátiles melocotón sandía melón aceituna maracuyá Composición principal glúcidos proteínas vitaminas glúcidos proteínas vitaminas minerales glúcidos proteínas lípidos vitaminas minerales Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios 94 Órgano que se utiliza Frutos Semillas Hojas y flores Nativas (de América) tuna tumbo capulí Legumbres: fréjol pallar maní tarhui Cereales: maíz Pseudocereales: quinua cañigua kiwicha yuyos paico huacatay muña Introducidas (cosmopolitas) Legumbres: arvejas garbanzo lenteja soya haba Cereales: arroz trigo cebada avena Composición principal glúcidos proteínas lípidos vitaminas minerales desde entonces el progreso fue lento. Actualmente hay un resurgimiento del interés por las plantas medicinales, a pesar de la extraordinaria producción de drogas sintéticas para el control de las enfermedades; esto se debe a los efectos tóxicos que producen dichas drogas en nuestro organismo y al conocimiento actual de muchas sustancias curativas que se extraen de las plantas. Las plantas medicinales peruanas no han sido todavía estudiadas en forma integral. Tampoco hay un reglamento que norme el uso y comercialización de estas, lo que da lugar a la extradición desmedida de las plantas silvestres que podría conducir a su extinción. Las plantas que se usan en medicina contienen principios activos cuya actividad farmacológica ha sido probada y que se usan en la industrialización de fármacos; por otro lado, la medicina tradicional usa plantas no validadas, ni química ni farmacológicamente, inclusive muchas no están determinadas botánicamente; pero no por eso dejan de tener valor, pues lo importante es conocer las plantas y la fuente de información correcta porque los conocimientos empíricos de nuestros antepasados son la base de toda investigación científica. A continuación mencionamos algunas plantas y sus propiedades medicinales: Editorial acelga, alcachofa proteínas espinaca vitaminas apio minerales oro col lechuga brócoli hinojo coliflor cebolla ajo alfalfa berro Todas las plantas de una u otra forma son útiles al hombre, lo importante es saber utilizarlas adecuadamente. Podemos clasificarlas de la siguiente manera: 2. Plantas alimenticias Se consideran así aquellas que almacenan moléculas orgánicas como glúcidos, proteínas y lípidos en órganos especiales, y que el hombre aprovecha por ser alimentos energéticos, además de contener vitaminas y minerales. Nuestro país aportó al mundo muchas de estas plantas que fueron domesticadas y mejoradas por nuestros antepasados; así, cuando llegaron los españoles, encontraron una rica flora nativa conformada por especies totalmente desconocidas para ellos y, tal como lo refieren los primeros cronistas, de regreso a su país llevaron frutos, semillas y plantas enteras, introduciendo así en Europa especies como el maíz, la papa, fréjol, pallar, maní, yuca, camote, tomate, etc., y otras poco conocidas que no se adaptaron a otros ambientes como la quinua, kiwicha, oca, olluco, mashua, y maca. Como alimento para el ganado tenemos plantas forrajeras como los pastos, las alfalfas y los tréboles. 3. Plantas medicinales Los conceptos modernos acerca de las planta curativas empezaron en Europa, en el siglo XVI, a) Relajantes del sistema nervioso Como valeriana, manzanilla y toronjil (para el corazón). b)Cicatrizantes Como sábila, confrey, sangre de grado, col. c)Desinfectantes Como verbena, llantén, manzanilla. d)Hipotensoras Como ajo, caigua, maíz morado, perejil, maracuyá. e)Litolíticas Son las que desintegran los cálculos renales o de la vesícula, entre estas tenemos a la chancapiedra, cáscara de papa, y frutos de tuna, piña, fresas y uva. f)Hipertensoras Como el kion que en pequeñas cantidades normaliza la presión arterial. Es necesario mencionar algunas familias importantes, cuyas especies tienen propiedades genéricas a ellas; así, por ejemplo, muchas plantas de la familia de las Brassicaceas (= Crucíferas) se caracterizan por tener propiedades antioxidantes o antimutagénicas, entre estas tenemos: col, coliflor, brócoli, berro, rabanito, nabo, maca, entre otras. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 95 plazando a fármacos de origen químico, hecho que es muy importante como una alternativa en la curación de enfermedades y alteraciones primarias como son los resfríos, indigestiones, inflamaciones simples por traumatismos, heridas, etc. Editorial “Salvia de flores rojas” a) Ramas con sus flores b) Cáliz c) Corola d) Estambre. “Quina” a) Rama con sus flores b) Flor “Hinojo” ramas con sus umbelas compuestas “Berro” a) Planta compleja b) Hoja c) Flor En la familia de las Rubiáceas encontramos plantas que se caracterizan por contener alcaloides, así tenemos a la cascarilla o árbol de la quina (Cinchona officinals) que es el remedio más eficaz para curar el “paludismo” o “malaria”, muy común en la selva. La uña de gato (Uncaria tormentosa) es un desinflamante comprobado, la investigación acerca de las propiedades de esta planta continúa. El huito es un árbol de la selva amazónica con propiedades anticonceptivas según los nativos (Ferreyra, 1990). El café, árbol de lugares cálidos cuyas semillas contienen cafeína. Actualmente se está industrializando las plantas medicinales validadas, comercializándola en forma de cápsulas, pastillas o simplemente las hojas y corteza deshidratadas o liofilizadas, reem- c) Fruto 4. Plantas utilizadas por el hombre, industrial o artesanalmente Muchas plantas de la clase Monocotiledónea presentan abundante fibra (tejido esclerenquimático) en sus tallos y hojas, esto les da cierta flexibilidad o dureza, lo que permite múltiples aplicaciones. Entre estos vegetales tenemos a las palmeras, cuyas hojas son utilizadas para la fabricación de cestos, esteras y otros objetos de uso doméstico y también para la navegación. El fruto del cocotero se emplea para la confección de botones y con el aceite de la semilla se fabrican jabones, velas, etc.; las fibras de este fruto se usan para hacer sogas, felpudos, etc. La totora y los juncos, que crecen en las márgenes de los ríos y lagunas, tiene hojas semejantes a las Gramíneas (largas y lineales), muy fibrosas, por lo que se utilizan para confeccionar canastas, esteras, canoas y otros objetos de uso doméstico e industrial desde épocas prehispánicas. El ágave y la fourcroya son plantas nativas de hojas carnosas (pencas) arrosetadas, que cuando se secan proveen unos hilos gruesos y fuertes que se denominan cabuya y sirven para hacer sogas; los tallos de estas plantas son muy livianos cuando están secos, por lo que se les utiliza para las construcciones, de la misma forma que el carrizo que es una gramínea de tallo hueco, también tiene múltiples aplicaciones. Dentro de las dicotiledóneas podemos mencionar al algodonero utilizado principalmente en la industria textil, el girasol cuyas semillas se industrializan para la fabricación de aceite vegetal y las plantas maderables como el cedro, guayacán, hualtaco, chonta, eucalipto, etc. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 96 Banco de ejercicios sivas) de forma arriñonada. Para el intercambio gaseoso ambas forman un orificio denominado ostiolo; tienen una estructura tal, que se cierran automáticamente en los casos de exceso de CO2 o de falta de agua. Los estomas suelen localizarse en la parte inferior de la hoja, en la que no reciben la luz solar directa, aunque también se encuentran en tallos herbáceos. En el caso de plantas adaptadas a climas muy húmedos, como las de selva tropical en la que la humedad relativa puede estar cercana al 100%, la posibilidad de pérdida de agua es remota, y por tanto, las generalizaciones mencionadas anteriormente, no son aplicables. Editorial “Algodonero” rama mostrando sus flores y fruto. “Girasol” planta con su inflorescencia 5. Plantas en peligro de extinción Desde hace varios lustros vivimos en una época de crisis de medio ambiente; el equilibrio natural ha sido alterado en algunas regiones y ha afectado a varias especies de plantas y animales. En nuestro país se ha ido perdiendo grandes extensiones de bosques debido al avance de la “civilización”, como lo hace evidente en la costa norte el caso de algarrobo, el hualtaco y el guayacán, entre otros vegetales, en peligro de extinción. Lo mismo se puede apreciar con los árboles maderables de la selva como el cedro, la caoba, el tornillo, entre otros. Asimismo, la sobreexplotación y la ausencia de estudios científicos están trayendo como consecuencia la casi extinción de vegetales como el quinual (queñoa), la puya Raimondi, el huarango, la lupuna, la leche caspi, las orquídeas, el quishuar, etc. Por estas y otras razones, la vegetación como los pastos, bosques y malezas se deben manejar en forma adecuada, pues sin la cobertura de los vegetales no habrán suelos estables y fértiles. Nosotros, como parte integrante del ecosistema, debemos participar en su defensa y conservación. 2.Lenticelas Se encuentran diseminadas en la corteza muerta de tallos y raíces. De modo típico, las lentícelas son de forma lenticular (lente biconvexa) en su contorno externo, de donde les viene el nombre. De ordinario están orientadas vertical u horizontalmente sobre el tallo, según la especie y varían en tamaño, desde apenas visible a tan grandes como de 1 cm o aún 2,5 cm de largo. En árboles con corteza muy fisurada, las lentícelas de ordinario se encuentran en el fondo de las fisuras. La función de las lenticelas es permitir un intercambio neto de gases entre los tejidos parenquimáticos internos y la atmósfera. Partes jóvenes Taeniosis Evitar ingerir carne cruda, o mal cocida, de cerdo o de vacuno. Enfermedad de Chagas Ampliar medidas de control contra los chinches vectores. Tener precaución con las transfusiones sanguíneas. Mejoramiento de la vivienda. Tener cuidado con los reservorios. Partes leñosas EstomaLenticela LA RESPIRACIÓN DE LAS PLANTAS En las plantas, el intercambio gaseoso se realiza a través de: Presente en tejido epidérmico Presente en tejido suberoso Formado por células vivas Formado por células muertas Presente en tallos leñosos 1.Estomas o pneumátodos Formados por un par de células epidérmicas modificadas (células estomáticas o células oclu- Presente en hojas y tallos herbáceos Presente en la estructura primaria del tallo Presentes en la estructura secundaria del tallo Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología PRACTICA N.° 1 1. Rober Hooke examinó con el microscopio una lámina de corcho y observó cavidades poliédricas, a las que denominó: A) Núcleo C) Celdas E) Nucleoplasma 2. Teoría celular Teoría cosmogónica Teoría protoplasmática Estructura del DNA Clasificación de los virus Estructura presente en células procariotas y no en eucariotas: Hongos unicelulares Amebas Euglenas Algas unicelulares Cianofitas Carecen de DNA Carecen de carioteca Tienen mitocondria Carecen de ribosoma Tienen vacuolas La pared secundaria de los vegetales está constituida de: A) Celulosa C) Pectina E) Hemicelulosa 8. Tipo de célula que posee glucocálix: A) Bacteria B) Cianofita C) Célula vegetal D) Hongo unicelular E) Célula epitelial humana 9. La función biológica de la membrana plasmática es: A) B) C) D) E) Síntesis de ácidos nucleicos Controlar la división celular Secreción de colesterol Permeabilidad selectiva Formar el citoesqueleto 10. El transporte a través de las membranas puede ser pasivo, cuando los solutos: A) Se desplazan en favor de la gradiente B) Se dirigen de una menor a mayor concentración C) Hay gasto de energía D) No atraviesan la membrana E) Atraviesan por endocitosis 11. En el citosol, se halla una compleja organización interna, formada por redes de microfilamentos y microtúbulos denominados en su grupo como: Las células procariotas: A) B) C) D) E) 6. B) Mesosomas D) Mitocondria Los procariotas son el conjunto de organismos unicelulares que constituyen el Reino Monera, en el que se incluyen: A) B) C) D) E) 5. Lípidos y glúcidos Proteínas y azúcares Lípidos y proteínas Proteínas y sales minerales Lípidos y azúcares Editorial A) Cromatina C) Membrana celular E) Núcleo 4. De acuerdo al modelo mosaico fluido desarrollado por Singer y Nicholson (1972), la membrana plasmática está compuesta básicamente por: A) B) C) D) E) B) Citoplasma D) Pared celular En los años 1838 - 1839, el botánico M. Schleiden y el zoólogo T, Shwann, formularon la: A) B) C) D) E) 3. 7. 97 B) Peptidoglucano D) Oligosacáridos A) R.E.R. C) Citoesqueleto E) Cromatina B) R.E.L. D) Cromosomas 12. La mitocondria realiza la respiración celular y el cloroplasto la: A) B) C) D) E) Fotosíntesis Fermentación alcohólica Glucólisis Ciclo de Krebs Fermentación láctica Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 98 Banco de ejercicios 13. Los cloroplastos son organelas presentes en: A) B) C) D) E) Solamente en plantas Algas y cianofitas Plantas y algas Plantas y cianofitas Animales y protozoos 19. La estructura más importante del núcleo es ....... debido a que contiene la información hereditaria. A) la cromatina C) el poro nuclear E) nucléolo 14. La reducción del H2O2 a H2O gracias a la enzima catalasa, se lleva a cabo en los(las): B) carioteca D) nucleoplasma 20. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de los siguientes enunciados: Editorial A) Mitocondrias C) Cloroplastos E) Núcleo ( ) Las células eucariotas poseen carioteca ( ) La célula vegetal posee pared celular ( ) Las mitocondrías son organelos exclusivos de células animales ( ) Las cianofitas poseen clorofila B) Golgisomas D) Peroxisomas 15. Son dos organelas típicamente vegetales Mitocondrías - cloroplasto Peroxisoma - glioxisoma Mitocondría - lisosoma Cloroplasto - golgisoma Cloroplasto - glioxisoma A) VFVF D) FFFV 16. Son enunciados correctos: 1. El R.E.R carece de ribosomas. 2. El golgisoma está formado por un conjunto de sáculos aplanados y apilados. 3. Los lisosomas son formados por los golgisomas. 4. El R.E.L. tiene lugar la síntesis de diversas sustancias lipídicas. A) 1 y 4 D) 1; 2; 3 y 4 B) 2; 3 y 4 E) 3 y 4 1. 2. 5. 6. 7. 8. b a c e 9. 10. 11. 12. d a c a C) VVFF 13. 14. 15. 16. c d e d 17. 18. 19. 20. d c a e Son los bioelementos más abundantes en todos los seres vivos: 3. B) Cl - Ca D) K - Cl Es compuesto más abundante en todos los seres vivos: A) Agua C) Gases E) Proteínas 4. B) C, H, O, Mo D) C, H, O, N En la clorofila, el bioelemento presente es ........ y en la hemoglobina es ...... A) Mg - Mn C) Mg - Fe E) Na - K B) Vacuolas D) Lisosomas B) El nucleoplasma D) Nucleólos c a b e A) C, Ca; Cu, Ci C) C, He, O, N E) Mg, Cl, Fe 18. Estructuras que regulan el intercambio de moléculas entre el citoplasma y el núcleo, son: A) La cromatina C) Poros nucleares E) Carioteca 1. 2. 3. 4. B) FVFV E) VVFV PRACTICA N.° 2 C) 2 y 3 17. La autofagia, es un proceso celular, en la cual la célula digiere parte de contenido citoplasmático con el fin de recambiar por otros nuevos organelos; este proceso es dirigido por los(las): A) Mitocondrías C) Cloroplastos E) Peroxisomas Claves A) B) C) D) E) B) Sales D) C, H, O, N La molécula de agua se une a otras moléculas de agua mediante: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología A) B) C) D) E) 5. Editorial 9. B) Ácido graso D) Aminoácido Glucosa y fructuosa Glucosa y glucosa Glucosa y galactosa Glucosa y manosa Fructuosa y galactosa B) Celulosa E) Inulina C) Almidón Componente más abundante presente en la pared celular de los vegetales: B) Celulosa E) Glucógeno C) Quitina 10. Es el monosacárido que está presente en la sangre de los vertebrados: A) Sacarosa D) Trealosa B) Glucosa E) Lactosa C) Almidón 11. Son componentes orgánicos, insolubles en agua: A) Glúcidos C) Vitaminas E) Ácidos nucleicos A) Monosacáridos B) Ácidos grasos C) Aminoácidos D) Vitaminas E) Nucleótidos 15. Son características de las enzimas, excepto: Es el polisacárido de reserva energética propio de los vegetales: A) Inulina D) Almidón B) Vitaminas D) Proteínas 14. El grupo amino (-NH2) y el grupo carboxilo (-COOH) están presentes en: El disacárido sacarosa está conformada por: A) Glucógeno D) Quitina B) Ceras D) Fosfolípidos 13. Biomolécula orgánica más abundante en los seres vivos: A) Glucidos C) Lípidos E) Ácidos nucleicos Es la unidad estructural de los glúcidos: A) B) C) D) E) 8. A) Triglicéridos C) Terpenos E) Colesterol Glúcido Lípido Proteína Ácido nucleico Vitamina A) Nucleóticos C) Monosacárido E) Glicerol 7. 12. Lípidos que se encuentra presente en las membranas celulares, conformando bicapas: Es el principal compuesto orgánico, que brinda energía en forma inmediata: A) B) C) D) E) 6. Enlace iónico Puente de hidrógeno Enlace covalente Van der Waals Enlace metálico 99 B) Lípidos D) Proteínas A) B) C) D) E) Especificidad De un solo uso Sensibilidad Actúan en pequeñas cantidades Son insolubles en agua 16. Es una unidad estructural de los ácidos nucleicos: A) Monosacárido C) Aminoácido E) Nucleósido B) Ácido graso D) Nucleótido 17. El enlace que une a dos nucleótidos se denomina: A) Glucosídico C) Iónico E) Fosfodiéster B) Peptídico D) Fosfoéster 18. Es característica del ADN, excepto: A) B) C) D) E) Dos cadenas de polinucleótidos Base nitrogenada timina Posee puentes de hidrógeno Azúcar pentosa ribosa Ácido fosfórico Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 100 Banco de ejercicios A) Hipófisis C) Tiroides E) Pineal 19. Hallar la cadena complementaria en: A-T-G-C-A A) T - A - C - C - T C) T - A - G - C - U E) U - A - C - G - U B) T - A - G - C - A D) T - A - C - G - T 5. Claves 1. 2. 3. 4. d c a b 5. 6. 7. 8. a c a c B) Replicación D) Traducción 9. 10. 11. 12. b b b d 13. 14. 15. 16. d c b d 17. 18. 19. 20. 6. e d d c 7. Secretar más hormonas. Diferenciar a los receptores. Regular la concentración hormonal. Cambiar al órgano blanco. Transportar las hormonas. Cortisol Prolactina Oxitocina Progesterona Calcitonina ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) A) 4; 3; 5; 2; 1 C) 5; 1; 2; 4; 3 E) 5; 3; 4; 2; 1 8. 9. Tiroides Hipotálamo Cuerpo lúteo Adenohipófisis Suprarrenal B) 2; 3; 4; 1; 5 D) 4; 3; 2; 1; 5 La adrenalina o epinefrina se forma nivel de el(la): A) B) C) D) E) El mecanismo conocido como “Fred Back” permite al sistema endocrino: A) B) C) D) E) Hipotálamo Paratiroides Médula suprarrenal Corteza suprarrenal Páncreas Es una hormona que no se forma en la hipófisis: A) MSH D) ADH B) TSH E) FSH C) PRL Es conocido como el “segundo mensajero”: A) B) C) D) E) 4. La mayoría son proteínas. Las hormonas sexuales son esteroides. Determinan nuevas funciones. Son transportados por la sangre. Actúan en pequeña cantidad. B) Epinefrina D) Antidiurética Relacionar convenientemente la hormona con su estructura secretora: 1. 2. 3. 4. 5. Proporción que no corresponde al concepto de hormonas: A) B) C) D) E) El riñón forma la hormona: A) Eritropoyetina C) Aldosterona E) Calcitonina PRACTICA N.° 3 3. B) Inmunológica D) Digestiva Editorial A) Duplicación C) Transcripción E) Translocación 2. La timosina es una hormona que se relaciona con la función: A) Reproducción C) Metabólica E) Circulativa 20. El siguiente esquema representa: ADN " ARNm 1. B) Paratiroides D) Timo AMP cíclico Glucoproteína membranosa El ribosoma El complejo hormona - receptor El gen activado La melatonina es una hormona que regula el ciclo circadiano y se produce en la glándula: 10. La oxitocina es una hormona formada en el hipotálamo y además de estimular la contracción uterina permite: A) B) C) D) E) Disminuir la presión arterial. La eyección de leche materna. La mielinización neuronal. El metabolismo hepático. Regular el equilibrio hormonal. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 101 11. Aldosterona es a ....... como la testosterona es a .......... A) B) C) D) E) páncreas - células de Leydig médula suprarrenal - células de Sertoli neuropófisis - adenohipófisis corteza suprarrenal - células de Leydig adenohipófisis - neurohipófisis 18. Plantas que toleran un hábitat con alta concentración de sal: A) Higrofitas C) Xerofitas E) Mesofitas B) Halofitas D) Hidrofitas 19. Relación interespecífica en la que uno de los organismos saca provecho de otro sin causarle daño: Editorial 12. Las células b de los islotes de Langerhans producen: A) Insulina C) Glucagón E) Prolactina B) Adrenalina D) Aldosterona 13. La glucogenólisis en el hígado es promovido por la hormona: A) Insulina C) Parathormona E) Glucagón A) Comensalismo B) Amensalismo C) Predación D) Mutualismo E) Parasitismo B) Aldosterona D) Adrenalina 20. Los seres que se hallan en el inicio de una sucesión ecológica primaria, por ejemplo los musgos se denominan: A) Invasores C) Colonizadores E) Desintegradores A) Enfermedades C) Salinidad E) Espacio B) Luz D) Agua 15. El conjunto de diferentes poblaciones en un espacio y tiempo determinado se denomina: A) Bioma C) Biotopo E) Biocenosis 1. 2. 3. 4. c c a e B) Biotipo D) Nicho ecológico 16. Comunidad es a ....... como ........ es al hábitat. A) B) C) D) E) Claves 14. Es un factor biótico del ecosistema: b a e c 9. 10. 11. 12. d b d a 13. 14. 15. 16. e a e e 17. 18. 19. 20. e b a c PRACTICA N.° 4 1. La reproducción sexual garantiza: 1. Transmisión genética. 2. Variabilidad de la especie. 3. Que se mantenga la misma información hereditaria. nicho - biotopo hábitat - nicho ecológico población - comunidad bioma - biomasa biotopo - población A) Solo 1 D) 2 y 3 17. Un ecosistema es: A) El lugar donde viven los seres. B) Parte de la tierra donde la vida es posible. C) Formación natural que incluye la flora y la fauna. D) Conjunto de adaptaciones neorfológicas. E) Unidad formada por los seres vivos y su biotopo. 5. 6. 7. 8. B) Iniciadores D) Mesofitas 2. B) Solo 2 E) 1; 2 y 3 C) 1 y 2 Euglena es un organismo protista unicelular que se reproduce por: A) B) C) D) E) Fisión transversal Bipartición directa Fisión longitudinal Esporulación Fisión múltiple Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 102 Banco de ejercicios 3. Seres pluricelulares que se reproducen por gemación: A) Levaduras C) Amebas E) Helechos 4. Los peces cartilaginosos y aves realizan: A) B) C) D) E) 5. Partenogénesis Gemación Fecundación interna Conjugación Fisión binaria ) ) ) ) Caracoles y anélidos Nemátodes y moluscos Platelmintos y nemátodes Tenias y planarias Anélidos y planarias Se forman seres haploides. Es el caso de ciertas lagartijas. Sólo se forman individuos machos. Hay variabilidad genética con fecundación. A) VVFF C) VVFV E) VFFV 8. C) 3 y 4 La testosterona se forma en células ......... que se hallan ....... de los túbulos seminíferos. A) B) C) D) E) de Sertoli - dentro de Leydig - fuera de Leyid - dentro de Sertoli - fuera intersticiales - dentro 10. La próstata se localiza en la zona: A) B) C) D) E) Anterior a la vejiga. Distal de la uretra. Posterior del testículo. Proximal de la uretra. Media del cuerpo cavernoso. 11. La sección quirúrgica del conducto deferente constituye la: Son concepto que corresponde a la partenogénesis: ( ( ( ( 9. B) 2 y 3 E) 1; 2; 3 y 4 Editorial Realizan reproducción con hermafroditismo insuficiente: A) B) C) D) E) 7. Fecundación sin cópula Fecundación externa Desarrollo vivíparo Fecundación interna Protandria El enunciado: A + B " C + D; corresponde a la reproducción denominada: A) B) C) D) E) 6. B) Poríferos D) Equinodermos A) 1 y 2 D) 1; 3 y 4 B) VFVF D) VFVV Son conceptos que se relacionan a los testículos: 1. Sintetizan testosterona. 2. Tienen células de Leydig. 3. Tienen células de Sertolli. 4. Son estimulados por la FSH. A) Circuncisión C) Histerectomía E) Esterilización B) Vasectomía D) Prostatectomía 12. La trompa de Falopio se divide en los segmentos: 1. Ampolla 3. Intramural A) 1 y 2 D) 1; 2 y 3 2 Istmo 4. Cervical B) 2 y 3 E) 2; 3 y 4 C) 3 y 4 13. La progesterona se forma en los ovarios a nivel de: A) El estroma B) El folículo primario C) El folículo de Graaf D) El cuerpo lúteo E) La corteza ovárica 14. La menstruación es el desprendimiento del ...... del útero. A) B) C) D) E) miometrio exometrio endometrio funcional endometrio basal cérvix Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 103 15. La hormona ....... estimula la ovulación; pero también se halla en el varón y se le denomina ...... A) FSH - GCSH C) LH - GCSH E) FSH - LH PRACTICA N.° 5 1. B) FSH - ICSH D) LH - ICSH 1. alveolos 2. bronquiolo 3. bronquio 4. capilar sanguíneo 5. arteria bronquial 16. La fecundación humana sucede en ............. y la implantación del blastocito en ...... A) B) C) D) E) Editorial itsmo - útero fondo uterino - cérvix endometrio - miometrio oviducto - endometrio fimbrias - región intramural A) 1 y 2 D) 2 y 5 2. A) Capas germinales C) Blastómeras E) Blastóporos B) Cigotos D) Mórulas 3. B) El ano D) La placenta Al celoma La columna vertebral La médula espinal Al sistema nervioso Al tubo neutral 4. 1. Ectodermo 2. Endodermo 3. Mesodermo Claves A) 1; 2; 3; 3 D) 2; 3; 1; 2 1. 2. 3. 4. c c b d ( ( ( ( ) ) ) ) Hígado Riñón Cerebelo Esófago B) 3; 2; 1; 2 E) 2; 1; 3; 2 5. 6. 7. 8. d d a e 9. 10. 11. 12. b d b d 13. 14. 15. 16. 5. C) 3; 3; 1; 2 d c d d 17. 18. 19. 20. c a b d C) 3; 4 y 5 Senos paranasales Uropigio Sacos aéreos Vejiga natatoria con oxígeno Pigostilo la faringe el oxígeno de la vejiga natatoria el CO2 de la vejiga natatoria el oxígeno disuelto en agua los vasos sanguíneos En los anfibios adultos predomina la respiración ............, sobre la de sus sacos pulmones A) branquial D) faringe 6. B) 4; 5 y 6 E) 1; 3 y 6 Las branquias efectúan el intercambio de CO2 por O2, entre el epitelio del arco branquial y ........ A) B) C) D) E) 20. Relacionar: 2. Cricoides 4. Aritenoides 6. Cuneiformes El aparato respiratorio de las aves es similar al de los mamíferos; pero las aves además tienen: A) B) C) D) E) 19. La notocorda o cuenda dorsal originará: C) 1 y 5 Los cartílagos de la laringe son: A) 1; 2 y 3 D) 2; 4 y 5 18. El arquenterón observada en la gástrula es el precursor de: A) El intestino C) La boca E) El celoma B) 1 y 4 E) 3 y 4 1. Epiglotis 3. Cartílago tiroideo 5. Corniculados 17. Luego de la fecundación el huevo se segmenta en varias células o: A) B) C) D) E) En los humanos el intercambio de CO2 por O2 o hematosis, se efectúa entre: ...... y ........ B) bucal E) laringe C) cutánea Los insectos tiene como órganos respiratorio a los conductos que es(son) ...... ubicados en cada segmento somite de su abdomen. Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 104 Banco de ejercicios A) la faringe C) las fosas nasales E) Todo 7. B) la laringe D) las tráqueas La estrella de mar respira por papilas dermales y ......., conductos que hallan oxígeno disuelto. A) las tráqueas B) las filotráqueas C) el sistema acuífero D) los sacos aéreos E) Los sacos pulmonares 8. A) tráqueas B) branquias C) filotráqueas D) sacos pulmonares E) faringe Editorial Los espongiarios por ..... toman el oxígeno disuelto en el agua debido a que carecen de órganos respiratorios A) Vacuolas C) Difusión E) Los coanocitos 9. 13. La respiración por ......, es de los crustáceos como el camarón y cangrejo B) Los poros D) El ósculo Señale cuál no es vía conductora de gases respiratorios en los humanos: A) Fosas nasales C) Tráquea D) Bronquios B) Laringe E) Alveolos 10. Forman las vías respiratorias altas: A) Fosas nasales C) Laringofaringe E) Todo B) Rinofaringe D) Tráquea 11. Señale las vías respiratorias bajas en los humanos: A) B) C) D) E) Bronquios principales Bronquios lobulares Bronquios segmentares Bronquiolos Todo lo conforma 12. La respiración es ...... en los anélidos como la sanguijuela y lombriz de tierra A) B) C) D) E) cutánea por tráqueas por bronquias por sacos pulmonares bucal 14. Carecen de órganos respiratorios, los platelmintos como la tenía: pero toman el oxígeno de su entorno por: A) Vacuolas D) Boca B) Ventosas E) Todo C) Difusión 15. Carecen de órganos respiratorios los nematelmintos como la lombriz intestinal; pero toman el oxígeno de su entorno por: A) Difusión C) Cilios E) Faringe B) Vacuolas D) Boca 16. La respiración la efectúan por ......., en los celentéreos como la malagua. A) el hipostoma o boca B) las branquias C) vacuolas D) difusión E) el celenterón 17. Los músculos inspiradores en los humanos son: 1. 2. 3. 4. Diafragma Intercostal externo Pleura Pectorales A) 1; 2 y 3 D) 1 y 3 B) 1; 2 y 4 E) 1 y 4 C) 1; 3 y 4 18. Los quimioreceptores carotideos y aórtico actúan, la elevarse la presión ....... en sangre. A) de oxígeno C) arterial E) Todo B) de CO2 D) venosa 19. En los humanos se denomina espacio muerto, al aire contenido en: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 105 Bronquio lobular Bronquio segmentario primario Bronquio segmentario secundario Bronquiolo Todo 4. 20. La sustancia surfactante - proteína y fosfolípido - la sintetizan los neumocitos ubicados en: 5. A) B) C) D) E) Claves b a c d A) la gástrula C) la blastocisto E) el corión 5. 6. 7. 8. c d c c 9. 10. 11. 12. e e e a 13. 14. 15. 16. b c a d 17. 18. 19. 20. b b e c 6. La principal función de la reacción acrosómica es 7. activar el óvulo mejorar la motilidad espermática prevenir la fecundación interespecífica facilitar la penetración de las cubiertas ovulares por el espermatozoide E) inducir la fusión de los pronúcleos del espermatozoide y el óvulo La segmentación del cigoto origina una esfera sólida de células denominada ....... , que suele transformarse en una esfera hueca de células llamada....... A) B) C) D) E) 8. A) la gástrula C) la blástula E) el feto B) la mórula D) el embrión Al final de la primera semana después de la fecundación ya se puede hablar de embarazo porque ....... El embrión propiamente dicho de un mamífero se desarrolla a partir de: A) B) C) D) E) blástula - gástrula mórula - gástrula gástrula - blástula blastocisto - gástrula mórula - blástula Luego de la fecundación, las divisiones sucesivas del cigoto van a formar entre el 4.° y 5.° día a ........... B) citotrofoblasto D) saco vitelino A) el espermatozoide ya ha fecundado al ovocito. B) el cigoto se está segmentado. C) la mórula está realizando mitosis. D) recién se han fusionado los pronúcleos masculino y femenino. E) el blastocisto se ha implantado en el endometrio 9. 3. La hormona gonadocoriónica es sintetizadas por A) amnios C) sincitiotrofoblasto E) embrioblasto A) B) C) D) 2. La implantación se produce gracias a la secreción de enzimas del: A) amnios B) citotrofoblasto C) sincitiotrofoblasto D) saco vitelino E) alantoides B) La pleura D) Los bronquios PRACTICA N.° 6 1. B) la mórula D) el embrión Editorial A) Los bronquiolos C) Los alveolos E) Los capilares 1. 2. 3. 4. Qué estructura presenta: embrioblasto, trofoblasto y el blastocele el trofoblasto el corion todo el blastocisto saco vitelino la masa celular interna Lugar donde se realiza la segmentación del cigoto A) B) C) D) E) El ovario El cérvix La trompa de Eustaquio El oviducto El útero Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 106 Banco de ejercicios 10. Estructura que presenta tres capas germinales A) Mórula C) Blástula E) Trofoblasto 17. El epiblasto dará origen al ....... y el hipoblasto al ............. A) B) C) D) E) B) Gástrula D) Blastocisto 11. No es una correspondencia correcta A) B) C) D) E) endodermo/mucosa gastrointestinal. ectodermo/sistema circulatorio. mesodermo/columna vertebral. mesodermo/aparato reproductor. ectodermo/órganos sensoriales. Editorial 18. Se conoce como .......... cuando se reúnen los cromosomas de los pronúcleos para formar el material genético del cigoto A) B) C) D) E) 12. Durante la gastrulación se observa una cavidad precursora del tubo digestivo denominada A) Blastocele C) Blastóporo E) Saco vitelino B) Blastómero D) Arquenterón Tejido epitelial y nervioso Tejido nervioso y conectivo Tejido muscular y conectivo Tejido muscular y nervioso Todo el tejido nervioso A) B) C) D) E) B) Amnios D) Saco vitelino Claves A) Cordón umbilical C) Alantoides E) Placenta A) B) C) D) E) B) alantoides D) cordón umbilical 15. Qué estructura está conformada por tejidos fetales y maternos 16. El ....... es un saco lleno de líquido que rodea al embrión y lo mantiene húmedo; también actúa como amortiguador de impactos A) alantoides B) corion C) saco vitelino D) el cordón umbilical E) amnios. el endodermo el mesodermo y el endodermo el endodermo y el mesodermo el mesodermo el endodermo y el ectodermo 20. la parte principal de la placenta se forma a partir del: 14. El ......... dará origen al corion y el amnios A) embrioblasto C) embrión E) trofoblasto reacción acrosómica reacción de zona reacción cortical formación de pronúcleos anfimixis 19. El hígado y la glándula tiroides se originan a partir de: 13. Son derivados del mesodermo A) B) C) D) E) mesodermo - ectodermo ectodermo - mesodermo endodermo - ectodermo mesodermo - endodermo ectodermo - endodermo Amnios Alantoides Saco vitelino Corión Cordón umbilical 1. 2. 3. 4. d e c c 5. 6. 7. 8. c c e e 9. 10. 11. 12. d b b d 13. 14. 15. 16. c e e e 17. 18. 19. 20. e e a d PRACTICA N.° 7 1. Durante el proceso de la nutrición animal, la digestión consiste en: A) Incorporación de alimentos B) Transporte de las sustancias a todos los tejidos Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 107 C) Transformación de las macromoléculas componentes de los alimentos en moléculas sencillas D) Expulsión de los residuos E) Metabolismo celular 2. 7. Colocar verdadero (V) y falso (F) en los siguientes enunciados, después elegir la alternativa correcta: ( ) El quilo se forma en el duodeno ( ) La renina actúa sobre la leche ( ) El pepsinógeno se transforma en pepsina en un medio alcalino ( ) En la boca hay digestión mecánica Los organismos que se alimentan de otros seres vivos, bien sean vegetales, bien animales o bien ambos, se denominan, .......; éstos deben buscar y capturar los organismos que les sirve de alimentos. Editorial A) saprofitos C) saprozoicos E) holozoicos 3. B) Epiglotis D) Laringe El esófago, es un órgano musculoso que desciende desde la faringe hasta el estómago atravesando el diafragma. El alimento es empujado en el esófago por acción de: A) La saliva B) La gravedad C) El jugo gástrico D) La onda peristáltica E) La hormona gástrica 6. En el estómago, el alimento es sometido a una serie de contracciones rítmicas que, junto con la acción química del jugo gástrico, convierten el alimento en una papilla denominada: A) Quimo B) Quilo C) Bolo alimenticio D) Producto alcalino E) Secreción gástrica Emulsiona las grasas Neutraliza la acidez del quilo Favorece la absorción de ácidos grasos Favorece la absorción de vitamina A Forma la lipasa hepática A) 1; 2; 3 y 4 C) 1; 2; 3; 4 y 5 E) 1 y 3 9. B) VFFF D) FFFV El hígado, segrega bilis que desempeña las siguientes funciones: 1. 2. 3. 4. 5. B) Las tortugas D) Las serpientes Después de la deglución el bolo alimenticio pasa a la faringe, para cerrar las vías respiratorias durante la deglución, la faringe forman un repliegue llamado: A) Glotis C) Itsmo de las fauces E) Esófago 5. 8. El alimento ingresa por la boca, donde es triturado por los dientes; excepto en: A) Las aves C) Los peces E) Los reptiles 4. B) autótrofos D) heterótrofos A) VVFF C) VFVF E) VVFV B) 1; 3 y 4 D) 1; 3; 4 y 5 En el intestino grueso; de un mamífero, suceden los siguientes procesos, excepto: A) B) C) D) Síntesis de vitamina K Absorción de H2O Absorción de iones Síntesis de algunas vitaminas del complejo B E) Secreción del jugo intestinal 10. La lengua es pequeña y poca especializada; posee dientes y no posee glándulas salivales; nos referimos a: A) Peces C) Anfibios E) Serpientes B) Tortugas D) Oso hormiguero 11. Tipo de dientes que se desarrolla más en los roedores: A) Caninos B) Incisivos C) Premolares D) Molares E) Caninos e incisivos Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 108 Banco de ejercicios 12. Los siguientes características corresponden a un(a) 18. Colocar verdadero (V) o falso (F) en los siguientes enunciados y elegir la alternativa correcta: 1. Lengua musculosa y glandular 2. Mayor desarrollo de los caninos 3. Cuerpo cubierto de pelos 4. Hábitat: las sábanas A) Elefante C) Ratón canguro E) Jirafa ( ) El tubo digestivo de los invertebrados tienen esfíntesis ( ) El tejido muscular favorece el movimiento peristáltico ( ) El burro no tiene panza o rumen ( ) Algunas aves poseen dientes B) León D) Cerdo Editorial 13. Según el desarrollo evolutivo del aparato digestivo aparecen los esfínteres, cuya función permitió: A) La aparición de la onda peristálica B) Secreción del jugo gástrico C) Controlar la permanencia necesaria del alimento D) Secreción del jugo intestinal E) Las deglución A) VFVV C) FVFV E) FVFF 19. La nutrición de los carnívoros es tipo: A) Holozoica C) Saprofítica E) Parasitaria A) Buitre C) Gallinazo E) Hiena 15. Estructura digestiva que segrega jugos gástricos en las aves: A) Ventrículos C) Proventrículo E) Esófago 1. 2. 3. 4. B) Molleja D) Buche 16. Del esófago de los mamíferos rumiantes parten cuatro bolsas o lóculos; uno de ellos segrega enzimas; es denominado: A) Panza C) Libro E) Rumen Claves B) Carnívoros D) Insectívoros A) Digestión química de los alimentos B) Digestión mecánica de los alimentos C) Permanencia necesaria del alimento en los distintos órganos D) Formación del quilo en el estómago E) Formación del quimo en el duodeno c e a b B) Cóndor D) Perro salvaje 5. 6. 7. 8. d a e b 9. 10. 11. 12. e a b b 13. 14. 15. 16. c c c d 17. 18. 19. 20. a e a d PRACTICA N.° 8 1. En las pterophytas, como los helechos, la fase predomina en su ciclo vital es: A) B) C) D) E) B) Redencilla D) Cuajar 17. Existen glándulas anexas (hígado, páncreas) que liberan gradualmente enzimas a lo largo del tubo digestivo, lo que facilita la: B) Saprobiótica D) Saprozoica 20. No es animal carroñero: 14. La longitud del intestino es mayor en los animales: A) Parásitos C) Herbívoros E) Omnívoros B) VFVF D) VFFF 2. El prótalo El ptotonema La generación gametofítica La generación esporofítica El arquegonio Comúnmente la planta de un musgo o hepática adulta es (el): A) Esporofito B) Talo C) Cormo D) Gametofito E) Protonema Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 109 3. No es una característica fundamental de un helecho: A) B) C) D) E) 4. Es traqueofítica (vascular) Esporofito dominante Sin estructuras reproductivas asexuales Dioica (sexos separados) Con raíces, tallos y hojas verdaderas Las pterydophytas Las cormofitas Las gimnospermas (coníferas) Las angiospermas Las criptógamas Relacione: 1. Tallophyta 3. Pteridophyta 2. Briophyta 4. Espermatophyta A) 4; 1; 3; 2 C) 3; 1; 2; 4 E) 4; 1; 2; 3 6. Son organismos vegetales que carecen de xilema y floema, poseen rizoides, filoides, taloides, es decir, raíces, hojas y tallos no verdaderos: A) Helechos B) Musgos C) Angiospermas D) Gimnospermas E) Rizoma Editorial Las plantas que presentan un periodo de fecundación muy prolongado de 12 a 18 meses en donde el tubo polínico se dirige hacia el óvulo para que se produzca la unión de los anterozoides con las ovocélulas con: A) B) C) D) E) 5. 8. ( ( ( ( ) Pinos y abetos ) Algas ) Musgos y hepáticas ) Helechos B) 2; 1; 3; 4 D) 4; 3; 2; 1 Correlacione con respecto a los helechos: 1. Anterozoide 2. Ovocélula 3. Esporangio 4. Prótalo ( ( ( ( A) 1; 2; 3; 4 C) 2; 4; 1; 3 E) 2; 4; 3; 1 ) ) ) ) soros gametofito anteridio arquegonio B) 3; 4; 1; 2 D) 3; 1; 4; 2 9. No corresponde a los helechos: A) Soros D) Protonema B) Fronda E) Rizoma C) Raquis 10. Las angiospermas: A) B) C) D) E) Carecen de flores verdaderas Tienen óvulos desnudos Son plantas leñosas y hierbas Incluyen: pinos, abetos y legumbres Todas son correctas 11. Algunas flores son de colores vistosos por: A) B) C) D) E) Mimetizarse con el medio Espantar a los insectos Formar mejor néctar Mejorar la polinización Realización mejor fotosíntesis 12. Los tépalos se forman cuando no hay diferenciación entre: A) B) C) D) E) Polen - óvulo Cáliz - corola Cáliz - pistilo Pistilo - estambre Estambre - corola 13. Marque la relación incorrecta: 7. La marcada alternativa de generaciones, es decir, poder un ciclo reproductivo asexual y sexual es común en organismos como: 1. Coníferas 3. Bryophytas 5. Pteridophytas 2. Espermatrophitas 4. Talophytas A) 1; 2 y 3 C) 3; 4 y 5 E) 3 y 5 B) 3 y 4 D) 2 y 4 A) Teste - primaria B) Tegmen - secundina C) Embrión - saco D) Tegumento - placenta E) Nucela - cotiledón 14. Un jugo contiene frutas tipo baya, pomoh, esperidio, drupa y pepónide. ¿Qué frutas respectivamente forman el jugo? Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 110 Banco de ejercicios A) Plátano; naranja; papaya; durazno y melón B) Pera; coco; fresa; ciruela y papaya C) Piña; fresa; lúcuma; naranja y limón D) Papaya; manzana; naranja; durazno y sandía E) Sandía; melón; durazno; pera y manzana 15. Señale el tipo de polinización abiótica: 3. Las piezas de una envoltura floral que no se diferencian como parte de una corola o de un cáliz, se llaman: A) Sépalos C) Carpelos E) Brácteas 4. B) Tépalos D) Pétalos Si las flores son polinizadas por colibríes, se llama polinización: Editorial A) Entomógama C) Mastozoógama E) Ornitógama B) Anemófila D) Quiropterógama A) Autómaga B) Entomógama C) Anemógama D) Quiropterógama E) Ornitógama 16. El gameto masculino de las antofitas se forma a partir del (de la): A) Megaspora C) Microspora E) Teca B) Antera D) Estambre 5. A) Epispermo C) Embrión E) Fruto 17. Las plantas dioicas tiene una fecundación del tipo: A) Directa C) Cruzada E) Artificial Claves 1. 2. 3. 4. 5. d d d e e B) Autógama D) Anemógama 6. 7. 8. 9. 10. b c b d b 11. 12. 13. 14. 15. d b e b b 6. 16. c 17. c 7. 2. Mejorar los genes Cruzar dos especies Mantener la información genética Variabilidad en los hijos Formar plantas más fuertes 8. B) Cáliz D) Gineceo Polinización por agentes bióticos; excepto: El embrión de una semilla se forma por la unión de una célula espermática con: A) B) C) D) E) No es verticilo floral: A) Androceo C) Corola E) Receptáculo Polen y oósfera Grano de polen y núcleos polares La semilla Las membranas del rudimento seminal La exina y la intina A) Ornitógama B) Quiropterógama C) Entomógama D) Artificial E) Anemógama La propagación por estacas permite A) B) C) D) E) B) Semilla D) Endosperma El episperma de la semilla se origina a partir de: A) B) C) D) E) PRACTICA N.° 9 1. Se origina a partir de la unión de una célula espermática y los 2 núcleos polares: 9. Una célula sinérgida Una célula antípoda Una oósfera Un grano de polen El estigma del pistilo Son elementos encontrados en el gineceo a excepción de: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 111 A) B) C) D) E) Célula generatriz Saco embrionario Estigma Ovario Rudimentos seminales 16. Las hojas carpelares originan: A) B) C) D) E) 10. No corresponde al “Androceo”: A) Antera C) Teca E) Filamento B) Oósfera D) Polen Perianto Rudimentos seminales Cáliz Estambre Pistilo 17. No guarda relación con el pistilo: A) B) C) D) E) Conectivo Ovario Estigma Rudimentos seminales Estilo Editorial 11. En el gineceo no hallamos: B) Estigma D) Oósfera 12. No es un tipo de polinización biótica: A) Artificial B) Ornitógama C) Hidrógama D) Entomógama E) Quiropterógama 13. En el grano de polen, el núcleo generatriz se divide para formar 2 anterozoides, uno de los cuales se fusiona con los núcleos polares para formar: A) Fruto C) Semilla E) Núcleo secundario Claves A) Ovocélula C) Conectivo E) Lóculo 1. 2. Ovocélula: n Embrión: 2n Antípoda: 2n Endosperma: 2n A) VFVF D) VVFF B) VVVF E) VFFV d e c a b 11. 12. 13. 14. 15. c c b d e 16. e 17. a Fase en la cual los cromosomas por pares se alinean en el centro de la célula: Las diferencias entre mitosis y meiosis con en: 1. Profase - profase I 2. Metafase - metafase I 3. Telofase - telofase II 4. Anafase - anafase II A) 1 y 2 D) Solo 3 15. De los siguientes enunciados, marque (V) o (F): ) ) ) ) 6. 7. 8. 9. 10. A) Metafase B) Metafase I C) Metafase II D) Profase II E) Anafase I 14. La ovocélula se une con un anterozoide durante la fecundación para formar ........ que es....... ( ( ( ( c e b e d PRACTICA N.° 10 B) Endosperma D) Embrión A) endosperma - 3n B) endosperma - 2n C) tagumento - 2n D) embrión - 2n E) embrión - 2n 1. 2. 3. 4. 5. 3. C) FVVV B) Solo 2 E) 2 y 4 C) 3 y 4 La separación de cromátidas hermanas durante la meiosis ocurre en: A) Profase I C) Telofase I E) Telofase II B) Anafase I D) Anafase II Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 112 Banco de ejercicios 4. La existencia de un cromosoma adicional en los gametos humanos, puede ser consecuencia de una mala segregación de cromosomas durante la ........ de ................ A) anafase I, meiosis B) telofase II, meiosis C) anafase, mitosis D) profase II, meiosis E) telofase II, mitosis 5. Son características de la meiosis, excepto: A) La meiosis l es reduccional B) Los cromosomas entran en sinapsis y forman quiasmas C) Da lugar a 4 productos celulares D) El número de cromosomas en la división se reduce E) Se presenta en células sexuales 7. Un(a) ........ mediante meiosis origina ..... A) espermatocito primario - 4 espermatozoides B) espermatogonia - 4 espermátides C) espermatogonia - 4 espermatozoides D) espermatocito secundario - 4 espermátides E) espermatocito primario - 4 espermátides 8. En los seres humanos, el número de tétradas formadas durante las meiosis es: A) 23 D) 0 B) 46 E) 4 C) 92 10. Es uno de los responsables de la evolución de las especies: A) B) C) D) E) Interfase Crossing over Mitosis Separación de cromosomas La posición del centrómero Editorial El Crossing over ocurre en: A) Paquinema B) Diplonema C) Leptonema D) Diacinesis E) Cigonema 6. 9. En la división meiótica l se separan ...... y en la meiosis II .............. A) los cromosomas homólogos - las cromátides hermanas B) los cromosomas homólogos - las cromátides no hermanas C) las cromátides del cromosoma homólogo las cromátides hermanas D) los cromosomas bivalentes - las cromátides hermanas E) los cromosomas bivalentes - los cromosomas univalentes 11. Relacione: 1. leptonema 2. Cigonema 3. Paquinema 4. Diplonema A) 4; 3; 2; 1 D) 1; 3; 2; 4 ( ( ( ( ) ) ) ) Quiasmas Crossing over Sinapsis Cromómeros B) 4; 2; 1; 3 E) 1; 2; 3; 4 C) 3; 1; 2; 4 12. La formación del completo sinaptonémico (sinapsis de cromosomas homólogos) se produce a nivel de: A) B) C) D) E) Paquinema - profase I Cigonema - profase II Diacinesis - meiosis I Diploteno - metafase I Cigonema - profase I 13. Indique la secuencia correcta en la ovogénesis: ( ) Óvulo ( ( ( ( ) ) ) ) Ootide Ovocito II Ovocito I Ovogonia A) 1; 2; 3; 4; 5 C) 5; 4; 3; 2; 1 E) 3; 5; 4; 2; 1 B) 3; 4; 5; 1; 2 D) 4; 5; 3; 2; 1 14. La división reduccional de la meiosis: A) B) C) D) E) La efectúan células germinales diploides Forma dos células hijas Cada células hija con “n” cromosomas Cada cromosoma con ADN duplicado Todo lo confirma Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 113 15. La recombinación de material genético en la meiosis se efectúa en: A) B) C) D) E) La metafase I La interfase La anafase I La metafase II La profase I PRACTICA N.° 11 1. Garantiza la supervivencia de las especies: A) Nacimiento C) Desarrollo E) Adaptación 2. B) Crecimiento D) Reproducción Sobre la reproducción asexual, marque lo correcto: Editorial 16. Si a una ovogonia en meiosis; le inyectamos una enzima que bloquea la formación del huso acromático, ¿en qué fase se detiene la meiosis? A) Metafase I B) Anafase I C) Profase I D) Interfase I E) Metafase II A) Intervienen dos progenitores B) La velocidad de reproducción es mayor C) Es característico de los organismos multicelulares D) Intervienen células sexuales E) Hay variabilidad 3. 17. Las proposiciones son correctas, excepto: A) Al final de la meiosis los cromosomas del espermatozoide son haploides B) El óvulo antes de ser fecundado tiene “2n” de DNA C) La unión del óvulo con el espermatozoide restablece el número diploide D) Los espermatozoides son células flageladas E) El cigote tiene número diploide de cromosomas A) Fisión C) Esporulación E) Conjugación 4. Claves A) Solo 1 C) 2 y 4 E) 2 y 3 1. 2. 3. 4. 5. b a d a a 6. d e a a b 11. 12. 13. 14. 15. a e c e e Reproducción asexual característica del reino monera: En levaduras (hongos unicelulares) la formación de brotes que luego se independizan para formar nuevos individuos constituye una forma de reproducción llamada. 7. 8. B) Fragmentación D) Gemación Reproducción llamada también fisión múltiple es: A) Estrobilación C) Esporulación E) Gemación 16. c 17. b 18. b B) Conjugación D) Bipartición A) Conjugación C) Esporulación E) Partenogénesis B) 1 y 3 D) 3 y 4 6. 7. 8. 9. 10. B) Gemación D) Estrobilación A) Gemación C) Fisión E) Esporulación 18. Son eventos que sólo ocurren durante la meiosis: 1. Separación de cromosomas homólogos en anafase I 2. Réplica de DNA 3. Intercambio de material genético 4. Formación del huso acromático No es reproducción asexual: B) Fragmentación D) Regeneración División celular que mantiene constante el número de cromosomas en las células, se denomina: A) Mitosis D) Anfimixis B) Meiosis C) Amitosis E) Cariocinesis Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 114 Banco de ejercicios 9. La duplicación del DNA ocurre en el periodo ...... del ciclo ....... A) G0 - celular C) S - celular E) S - mitocondrial B) G1 - centriolar D) G2 - nuclear 10. Si el número cromosómico de la especie humana es 46, entonces: C) interfase - la cantidad de DNA D) cariocinesis - los núcleos E) interfase - el número de cromatinas 15. Sobre la mitosis son correctas; excepto: A) Una célula madre da origen a dos células B) Se da en las células somáticas fundamentalmente C) Se mantiene el número de cromosomas constante D) Por cada ciclo celular una división E) Duplica el número de cromosomas en las células hijas Editorial A) El espermatozoide y el óvulo contienen 46 cromosomas cada uno. B) El espermatozoide contiene 46 cromosomas en los individuos parecidos al padre. C) El espermatozoide y el óvulo contienen 23 cromosomas cada uno. D) El espermatozoide contiene un número variable de cromosomas, dependiendo del individuo. E) El espermatozoide no contiene cromosomas 11. La división celular vegetal a diferencia de la animal: 1. No presenta aparato mitótico (centrosomas) 2. Es anastral 3. Se forma fragmosplasto 4. Presenta casquetes polares 5. Se produce constricción o clivaje celular A) 2 y 4 C) 1; 2; 3 y 4 E) 2; 4 y 5 B) 3; 4 y 5 D) 3 y 5 12. Son característica de la mitosis: 1. Las células hijas tienen igual número de cromosomas que la célula madre. 2. Los cromosomas homólogos se aparean y realizan sinapsis. 3. Cada proceso da lugar a 2 células hijas. 4. El material genético cambia debido a la recombinación o entrecruzamiento. 5. El material genético permanece constante. A) 1; 3 y 5 C) 1; 2 y 4 E) Solo 4 B) 3; 4 y 5 D) 2 y 4 13. En la fase S de la ...... se duplica ....... A) interfase - el número de células B) división - el número de células 16. Son características de la mitosis, excepto: A) División equitativa que separa las cromátides hermanas B) Los cromosomas no entran en sinapsis C) Cada ciclo da lugar a dos células hijas D) El contenido genético de los productos mitóticos es idéntico E) Se presenta sólo en las células sexuales 17. Relacione ambas columnas: I. Profase II. III. IV. V. Placa media Anastral Interfase Metafase A) I; IV; III; II; V C) V; IV; III; II; I E) V; IV; II; III; I ( ) Máxima condensación de las cromátinas ( ) Síntesis del DNA ( ) Telofase vegetal ( ) Casquetes polares ( ) Degenera la carioteca B) II; V; IV; III; I D) IV; V; III; II; I 18. De la profase señale lo correcto: 1. 2. 3. 4. Se desintegra la carioteca Se genera el huso acromático Se desintegra el nucléolo Cada cromosoma con dos cromátides unidas al centrómero A) 1; 2 y 3 D) 1 y 3 B) 2; 3 y 4 E) Todas C) 1; 3 y 4 19. El centrómero o construcción primaria del cromosoma posee anillos proteínicos íntimamente asociados con una fibra del huso acromático. Esos anillos son denominados: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 115 A) B) C) D) E) Telómeros R.O.N. (Región de organización nucleolar) Somitas Nucleosomas Cinetocoros D) Que se hallan en ribosomas E) Se localizan en los lisosomas 4. Según el enunciado de Erwin Chargaff, marque la proposición correcta: A) A + T = C + G C) A/T = C/G E) A + T + G = C 20. Los dos juegos de cromosomas presentes en las células de los organismos diploides se deben a: B) A = T = C = G D) A + G = C + T Editorial A) La duplicación de una célula haploide B) La aportación de un juego haploide por cada progenitor C) Un proceso de reducción dentro de una célula tetraploide D) La replicación del DNA a nivel de la interfase E) La aportación de un juego diploide por cada progenitor Claves 1. 2. 3. 4. 5. d b e d d 6. 7. 8. 9. 10. c a c c c 11. 12. 13. 14. 15. a c e e e 5. ( ) Forman parte del material genético de todas las células ( ) Los nucleótidos de una cadena están unidos entre sí por enlaces fosfodiéster ( ) Formado por 2 hebras que corren en direcciones opuestas ( ) Las bases nitrogenadas de una cadena se mantienen unidas por puentes de hidrógeno 16. e 17. e 18. b A) VFVF D) VVVF 6. El DNA y el RNA, según su estructura química son: A) Polipéptidos C) Poliscáridos E) Cadenas dobles 2. B) Nucleoproteínas D) Polinucleótidos 7. 3 puentes de hidrógeno 2 puentes de hidrógeno Enlace fosfodiéster Atracción electrostática Enlace covalente En las células eucarioticas, el DNA. Son características del modelo estructural tridimensional del DNA: A) Solo 1 D) 1 y 3 8. 3. C) VFFF 1. Las bases nitrogenadas están en el interior de la hélice 2. Existe especificidad en la unión de las bases nitrogenadas de una cadena a la otra cadena 3. Permite explicar el proceso de replicación. Dos nucleótidos consecutivos en una tira se unen mediante: A) B) C) D) E) B) FFVV E) FFFV A) Es una doble hélice cíclica desnuda B) Se encuentra asociado a proteínas histonas. C) No se encuentra asociado a proteínas. D) Es una cadena única y lineal. E) Tiene como función la transcripción y la traducción. PRACTICA N.° 12 1. Sobre el DNA marcar verdadero (V) o falso (F): B) Solo 2 E) 1; 2 y 3 C) 1 y 2 Tanto el DNA como el RNA tienen en común: La tira de DNA: A - T - C - A - G - A t e n d r á como tira complementaria: A) El tipo de cadena B) El tipo de pentosa C) Las bases púricas A) A-T-C-A-G-A C) T-A-G-T-C-T E) U-T-C-U-G-U B) T-A-G-T-C-A D) A-U-C-A-G-A Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 116 Banco de ejercicios 9. En la replicación de una célular procariote participan: 1. RNA polimerasa 2. DNA polimerasa 3. Desoxirribonucleótidos 4. Ribonucleótidos 5. RNA transferencia 6. Energía 14. La formación de las proteínas en los Ribosomas interpretando el mensaje en clave toma el nombre de: A) Translocación C) Transferencia E) Transformación B) Transcripción D) Traducción 15. Al actuar la enzima transcriptasa en la cadena de DNA: T C G A T A, se obtendrá: Editorial A) 1; 2 y 3 D) 5 y 6 B) 2; 3 y 6 E) Todas C) 3 y 4 10. ¿Cuál (es) de los siguientes eventos corresponde (n) a la replicación? 1. La DNA polimerasa cataliza la adicción de nucleótidos libres 2. La molécula de DNA se desarrolla en sus dos cadenas 3. Se forman nuevas cadenas de DNA por polimerización de nucleótidos 4. La RNA polimerasa recorre el gen sintetizando la cadena complementaria A) 1; 2 y 3 D) 2 y 4 B) 1 y 3 E) Todas C) 4 11. La molécula plegada a modo de “trébol trifoliado” es ..... y lo que se cataboliza más rápido en citosol es ...... A) DNA - RNAm B) RNAt - RNAm C) RNAt-RNAr D) RNAm-DNA E) RNAm-RNAr 12. Un codón está constituido por: A) B) C) D) E) 3 nucleótidos de RNA de transferencia 3 nucleótidos de RNA ribosómico 3 nucleótidos de RNA y DNA 3 nucleótidos de RNA mensajero 3 nucleótidos de DNA y RNA 13. En la transcripción: A) B) C) D) E) Se sintetizan proteínas estructurales Se utiliza únicamente la DNA polimerasa Se da gracias a la unión codón-anticodón Se sintetiza RNA a partir de RNA mensajero Se forma RNAm a partir de una hebra de DNA A) T C G A T A B) A G C T A T C) U C G A U A D) A G C U A U E) U A U C G A 16. Los codones AUA - CGA tendrán los siguientes anticodones: A) UAU - GCA B) UAU - GCU C) AUA - CGA D) TUT - CGT E) TAT - GCT 17. Supongamos el tetrapéptido esquematizado formado por cuatro aminoácidos distintos: A B C D ( ) En el RNA había A codones distintos ( ) Algunos anticodones eran iguales ( ) El código en el RNAm contiene 12 nucleótidos ( ) Los RNAt presentan tripletos iguales ( ) Si intercambiamos los aminoácidos A y B de lugar, el tetrapéptido es alterado A) VFVFF C) FVFVV E) VFVFV B) VVFVV D) VVVFF 18. Sin tomar en cuenta los tripletos “INICIO” y “TERMINO” para sintetizar una proteína de 51 aminoácidos se requiere: A) 153 Anticodones B) 153 Codones C) 153 Nucleótidos D) 17 Codones E) 17 Nucleótidos Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 117 A) Los fosfoglicéridos forman las membranas B) Los fosfoglicéridos se sintetizan mediante reacciones de condensación C) Las hormonas lipídicas son esteroides D) Los triglicéridos se disuelven fácilmente en agua E) Los esteroides cumplen diferentes funciones reguladoras 19. Señale el nombre del proceso correspondiente: DNA 2 DNA RNAm Editorial 4. A) Oleico B) Caproico C) Linoleico D) Palmítico E) Glutámico POLIPÉPTIDO Son agentes mutágenos que pueden afectar a los ácidos nucleicos A) Rayos U.V. C) Gas mostaza E) Todos B) Rayos X D) Fármacos 5. 20. Se tienen un polipéptido recién sintetizado de 300 aminoácidos, el número de nucleótidos que presenta el RNA que codifica dicho polipétido será de por lo menos: Claves A) 301 C) 906 E) 309 1. 2. 3. 4. d c c d 6. d b e c 9. 10. 11. 12. b a b d 13. 14. 15. 16. e d d b 17. 18. 19. 20. 1. 7. A) Amidas C) Ésteres E) Ácidos B) Aminas D) Jabones 8. 2. El enlace típico de grasas se denomina: A) Ester C) Peptídico E) Glucosídico 3. B) Amino D) Covalente Sobre las características de los lípidos NO es correcto: 3 Ac. graso + glicerol + N + P Glicerol + fósforo + P 1 glicerol + 2 ácidos grasos + P + N 2 ácidos grasos + P + N 3 glicerol + 3 ácidos grasos Las proteínas son biomoléculas ............, al presentar .......... A) B) C) D) E) ¿A qué función química corresponden los lípidos? Tejido subcutáneo Hormonas sexuales Membrana plasmática Tejido muscular Tejido nervioso Un fosfoglicérido está formado por: A) B) C) D) E) e c e c PRACTICA N.° 13 ¿En cuál de las alternativas siguientes se hallará la menor proporción de lípidos? A) B) C) D) E) B) 303 D) 603 5. 6. 7. 8. Son ácidos grasos, exceso: binarias - C, O ternarias - C, H, O ternarias - S, N y P cuaternarias - C, H , O y N pentanarias - C, H, O, S y P Las proteínas son biomoléculas: I. II. III. IV. Anfipáticas Anfóteras Ternarias Orgánicas A) II y IV D) II y III B) III y IV E) I y IV C) I y II Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 118 Banco de ejercicios 9. Los aminoácidos son anfóteros porque: A) Actúan o reaccionan como base o como ácido B) Son dipolares y ácidos C) Se desdobla en base y ácido D) Libera grupo amino y carboxilo E) Capturan aniones y cationes 15. Con respecto a las unidades básicas y estructurales de las proteínas: I. Se llaman aminoácidos II. Químicamente “Ácido a amino carboxílico” III. Son anfóteros IV. Son sólidos y cristalinos A) I y II C) I; y III E) Solo I Editorial 10. Los enlaces peptídicos unen a los .......... de un aminoácido el ....... del siguiente aminoácido 16. Los enlaces peptídicos son realizados (por) (en): I. NH2 = grupo amino II. COOH = grupo carboxilo III. H = hidrógeno IV. R = cadena lateral o radical A) I y III D) III y IV B) II y I E) I y IV I. Mediación de la enzima “peptidil transferasa” II. El ARN ribosómico III. En la traducción IV. El ribosoma C) I y II 11. La estructura primaria de un proteína depende de los enlaces ........ que unen a los .............. A) glucosídicos - glúcidos B) peptídicos - aminoácidos C) peptídicos - nucleótidos D) éster - aminoácidos E) puente de hidrógeno - aminoácido A) I y II D) I y IV binaria - colágenas primaria - queratinas secundaria - albúminas terciaria - enzimas cuaternaria - insulina 13. Son las unidades funcionales de una proteína con estructura cuaternaria: A) Aminoácidos C) Grupos carboxilos E) Enzimas A) I; II; III; IV B) IV; III; II; I C) III; II; IV; I D) II; III; IV; I E) I; III; II; IV 18. Una apoenzima se activa hasta ...... en presencia de un ....... A) B) C) D) E) B) III y IV E) II; III y IV C) I y IV Claves 14. Sobre las enzimas señale lo verdadero: A) I y II D) II y IV C) III y IV I. Liberación de productos II. Formación del complejo enzima - sustrato III. Identificación IV. Catálisis B) Grupos aminos D) Protómeros I. Son proteínas globulares II. Aceleran reacciones bioquímicas III. Aumentan la energía de activación IV. No son específicas al sustrato B) II y III E) I; II; III y IV 17. En una reacción catalizada, ordenar adecuadamente: 12. Las proteínas cuya estructura ...... son las que tienen mayor actividad, ejem ..... A) B) C) D) E) B) II y III D) I; II y III cofactor - apoenzima cofactor - holoenzima holoenzima - cofactor holoenzima - pro-vitamina coenzima - cofactor 1. 2. 3. 4. 5. c a d e d 6. 7. 8. 9. 10. c d a a c 11. 12. 13. 14. 15. b d d a d Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 16. e 17. c 18. c Biología 119 PRACTICA N.° 14 1. B) Celular D) Nuclear “La célula eucariota evoluciona de la célula procariota”, esta teoría fue propuesta por: A) Margulis C) Leewnhoeck E) Malpighi 4. B) Hooke D) Oparin El hepatocito, que es una célula eucariota, presenta: A) Ribosoma 70 S B) Mesosoma lateral C) Carioteca D) ADN circular E) Cloroplasto 5. Glucocálix Pared celular Membrana citoplasmática Carioteca Retículo endoplasmático En el transporte pasivo no se gasta: A) ATP C) Enzima E) Vitaminas 7. B) ADN D) Agua Son sustancias producto de la actividad de celular siendo moléculas de reserva. A) B) C) D) E) B) Gioxisoma D) Lisosoma Un ejemplo de organela es: A) Ribosoma C) Centrosoma E) Casquete polar B) Glioxisoma D) Cilios 10. La función principal del centrosoma es: A) B) C) D) E) Formar el huso acromático. Respiración celular. Sintetizar ATP Digestión celular Proteogénesis 11. Transforma las grasas en azúcares para obtener ATP A) Mitocondria C) Glioxisoma E) Condriosoma B) Peroxisoma D) Cloroplasto 12. La membrana de la vacuola se llama: Participan en el reconocimiento celular: A) B) C) D) E) 6. 9. Editorial Schleiden y Schwann propusieron la teoría: A) Endosimbiótica C) Protoplasmática E) Del Fijismo 3. B) Purkinge D) Hooke Organoide que interviene en la traducción: A) Peroxisoma C) Ribosoma E) Golgisoma Personaje que acuñó la palabra citoplasma A) Brown C) Schleiden E) Dujardin 2. 8. Organoides Organelas Sistema de membranas Inclusiones AyB A) Tonoplasma C) Sarcolema E) Citolema B) Tonoplasto D) Esquilema 13. Considerada como organela semiautónoma: A) Lisosoma C) Mitocondria E) B y C B) Cloroplasto D) A y C 14. La proteína componente de la cromatina se denomina: A) Nucleína C) Colágena E) Trombina B) Histona D) Fibrina 15. Una diferencia entre vegetales y animales es: A) Mitocondria C) Núcleo E) Ribosoma B) Peroxisoma D) Gioxisoma 16. La célula vegetal se diferencia de la célula animal porque posee: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 120 Banco de ejercicios A) B) C) D) E) Aparto de Golgi y vacuola. Pared celular y vacuola. Aparato de Golgi y plastidios. Pared celular y plastidios. Plastidios y mitocondrias. PRACTICA N.° 15 1. A) Lecitinas C) Cortisol E) Colesterol 17. La estructura celular que forma parte del citoesqueleto es: A) B) C) D) E) Editorial 2. Lisosoma Aparato de Golgi Peroxisoma Ribosoma Microtúbulos A) vacuolas B) lípidos C) proteínas D) ribosomas E) enzimas proteolíticas 3. Aparato de Golgi y Lisosomas. Retículo endoplasmático y mitocondria. Mitocondrias y cloroplastos. Ribosomas y retículo endoplasmático. Peroxisomas y glioxisomas. 5. 6. Claves A) B) C) D) E) solo celulosa. solo colesterol celulosa, proteínas y fosfolípidos. colesterol, proteínas y fosfolípidos. celulosa y colesterol 1. 2. 3. 4. e b e c 5. 6. 7. 8. d a e c 9. 10. 11. 12. b a c b 13. 14. 15. 16. c b a c 17. 18. 19. 20. 7. Glucosídico Petídico Éster Puente de hidrógeno Fosfodiéster Los glúcidos que no son dulces ni solubles: A) B) C) D) E) e d d d Fosfolípidos Colesterol Grasas compuestas Grasas simples Terpenos Entre un ácido graso y un alcohol se forma un enlace del tipo: A) B) C) D) E) 20. La membrana plasmática de la célula animal está formada por: B) Ácido butírico D) Ácido linoleico En los vegetales no se encuentra: A) B) C) D) E) 19. La pareja de organelas transductoras de energía son: B) Esteroides D) Ceras No es un ácido: A) Ácido glutámico C) Ácido oleico E) Ácido araquídico 4. B) Calciferol D) Estrógenos Es el principal compuesto de las membranas celulares: A) Triglicéridos C) Fosfolípidos E) Colesterol 18. Si supuestamente el nucléolo de una célula fuese destruido, entonces se vería afectada la producción de: A) B) C) D) E) No pertenece a los esteroides: Maltosa y glucosa Fructosa y galactosa Quitina y sacarosa Lactosa y glucógeno Celulosa y almidón Glúcido que posee cinco átomos de carbono en su estructura molecular: A) Fructuosa C) Galactosa E) Celobiosa B) Manosa D) Ribulosa Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 121 8. En la boca se hidrolizan los (las) ......... por acción de la enzima ......... A) B) C) D) E) 9. glúcidos - pepsina lípidos - bilis almidones - amilasa proteínas - amilasa vitaminas - hidrolasa A) Avery C) Watson E) Morgan A) Almidón C) Sacarosa E) Maltosa B) Celulosa D) Glucógeno 11. Son proteínas que cumplen una función de transporte: Miosina - actina Caseína - colágeno Ceruloplasmina - hemoglobina Queratina - inmunoglobulina Ámilasa - albúmina 12. Al sintetizar la insulina (51 aminoácidos) se han formado .......... enlaces ............. liberándose igual cantidad de moléculas de ........... A) B) C) D) E) 15. El proceso de síntesis de RNA ribosomal ocurre a nivel del ........ y se denomina .......................... A) B) C) D) E) Glucosa y galactosa Fructosa y dextrosa Glucosa y glucosa Sacarosa y fructosa Galactosa y levulosa 10. No tiene enlaces de tipo glucosídicos: A) B) C) D) E) B) Chargaff D) Miescher Editorial Por hidrólisis de lactosa se obtiene: A) B) C) D) E) 14. El enunciado: A = T y C = G o A + G = T + C fue propuesto por: 51 - peptídicos - H2O 50 - peptídicos - H2O 51 - glucosídicos - CO2 51 - peptídicos - CO2 50 - peptídicos - CO2 1. Sus nucleótidos 2. Sus bases púricas 3. El número de cadenas 4. El ácido fosfórico 5. Bases pirimidínicas B) 2; 3 y 5 E) 1; 2; 3 y 5 16. Si la enzima transcriptasa actúa en una hebra de DNA: ATGCAT; se formará: A) UACGUA C) TACGTA E) UTCGUA B) TACTAC D) AUGCAT 17. En un ribonucleótico no hallaremos: A) Ribosa C) Ácido fosfórico E) Uracilo B) Timidina D) Guanosina 18. Son proteínas que presentan grupo prostético: A) B) C) D) E) Queratina - amilasa Albúmina - colágeno Insulina - queratina Fibroina - lactasa Hemoglobina - anticuerpo 19. Son características de los biocatalizadores, excepto: 13. Usted puede diferenciar una molécula de RNA de una DNA por: A) 1; 3 y 5 D) 2; 4 y 5 nucleoplasma - transcripción nucleosoma - transcripción nucléolo - transcripción nuceoide - transcripción núcleo - transcripción A) B) C) D) E) Son de naturaleza proteica Son específicas para un sustrato Son sensibles al calor Poseen centro activo Aumentan la energía de activación 20. El nivel estructural de una proteína constituida por la unión de varias cadenas se llama: C) 1; 2 y 5 A) a - hélice C) Hoja plegada E) Triple hélice B) Líneal D) Cuaternario Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 122 Banco de ejercicios Claves 8. 1. 2. 3. 4. a c a b 5. 6. 7. 8. c e d c 9. 10. 11. 12. a c c b 13. 14. 15. 16. a b c a 17. 18. 19. 20. b e e d A) ATP D) NADP+ 9. PRACTICA N.° 16 1. 2. 4. 5. B) Hidrógeno E) Cobre 7. C) Hierro El esqueleto de las moléculas orgánicas están formadas de: B) Oxígeno D) Azufre Es una proteína simple: B) Mioglobina D) Ovoalbúmina Los anticuerpos, son de naturaleza: A) Glucosídica C) Glucoproteica E) Lipoproteica B) Lipídica D) Núcleoproteico A) Vitamina A C) Caroteno E) Colesterol B) Colecalciferol D) Tocoferol 12. Cuando un aa sólo puede ser sintetizado por los vegetales se le denomina: A) Básico C) Anfótero E) Anfipático B) Ácido D) Esencial 13. Son enzimas inactivas: A) Zimógenos C) Liasas E) Transferasas B) Hidrolasas D) Ligasas 14. Son considerados biocatalizadores: A) Glúcidos C) Proteínas E) Ácidos nucleicos B) Lípidos D) Enzimas 15. ¿Cuál es la secuencia correcta del ARN complementario del ADN, con las siguientes bases nitrogenadas: AGC - TAG - CCC - GCC " ADN Bioelemento diferencial entre el monómero de los ácidos nucleicos y el de las proteínas: A) Carbono C) Nitrógeno E) Hidrógeno B) Esteroides D) Terpenos 11. Es un terpeno: La mioglobina contiene el metal: A) Hemoglobina C) Hemocianina E) Anticuerpo 6. A) Prostaglandinas C) Ceras E) Fosfolípidos B) Galactosa D) Trehalosa A) Hidrógeno C) Fósforo E) Carbono B) 2 D) 4 10. Participan en procesos de inflamación: Sacarosa = glucosa + ..... A) Carbono D) Magnesio C) AMPC ¿Cuántos enlaces puente de hidrógeno se forman en la unión citosina - guanina: Editorial Lípidos simples Lípidos complejos Lípidos derivados Triglicéridos Esteroides A) Glucosa C) Fructosa E) Celobiosa 3. B) GTP E) UTP A) 1 C) 3 E) 5 Las ceras son: A) B) C) D) E) Nucleótido que participa como segundo mensajero químico de las células: B) Fósforo D) Oxígeno A) B) C) D) E) UCG - AUC - GGG - CGG UCG - TUC - GGG - CGG UCG - TUC - CCC - GCC TCG - TUC - CCC - CGG TCG - AUC - GGG - CGG Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 123 16. Es una proteína transportadora: A) Clorofila C) Tubulina E) Fibroina A) Nucleótido C) Gen E) Intrón B) Albúmina D) Queratina 3. 17. Elemento químico importante en la estructura y función de la clorofila: A) Fe+2 D) Ca+2 B) Fe+3 E) Cl- B) 14 E) 7,2 C) 7 4. 19. ¿Qué le sucede a un glóbulo rojo en una solución hipotónica A) Lisis C) Crenación E) Plasmólisis 5. Claves A) Hemólisis C) Turgencia E) Lisis a c e e 5. 6. 7. 8. B) Crenación D) Plasmólisis d c b c 9. 10. 11. 12. c a e d 13. 14. 15. 16. a d a a 17. 18. 19. 20. c d a d PRACTICA N.° 17 A) B) C) D) E) 2. ADN y proteínas Proteínas y ADN ADN y ARN ARN y ADN Proteínas y ARN Una determinada secuencia de bases nitrogenadas del ADN que codifica para una cadena polipeptídica se denomina: 7. CCA - CUA - UUA - CGU CGA - AUC - UCA - CCU CGA - CUA - UAC - GCU CCA - CAU - UCA - CGU CGA - CUA - UAA - GCU En la síntesis de proteínas de una bacteria, el codón de inicio es ...... que codifica para el aminoácido ...... A) B) C) D) E) Durante el proceso de elaboración de proteínas, los productos de la replicación y la traducción son, respectivamente: CCA - GCUA - AUG - CAU GCU - GAU - AUG - CGA CCU - GCU - AAU - CGA GCU - GAU - AAG - CCA GCU - CAU - AUG - CGA ¿Cuáles serán los anticodones correspondientes a los ARNt. Si la secuencia del ADN es la misma de la pregunta anterior? A) B) C) D) E) 6. 1. Un fragmento de ADN con las secuencias de bases CGACTATACGCT, permitirá la formación de un ARN con los siguientes codones: A) B) C) D) E) B) Diálisis D) Turgencia 20. Una célula vegetal, en una solución hipertónica, ¿qué le sucede? 1. 2. 3. 4. Núcleo - citoplasma Citoplasma - citoplasma Núcleo - núcleo Citoplasma - núcleo El ribosoma - el polirribosoma Editorial 18. El pH del jugo gástrico es 2, hallar el pOH: A) 2 D) 12 En una célula eucariótica, la transcripción se lleva a cabo en ..... y la replicación en una célula procariótica se cumple en ..... A) B) C) D) E) C) Mg+2 B) Codón D) Anticodón AUG - metionina CUA - ácido aspártico AUG - genilalanina UAC - tirosina AUG - formil metionina Los siguientes tripletes en el ARNm codifican para AUG = Met, UAC = Tir, GGA = Gli, de manera consecutiva, entonces la secuencia de bases respectivas en el ADN será: A) TACATGCCT C) TACATCGGT E) TACAATGCT B) TACAACGGT D) TACTATCCT Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 124 Banco de ejercicios 8. Al tipo de ácido ribonucleico que lleva la información codificada desde el ADN a los ribosomas, se le denomina: A) Ribosómico B) Cloroplástico C) De transferencia D) Mensajero E) Nuclear heterogéneo 9. B) 10 E) 4 C) 5 15. En la síntesis de proteínas, el codón de inicio en el ARN mensajero es: Editorial Codones y anticodones. Proteínas y ARNm. Proteínas y ARNt. ARNm y proteínas. ARNm y ARNt. A) Nucleótido C) Aminoácido E) Codón B) Anticodón D) Gen 11. El número de codones que presenta el ARNm que codifica un péptido con diez enlaces peptídicos es: A) 200 D) 10 B) 1000 E) 100 C) 11 12. Una cadena del ADN con la siguiente secuencia de bases CTGGCACGTGTA, permitirá la síntesis de un ARN mensajero con la siguiente secuencia de codones: GAC - CGT - GGT - CTU GAC - CGU - GCA - CAU GAC - CGU - GCU - CAU GCA - CGT - GCA - CAU GUC - CGU - GCA - CAU 13. Una determinada secuencia de tripletes de bases nitrogenadas del ARNm forman un. A) ADN C) Aminoácido E) Nucleótido A) AUG D) UAG B) UGG E) UAA C) UGA 16. Durante la transcripción (ADN " ARN), se produce ..... y se realiza en .... 10. El segmento de tres bases nitrogenadas específicas del ARN de transferencia constituye el: A) B) C) D) E) ¿Cuántos aminoácidos deberá tener la porción de la molécula proteica formada por el segmento propuesto? A) 8 D) 6 Los productos de la transcripción y la traducción son, respectivamente: A) B) C) D) E) AATCAAAGATATCCG B) Nucleósido D) Codón 14. Analizando la molécula de ADN con la siguiente secuencia de bases: A) B) C) D) E) RNA mensajero - los ribosomas Proteínas - los ribosomas RNA de transferencia - el citoplasma RNA mensajero - el núcleo ADN - el núcleo 17. La molécula biológica que presenta anticodón es: A) ADP B) RNA de transferencia C) RNA mensajero D) ATP E) DNA 18. ¿Cuál serán los anticodones correspondientes a los RNAt, si la secuencia del DNA es TACAGCACT? A) B) C) D) E) AUC - UAA - AUC UAC - UGG - CAU UAC - AGC - ACU TAC - AGC - UCA AUG - UCG - ACU 19. Marque verdadero (V) o falso (F) respecto al código genético: ( ) consta de 64 codones. ( ) cada codón está formado por secuencias de 4 nucleótidos. ( ) es degenerado. A) FFF C) VFV E) VVV B) VFF D) FVV Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 125 20. Si el ARNm se inicia con la siguiente: 4. 5-AUGUCUUCA-3 y los siguientes codones correspondes a los siguientes aminoácidos: A) B) C) D) E) AUG - metionina (Met); UCU - Serina (Ser); UCA - Serina (Ser); entonces el nuevo polipéptido que empieza a formarse, tendrá la secuencia: Claves A) B) C) D) E) Lis - Ser - Ser Met - Ser - Ser - Lis Ser - Ser - Met - Lis Met - Ser - Ser Lis - Met - Ser - Ser 1. 2. 3. 4. a c a b 5. 6. 7. 8. c e a d 9. 10. 11. 12. d b c b 13. 14. 15. 16. d c a d 17. 18. 19. 20. b c c d 2. 3. 7. A) TACAAC C) TACATCGGT E) TACATGCCG B) TACTATCCT D) TACAACGGT Se encuentra en el ARNt Se encuentra en el ARNm Se encuentra en el ARNr Se encuentra en el ADN Se encuentra en las proteínas El codón se ubica en: A) ARNm D) ADN 8. En la síntesis de proteínas de una bacteria, el codón de inicio es ..... que codifica para el aminoácido .... A) AUG - formil metionina B) UAC - tirosina C) AUG - fenilalanina D) CUA - ácido aspártico E) AUG - metionina Los siguientes tripletes en el ARNm codifican para AUG = Met, UAC = Tir, GGC = Gli. Entonces la secuencia de bases respectivas en el ADN habrá sido: Histonas ARNt y ARNr ARNr solamente Histonas, ARNt y ARNr ARNt solamente Con respecto al anticodón, marcar la respuesta correcta: A) B) C) D) E) ¿Cuáles serán los anticodones correspondientes a los ARNt. Si la secuencia del ADN es la misma de la pregunta anterior: CGA - CUA - UAA - GCU CCA - CAU - UCA - CGU CGA - CUA - UAC - GCA CGA - AUC - UCA - CCU CCA - CUA - UUA - CGU ¿Cuál de las siguientes moléculas son codificadas por genes que se transcriben y no requieren traducirse? A) B) C) D) E) PRACTICA N.° 18 A) B) C) D) E) ARN polimerasa - semiconservativa ARN polimerasa - dispersiva ADN polimerasa - dispersiva ADN polimerasa - conservativa ADN polimerasa - semiconservativa Editorial 5. 6. 1. Con relación a la replicación del ADN, la hélice se desarrolla y la ..... copia una nueva cadena de manera ..... C) ARNr La base nitrogenada que no se halla en el ADN, se llama: A) Adenina D) Citosina 9. B) ARNt E) Proteínas B) Uracilo E) Timina C) Guanina Las unidades moleculares de los ácidos nucleicos se denominan: A) Nucleósidos B) Nucleótidos C) Ácidos fosfóricos D) Azúcares E) Bases nitrogenadas 10. En el ARN la base nitrogenada exclusiva es: A) Adenina D) Citosina B) Uracilo E) Timina C) Guanina Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 126 Banco de ejercicios 11. En el DNA la adenina (A) determina en la cadena complementaria la posición del nucléotido con ...... A) Adenina (A) C) Timina (T) E) Uracilo (U) 18. La molécula responsable de la basofilia de los ácidos nucleicos es: A) B) C) D) E) B) Citosina (C) D) Guanina (G) 12. En la transcripción del ADN, si una cadena molde tiene la secuencia ATTACGCTA, la enzima ARN polimerasa formará la cadena que tendrá la secuencia: Nucleósidos Nucleótidos Bases nitrogenadas Ácidos fosfóricos Azúcares Editorial A) AUUACGCUA C) UAAUGCGAU E) TAATGCGAT A) B) C) D) E) B) ATTACGCUA D) ATTACGCTA 13. Si una cadena molde de ADN tiene la secuencia ACTCGG, la molécula de ADN replicada, será: A) TGAGCC C) ACTCGG E) UCUCGG 19. Fue el fenómeno que permitió descubrir que el ADN tiene la información genética: B) UGAGUU D) UCACGG 20. Se dice que la duplicación del ADN es semiconservadora porque: A) B) C) D) E) 14. El anticodón del codón UUU será: B) AAA E) UUU C) GGG 15. La síntesis de proteínas se da a partir de las instrucciones presentes en el: A) ARNm C) ADN E) ARNr B) ARNt D) ARN cebador Claves A) TTT D) CCC La difracción de rayos X. La replicación semiconservativa. La formación de ARNm. La transcripción. La transformación bacteriana. El ADN polimerasa sintetiza en sentido 3’ a 5’. Se conserva una cadena vieja. El ADN es polianiónico. Las cadenas son antiparalelas. El cebador es una molécula de ARN. 1. 2. 3. 4. e e e e Ribosomas Ácidos fosfóricos Puentes de hidrógeno Bases nitrogenadas Desoxirribosa 1. Se forman ARNm Se forma ARNt Sucede en el núcleo Se forma ADN Se forma ARNr 9. 10. 11. 12. b b c c 13. 14. 15. 16. a b a d 17. 18. 19. 20. d d e b Rama de la Biología que estudia herencia empleando técnicas de la Citología A) B) C) D) E) 17. Con respecto a la transcripción, identifique la afirmación incorrecta: A) B) C) D) E) b a a b PRACTICA N.° 19 16. Si al ADN lo asemejamos con una escalera, los peldaños corresponderían a las moléculas: A) B) C) D) E) 5. 6. 7. 8. 2. Biología molecular Genética Genética molecular Citogenética Bioquímica Es la representación ordenada de los cromosomas de un individuo A) Cariotipo C) Mapeo E) Genoma B) Metafase D) Centimorgan Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 127 3. Se produce por una translocación entre los cromosomas 9 y 22 A) B) C) D) E) 4. Síndrome de Cri du Chat Leucemia mieloide crónica Distrofia Muscular de Duchenne Respuesta inmunitaria Neurofibromatosis Editorial Reacción Cardio-pulmonar Reacción en cadena de la polimerasa Polymerase counted reaction Biotecnología Clonación El ADN recombinante consiste en: A) La unión de dos proteínas diferentes B) La unión de segmentos de ADN similares C) El ADN producto de la recombinación en la MEIOSIS I D) Las reacciones de preparación durante la transcripción E) La unión de segmentos de ADN de dos orígenes distintos 6. En la clonación: A) Se utiliza el núcleo de una célula para insertarse en un ovocito enucleado B) Se obtienen individuos 100% idénticos genéticamente. C) No se necesitan de gametos femeninos D) Los gametos femeninos deben ser desdiferenciados E) Se utilizan las técnicas converncionales de la citogénética 7. En la no disyunción durante la Meiosis II ocurre: A) Falla la separación de las cromátides hermanas B) Se producen 4 células con un cromosoma extra C) Se producen cuatro células normales D) Se producen dos células nulisómicas y dos células con un cromosoma extra E) Falla la separación de los cromosomas homólogos PCR es el acrónimo en ingles de: A) B) C) D) E) 5. 8. En la no disyunción durante la Meiosis I ocurre: A) Falla la separación de las cromátides hermanas B) Se producen 4 células con un cromosoma extra C) Se producen cuatro células nulisómicas D) Se producen dos células nulisómicas y dos células con un cromosoma extra. E) Se separan todos los cromosomas homólogos 9. Haploide se refiere a: A) La carga cromosómica de una célula somática B) Al número «n» de cromosomas de un individuo C) A la cantidad de un ADN observada después de la Meiosis I D) La mitad de ADN que posee un individuo E) Al número de cromosomas que tienen los gametos 10. Si una planta presenta 2n = 24, entonces los individuos tetraploides: A) B) C) D) Presentarán esterilidad Presentarán 24 como número haploide Son más pequeños Presentan 4 juegos de cromosomas en sus gametos E) No participan de la Meiosis I 11. El síndrome que se caracteriza por tener 47, XXY, presenta cuerpo de Barr, ser estériles y presentar cierto grado de retardo mental, se denomina: A) B) C) D) E) Síndrome de Down Síndrome de Klinefelter Síndrome de Turner Síndrome de super hembra síndrome de super macho 12. Este síndrome presenta un cariotipo de 47 cromosomas (1 cromosoma super numerario en el par somático 21); se acompaña de retardo mental, mientras cortos, defectos cardíacos y línea simiana palmar. Nos referimos al: Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 128 Banco de ejercicios A) B) C) D) E) Síndrome de patau Síndrome de Edwards Síndrome de Down Síndrome de Klinefeiter Hermafroditismo 18. Relaciona: CARIOTIPO Y SÍNDROME I. 47, XXY II. 47, XXX III. 47, XYY IV. 47, XO 13. Se realiza la fecundación de un ovocito 23,0 por acción de un espermatozoide 23, X; resultando: A) B) C) D) E) A) IVA; IIIB; IC; IID C) IIA; IIIB; IC; IVD E) IA; IIB; IIIC; IVD B) IVA; IIB; IC; IIID D) IIIA; IVB; IC; IID Editorial Mujer - monosómica sexual Varón - trisómico sexual Mujer - monosómica somático Varón - trisómico somático Mujer síndrome de Turner 19. Es un síndrome producido por una mutación puntual: A) B) C) D) E) Cromosomas acrocéntricos Cromosomas metacéntricos Corpúsculo de Barr Cromosomas sexuales Cromosomas sub-metacéntricos Claves 14. No existe en el cariotipo humano masculino normal: A) B) C) D) E) A. “Del Criminal” B. Turner C. Klinefelter D. “Super Hembra” Anemia Anemia Ferropénica Anemia Falciforme Pie de Alpinista Hipotonicidad 1. 2. 3. 4. b a b b 5. 6. 7. 8. c a d a 9. 10. 11. 12. d d b c 13. 14. 15. 16. e c b a 17. a 18. d 19. c 15. Una ANOMALIA CROMOSOMICA, se debe a: 1. No disyunción 3. Inversión A) 1 y 2 D) 1 y 4 2. Delección 4. Mitosis normal B) 2 y 3 E) 1, 2 y 4 C) 1, 2 y 3 PRACTICA N.° 20 1. 16. Una ANEUPLOIDIA es producto de: A) No disyunción B) Delección C) Inversión D) Mitosis normal E) Meiosis normal 17. La muerte precoz y la deformación de los pies (pies de aplinista) son características comunes entre: A) Trisomía 13 y trisomia 18. B) Trisomía 21 y Síndrome de Turner C) Monosomía 5 y constitución 47, XYY D) Constitución 47, XXX y Síndrome de Edwards. E) Síndrome de Klinefelter y Síndrome de Down. Sobre los síndromes cromosómicos, no corresponde a su cariotipo: A) B) C) D) E) 2. S. de Down: 47, XX + 21 S. de Klinefelter: 47, XXX S. de Turner: 45,X0 S. de Muti - X: 48, XXXX S. de Cri-Du-Chat: delección 8 Un mamut conservado en hielo pertenece a una prueba paleontológica llamada: A) Huella C) Preservado E) Resto anatómico 3. B) Petrificación D) Molde Marque verdadero (V) o falso (F) sobre las teorías evolutivas: ( ) Lamarck escribió la obra Filosofía zoológica ( ) Darwin trabajó en los pinzones y galápagos Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Biología 129 ( ) Dobzhansky es neodarwinista ( ) Kimura es neutralista A) VFVF D) VVVV 4. Editorial B) 25% D) 75% B) Homólogos D) Rudimentarias En los inicios de la evolución química una de las siguientes alternativas no debió existir: Energía Metano Oxígeno molecular libre Tiempo Compuestos inorgánicos 9. B) Diferentes D) Rudimentarios Al cruzar una cría de color ruano con una cría blanca. La posibilidad de obtener crías de color ruano es: A) 1/4 D) 1/3 B) 2/3 E) 1/2 B) 1/3 D) 0/4 13. Según la Teoría de la selección natural de Darwin no hay relación con: A) B) C) D) E) Variación hereditaria Lucha por la existencia Neutralismo de los genes Supervivencia del más apto Alto potencial reproductivo 14. Las teorías de la herencia de los caracteres adquiridos y la selección natural fueron enunciados por: El tomate, el tabaco y la papa son solanáceas, por lo tanto, al ser de la misma familia presentan órganos: A) Análogos C) Homólogos E) Vestigiales B) 5/16 D) 1/4 12. Se cruza dos conejos negros heterocigotes, de la progenie negra, determine la proporción de homocigotos dominantes A) 2/4 C) 2/3 E) 0/3 Son órganos que tienen diferente origen embrionario pero cumplen similares funciones: A) B) C) D) E) 8. A) 4/16 C) 1/16 E) 2/16 En el cruce de un daltónico con una sana portadora, calcular la probabilidad de daltonismo en las hijas: A) Análogos C) Vestigiales E) Atrofiado 7. A) 1 : 2 : 1 B) 2 : 2 C) 3 : 1 D) 9 : 3: 3 : 1 E) 2 : 1 : 2 11. La proporción de individuos con el mismo genotipo de los progenitores en el cruce de dos dihíbridos es: Semilla amarilla : dominante Vaina ancha : recesivo Semilla verde : recesivo Talla alta : dominante Flor carmesí : dominante A) 0% C) 50% E) 100% 6. C) VVVF Según las características de la planta del chícharro o guisante, marque la alternativa incorrecta: A) B) C) D) E) 5. B) VFFF E) VVFF 10. ¿Cuál es la proporción fenotípica en un cruce de dos individuos heterocigotes? C) 3/4 A) B) C) D) E) Buffon y Lamarck Lamarck y Dreyfus Lamarck y Darwin Darwin y Lamarck Linneo y Lamarck 15. Son los autores de las obras: Origen de la vida y Filosofía zoológica: A) B) C) D) E) Aritóteles y Darwin Lamarck y Darwin Darwin y Lamarck Oparin y Lamarck Darwin y Wallace Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 130 Banco de ejercicios 16. No corresponde a la teoría neodarwinista de la evolución: A) B) C) D) Órgano que más se usa se desarrolla Se basa en la selección natural Las mutaciones generan variabilidad La variación se transmite según leyes de Mendel E) Hay variaciones en las frecuencias alélicas 19. Es una característica influenciada por el sexo: A) Calvicie C) Hemofilia E) Daltonismo 20. Colocar verdadero (V) o falso (F) según corresponda: ( ) Un gen se expresa a través de la síntesis de proteínas. ( ) Un cromosoma puede tener dos cromátides. ( ) El centrómero une dos cromosomas homólogos. ( ) Dos alelos semejantes, en un individuo homocígoto para una característica. Editorial 17. Una mujer daltónica se casa con un varón sano y tiene una hija daltónica. Qué puede Ud. deducir? El padre es portador La hija posee un cromosoma ligado La madre es portadora El esposo no es el padre Los hijos varones serán sanos 18. Cesarín y su hijo tienen un grupo sanguíneo O, la esposa de Cesarín puede tener grupo sanguíneo: A) A o B C) Solo O E) A, B y AB B) A, B y O D) A y O A) VVFV C) VVVV E) VFFV Claves A) B) C) D) E) B) Ictiosis D) Hipertricosis 1. 2. 3. 4. b c d b B) VFVF D) FVFV 5. 6. 7. 8. c a c c 9. 10. 11. 12. e c a e 13. 14. 15. 16. c c d a Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 17. 18. 19. 20. d b a a
