Libro de Texto Agosto 2021 – Enero 2022 Biología Plantel: ___________________________________________ Nombre del Alumno: __________________________________ _________________________________________________ Carrera: __________________________________________ Semestre: _______ Grupo: Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche ______ CAPITULO 1 Eje: Relaciona las aportaciones de la ciencia al desarrollo de la humanidad. Explica la estructura y organización de los componentes naturales del Planeta. Componentes: Desarrollo de la ciencia y la tecnología a través de la historia de la humanidad. Estructura propiedades y función de los sistemas vivos en el ambiente natural. Contenido central: La ciencia con vida propia. ¿Cómo distinguimos un ser vivo de un ser no vivo? ¿Y de uno inorgánico? Contenido específico: ¿Por qué los mexicanos pueden llegar a vivir más de 70 años hoy en día? ¿Es la Biología una ciencia? ¿Qué impactos puede generar el conocimiento científico proveniente de la Biología en temas como la calidad de vida de los seres humanos (aspectos sociales, ambientales y económicos)? Características del conocimiento científico. Biología como ciencia. Ramas de la Biología y su interacción con otras ciencias. ¿Cómo se distinguen los organismos vivos del resto de nuestro entorno? Si buscas vida en otro planeta, ¿qué características buscarías como evidencia de vida? ¿Cómo se define la vida desde el punto de vista de las ciencias biológicas? Niveles de organización de la materia y los seres vivos. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 1 Biomoléculas. Estructura y función celular. Autopoiesis y homeostasia como características fundamentales de los sistemas vivos. Teoría celular. Células procariotes y eucariontes. Aprendizajes esperados: Reconoce el concepto de ciencia y las características del pensamiento científico. Identifica las diferentes ramas de la Biología y las relaciona con diferentes disciplinas. Valora y ejemplifica el papel del conocimiento científico y biológico en diferentes situaciones de la vida. Emplea algunos términos de la Biología y atribuye las posiciones de los expertos en diversas problemáticas. Comprende que el estudio de la materia de la Biología hace referencia a los sistemas vivos y la energía necesaria para su sobrevivencia. Conoce la estructura y función de las biomoléculas que integran a las células. Explica a los sistemas vivos en sus diferentes niveles de complejidad como sistemas autopoiéticos y homeostáticos Enuncia los postulados de la teoría celular, distinguiendo a los tipos celulares Identifica las principales estructuras y funciones de los tipos celulares Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 2 Contenido CAPITULO 1 ................................................................................................................................. 1 Eje: .................................................................................................................................................. 1 Componentes: ............................................................................................................................. 1 Contenido central: ...................................................................................................................... 1 Contenido específico: ............................................................................................................... 1 Aprendizajes esperados: .......................................................................................................... 2 CAPITULO I ................................................................................................................................. 5 ACTIVIDAD DIAGNOSTICA: ..................................................................................................... 5 Reconoce el concepto de ciencia y las características del pensamiento científico 8 Características de la ciencia ................................................................................................... 8 El método científico en la Biología ......................................................................................... 8 Actividad 1. Anota en el paréntesis de la derecha, la letra que corresponda a la respuesta correcta. .............................................................................................................. 11 Identifica las diferentes ramas de la biología y las relaciona con diferentes disciplinas .............................................................................................................................. 12 Ramas de la biología.............................................................................................................. 12 Actividad 2. Escribe en la primera columna, la rama de la biología que estudia el caso descrito en la segunda columna ............................................................................ 15 Actividad 3. De la siguiente lista, elige un producto cuyo proceso de elaboración conozcas y elabora un cartel virtual. ....................................................... 17 Comprende que el estudio de la materia de la Biología hace referencia a los sistemas vivos y la energía necesaria para su sobrevivencia. .................................... 17 La vida puede estudiarse en diferentes niveles de organización ................................... 17 Conoce la estructura y función de las biomoléculas que integran a las células .... 22 Carbohidratos .......................................................................................................................... 22 Lípidos ...................................................................................................................................... 25 Proteínas .................................................................................................................................. 27 Actividad 5. Completa el mapa conceptual, que se encuentra al final del primer parcial (se encuentra en la página 63 ............................................................................. 30 Explica a los sistemas vivos en sus diferentes niveles de complejidad como sistemas autopoiéticos y homeostáticos. ......................................................................... 30 Características de los seres vivos. ...................................................................................... 30 Actividad 6. En la siguiente tabla, determina qué tipo de característica de un ser vivo se trata en cada proceso y escríbela en donde corresponde (estructura, irritabilidad, homeostasis, crecimiento, reproducción, etc.). En el caso que exista metabolismo, especifica si corresponde a anabolismo o catabolismo .... 36 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 3 Identifica las principales estructuras y funciones de los tipos celulares ................. 37 La célula como unidad de vida ............................................................................................. 37 Teoría celular:.......................................................................................................................... 37 Concepto moderno de la teoría celular ............................................................................... 39 Tipos de células ...................................................................................................................... 39 ................................................................................................................................................... 44 Estructura y función de las células ...................................................................................... 44 Estructura de soporte ............................................................................................................. 52 Práctica 1. Practica de Laboratorio Presencial. ............................................................... 56 Observación de células vegetales ....................................................................................... 56 Práctica 1. Observación de células vegetales (Virtual) .................................................. 58 ACTIVIDAD DE CIERRE .......................................................................................................... 59 ANEXO ......................................................................................................................................... 64 INTRUMENTOS DE EVALUACIÓN ........................................................................................ 65 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 4 CAPITULO I ACTIVIDAD DIAGNOSTICA: Subraya la respuesta correcta. 1. ¿Cuál de las siguientes actividades, es una característica de todos los ser vivos? a) Producen sus propios alimentos b) Responden a los estímulos de su medio. c) Se transporta de un lugar a otro. d) Todas las anterior e) Ninguna de las anteriores 2. ¿Qué es la biodiversidad? a) El conjunto de seres vivos de un planeta b) Las especies que son exclusiva de un país c) La cantidad total de plantas y animales del planeta 3. Renovó la construcción de microscopios que llegaron a los 200 aumentos. Fue el primero en describir a un espermatozoide y una bacteria. a) Charles Darwin b) Anton van Leeuwenhoek c) Aristóteles 4. Son el primer eslabón de la cadena alimentaria por que pueden sintetizar su propio alimento. a) Descomponedores b) Autótrofos c) Heterótrofos 5. ¿Cuál de los siguientes nutrimentos provee en mayor grado una pieza de pan? a) Vitaminas b) Minerales c) Carbohidratos Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 5 6. ¿Cuál es el producto que expulsa el cuerpo humano como consecuencia del proceso de la respiración? a) Oxigeno b) Dióxido de Carbono c) Amoniaco. 7. ¿Cuál de los siguientes órganos usa un reptil para respirar? a) Piel b) Pulmones c) Branquias 8. Es la enfermedad que produce el virus de inmunodeficiencia humana a) Cáncer b) Sida c) Hepatitis 9. Es el tipo de reproducción en la que se produce intercambio de material genético entre los progenitores. a) Sexual b) Asexual c) Interespecie 10. ¿Cómo se llama la estructura al interior de la célula que contiene el material genético? a) Citoplasma b) Cloroplasto c) Cromosoma Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 6 ¿Por qué los mexicanos pueden llegar a vivir más de 70 años hoy en día? Causas y factores 1.- Salud 2.- Estilo de Vida 3.- Contaminación 4.- Estatus Social 5.- Estatus Económico. En México, la esperanza de vida ha aumentado considerablemente, en 1930 las personas vivían en un promedio de 34 años; 40 años después en 1970 este indicador se ubicó en 61 años. En el 2000 fue de 74 años y en 2016 es de 75.2 años. ¿Quién vive más años, los hombres o las mujeres? Las mujeres viven en promedio más que los hombres, en 1930, la esperanza de vida para las personas de sexo femenino es de 35 años y para el masculino de 33 años. Al 2010 este indicar fue de 77 años para mujeres y 71 años para los hombres, 2n 2016, se ubicó en casi 78 años para las mujeres y en casi 73 años para los hombres Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 7 Reconoce el concepto de ciencia y las características del pensamiento científico Características de la ciencia La Biología es una ciencia por lo que se dice que es: 1. Sistemática: La Biología es una secuencia de pasos ordenados y lógicos para llegar a un fin o verdad 2. Metódica: Sigue pasos específicos para alcanzar un objetivo en particular o comprobar una hipótesis. Se planea pasos a paso, se sabe lo que se busca y se toman en cuenta todas las variables posibles 3. Objetiva: Presenta los hechos como son, independientemente del modo de pensar de quien los observa o determina 4. Verificable: Establece procedimientos experimentales para comprobar o rechazar lo establecido en la hipótesis. En otras palabras, no se limita a los hechos, sino que los analiza y argumenta con experimentos congruentes y comprobables 5. Modificable: Si la hipótesis no se comprueba se regresa al punto de partida, para iniciar de nuevo y determinar de manera clara y precisa la búsqueda del nuevo conocimiento El método científico en la Biología Observación Este primer paso del método científico consiste en observar con detenimiento y escudriñar lo observado, para plantearse preguntas y acercarse así a la solución del problema que se presenta. Implica el análisis y registro de todo lo percibido, ya que ello llevará al planteamiento del problema. Durante la observación pueden intervenís todos los sentidos, no solamente la vista Planteamiento del problema Consiste en formular preguntas sobre lo observado, con el fin de delimitar el objeto de estudio y los aspectos específicos del mismo. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 8 Formulación de la hipótesis La hipótesis es la explicación tentativa del problema planteado con base en los conocimientos adquiridos del objeto de estudio. Generalmente supone una causa lógica y razonable del fenómeno; no obstante, en la formulación de la hipótesis se debe promover el pensamiento divergente y creativo, es decir, considerar todas las posibilidades de respuesta, por más descabelladas que parezcan. El científico las irá descartando, mediante procesos de razonamiento lógico, hasta seleccionar las que considere válida. Los científicos han comprobado que los grandes inventos o descubrimientos a veces inician como ideas descabelladas. Experimentación Es una serie de actividades, pruebas y análisis que ayudan a reproducir un fenómeno, considerando las condiciones particulares del objeto de estudio y las variables pertinentes Confirmación o rechazo de la hipótesis Mediante la experimentación algunas de las hipótesis se comprueban y otras se descartan. Cuando los resultados obtenidos confirman la veracidad de la hipótesis entonces se puede establecer una teoría o ley. De lo contrario, regresamos al punto de partida, para buscar nuevas hipótesis Como ejemplo de cada uno de los pasos de este método, recuperaremos una anécdota de Alexander Fleming. En 1928, el médico ingles Alexander Fleming realizó investigaciones en un hospital de Londres Inglaterra. Cultivó bacterias patógenas y estafilococos de las vías respiratorias. Un día observó con sorpresa que, en algunos lugares, no crecían las bacterias dentro de los cultivos. La bendita curiosidad de Fleming hizo que el científico en lugar de tirar su experimento arruinado a la basura, colocase su placa Alexander Fleming de petri al microscopio. Lo que observó fue que no solo el moho había contaminado todo el contenido de la placa, sino que alrededor de éste, había un claro, una zona limpia en la que el moho había matado a las bacterias. Luego de identificar el moho como hongos de Penicillium, Fleming fue optimista acerca de los claros Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 9 resultados: el Penicillium eliminaba las mortales bacterias estafilococos de una vez por todas. La penicilina comenzó a utilizarse de forma masiva en la Segunda Guerra Mundial, donde se hizo evidente su valor terapéutico. Desde entonces se ha utilizado con gran eficacia en el tratamiento contra gran número de gérmenes infecciosos. El descubrimiento de la penicilina inició la era de los antibióticos, sustancias que han permitido aumentar los índices de esperanza de vida en prácticamente todo el mundo. Caja de petri con bacterias después de 24 horas Pan con el Moho penicillium Aplicando los pasos del método científico y el descubrimiento de la penicilina ¿Cuál fue la observación? ¿Qué pregunta se habrá planteado Alexander Fleming? ¿Cuál pudo haber sido su hipótesis? ¿Cómo pudo haber llevado la experimentación Si deseas saber más sobre el descubrimiento de la penicilina, observa el video del siguiente Link: https://www.youtube.com/watch?v=o0IY7Uef9Wc Aplica parte de lo anterior en la siguiente actividad: Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 10 Actividad 1. Anota en el paréntesis de la derecha, la letra que corresponda a la respuesta correcta. a) Teoría 1. Es la reproducción de un proceso, bajo ( ) ( ) condiciones controladas, es decir en el laboratorio, en un acuario, en un invernadero, etc. b) Observación 2. Es una suposición que trata de explicar las causas de un fenómeno, si es aceptada puede ser una teoría c) Ley 3. Es la percepción de un evento ( ) d) Hipótesis 4. A partir de un resultado se acepta o se ( ) ( ) rechaza la suposición planteada e) Experimentación 5. Se formula cuando la hipótesis se comprueba al 100% f) Prueba de hipótesis Cuáles serían las propuestas de Alexander Fleming, en base a los pasos del Método científico, cuando descubrió la penicilina a) Planteamiento 1. del problema Las bacterias no crecen en donde se ha ( ) ( ) desarrollado el moho penicillium, porque esa parte del cultivo está contaminado con algo que impide su desarrollo b) Observación 2. Realizó varios estudios y verificó que en donde existía el crecimiento de un hongo, no había crecimiento de bacterias Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 11 c) Ley 3. Concluyó que el hongo producía una ( ) ( ) ( ) sustancia que impedía el crecimiento de las bacterias, posteriormente esa sustancia se aisló y se comercializó (Penicilina) d) Hipótesis 4. Prestó atención y vio que en algunos lugares no crecían las bacterias dentro de sus cultivos e) Experimentación 5. ¿Por qué las bacterias no crecen igual en todos los cultivos? f) Prueba de hipótesis Identifica las diferentes ramas de la biología y las relaciona con diferentes disciplinas Ramas de la biología Las ramas de la biología son todas las diversas disciplinas o áreas que abarca el estudio de la biología. La biología es una ciencia natural cuyo campo de estudio son los seres vivos: sus estructuras, relaciones, evoluciones, entre muchas otras. Siendo el objeto de estudio tan amplio, la mejor forma de abordar el conocimiento de la vida es creando varias "parcelas" donde los biólogos se especializan. Sin embargo, todas las ramas están de una forma u otra relacionadas y emplean herramientas y procedimientos comunes. A continuación, se resumen algunas de las principales ramas en las que se divide la Biología. • Botánica: estudia a las plantas. Se divide en: Botánica criptogámica: estudia las plantas sin flores ni frutos. Botánica fanerogámica: investiga las plantas con flores y frutos. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 12 • Zoología: se ocupa del estudio de los animales. Algunas de sus subramas son: Entomología: estudia los insectos. Mastozoología: estudia los mamíferos. Herpetología: estudia los reptiles. Ornitología: estudia las aves. Ictiología: estudia los peces. Microbiología: estudia los microorganismos. Se subdivide en: Protozoología: estudia y analiza los protozoarios. Virología: estudia los virus o macromoléculas acelulares. Bacteriología: estudia y analiza las bacterias. Micología: estudia los hongos. • Biología celular: se encarga del estudio de las células. Se divide en: Biología molecular: tiene como objetivo el estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos a partir del flujo de información que ocurre en sus moléculas. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 13 Genética: estudia los patrones y mecanismos de la herencia. • Paleontología: estudia e interpreta el pasado de la vida en la Tierra por medio de los fósiles. Tres de sus subramas son: Paleozoología: análisis de fósiles de animales invertebrados y vertebrados. • Paleobotánica: estudio de plantas fósiles. Palinología: análisis de polen fósil • Evolución: estudia el proceso mediante el cual se han originado las especies que habitan el planeta. Se divide en: • Anatomía: describe la forma, disposición, composición, función y relación entre los órganos y sistemas de los organismos. •Bioquímica: Estudia la estructura y función molecular de los seres vivos Algunas ramas de la biología y objeto de estudio Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 14 • Biofísica: Estudia la relación e interacción de la materia y energía en los organismos • Citología: estudia las células. • Embriología: es el estudio del desarrollo desde la fecundación de un óvulo y la octava semana de gestación (en el caso de los seres humanos). • Macroevolución: analiza los procesos evolutivos a nivel de poblaciones. • Microevolución: estudia el cambio en la frecuencia génica de una población. • Ecología: Interacciones entre los seres vivos y su medio ambiente, por ejemplo, los ecosistemas de un país (Un bosque, un desierto, etc.) •Endocrinología: Sistema endocrino y hormonas, por ejemplo, el estudio del páncreas e insulina en la diabetes tipo 1 y 2. •Epidemiología: Propagación de enfermedades, por ejemplo, la predicción de la propagación de una enfermedad según el nivel de contagio (Coronavirus) •Etología: Comportamiento de los animales, por ejemplo; la migración de las aves y rituales de apareamiento de animales. •Taxonomía: Clasificación de los seres vivos, en grupos o jerarquías, de acuerdo a las características comunes. Un perro se parece más a un lobo (Familia Canidae: Caninos) y a su vez un gato se parece más a un león (familia Felidae: Felinos). Actividad 2. Escribe en la primera columna, la rama de la biología que estudia el caso descrito en la segunda columna Rama de biología Caso a tratar El cacomixtle (Bassariscus astutus) es un mamífero que habita en casi toda la República Mexicana. Alcanza los 80 cm de largo de la punta de la cola al hocico. Se alimenta de conejos, pájaros, ratones, insectos, huevos y frutos. El ave azulilla siete colores (Passerina ciris) se distingue por su plumaje colorido. Aunque se reproduce en zonas áridas del estado de Chihuahua y norte de Tamaulipas, en el invierno migra hacia el sur de México. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 15 La serpiente coralillo (Micrurus diastema) puede tener franjas rojas y negras en el cuerpo, o bien, franjas de colores rojoamarillo-negro-amarillo. Vive en las selvas altas y medianas perennifolias. En los caballitos de mar, la hembra transfiere sus óvulos (alrededor de 1500) a la bolsa incubadora del macho, donde son fertilizados. Su gestación dura de 14 a 28 días, según la especie, y después son expulsados al medio marino, donde pocos sobreviven (estudio del proceso). En Brasil descubrieron fósiles de 47 pterosaurios (los primeros dinosaurios voladores) de una misma especie Los pulpos son capaces de imitar la forma y de dar a su piel la textura de los objetos que conoce; pueden disfrazarse de roca o de caracola en lo que una persona tarda en parpadear. Se les conoce como los reyes del camuflaje. La esfinge gigante (Cocytius antaeus), es una polilla que puede medir entre 12.6 cm a 17.8 cm. En México existen muchas flores nutritivas como la flor de calabaza, la flor de maguey, entre otras. Los hongos basidiomicetos como los champiñones nos aportan minerales y vitaminas. Las plantas nos proporcionan oxígeno y reciclan el CO2. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 16 Actividad 3. De la siguiente lista, elige un producto cuyo proceso de elaboración conozcas y elabora un cartel virtual. Debe apreciarse el conocimiento científico aplicado en la biología y la rama (s) que intervienen en dicho caso. a) Pan b) Vino c) Queso d) Yogur e) Jabón en polvo g) Cerveza Comprende que el estudio de la materia de la Biología hace referencia a los sistemas vivos y la energía necesaria para su sobrevivencia. La vida puede estudiarse en diferentes niveles de organización, Así como se hacen ladrillos para levantar una pared, que a su vez puede ser el soporte de una construcción, los seres vivos y la materia inanimada tienen varios niveles de organización. Cada nivel constituye los cimientos del nivel superior y cada nivel superior incorpora componentes de todos los anteriores. Toda la materia sobre la Tierra está compuesta por átomos de sustancias llamadas elementos, y cada cual es único. Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva todas las propiedades de éste. Por ejemplo, un diamante es una forma del elemento carbono. La unidad mínima de un diamante es un simple átomo de carbono. Los átomos se combinan de maneras específicas para formar cadenas llamadas moléculas. Por ejemplo, un átomo de carbono puede combinarse con dos de oxígeno para formar una molécula de dióxido de carbono. Aunque muchas moléculas simples se forman espontáneamente, los seres vivos elaboran moléculas muy grandes y complejas. El cuerpo de los seres vivos está compuesto de moléculas complejas llamadas moléculas orgánicas, lo que significa que contienen una estructura de carbono a la cual se une por Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 17 lo menos algo de hidrógeno. Aunque los átomos y las moléculas constituyen los bloques de construcción de la vida, la verdadera cualidad de la vida surge en el nivel celular. Así como un átomo es la unidad mínima de un elemento, la célula es la unidad mínima de la vida. Muchas formas de vida constan de células únicas, pero en los organismos multicelulares, las células del mismo tipo se combinan para formar estructuras llamadas tejidos; por ejemplo, las células musculares que funcionan juntas forman el tejido muscular. Diferentes tejidos se combinan para formar órganos (como el corazón). Un grupo de órganos unidos en una función se llaman aparatos o sistemas (por ejemplo, el corazón es parte del sistema circulatorio). Los organismos multicelulares suelen tener varios aparatos o sistemas. Los niveles de organización van mucho más allá de los organismos individuales. En un espacio cualquiera, un grupo de organismos del mismo tipo (de la misma especie) constituye una población. Todos los organismos con características morfológicas, fisiológicas y genéticas similares que son capaces de reproducirse entre sí y dejar descendencia constituyen una especie. Un conjunto de poblaciones de diferentes especies que interactúan; forman una comunidad. Una comunidad más el medio abiótico en que se encuentra constituyen un ecosistema. Por último, la superficie terrestre completa y los seres vivos que moran en ella forman la biosfera. Los biólogos trabajan con los distintos niveles, dependiendo del tema que investiguen. Por ejemplo, para averiguar cómo digiere el antílope su comida, un biólogo podría estudiar los órganos del aparato digestivo del animal o, en un nivel inferior, las células que revisten el conducto digestivo. Si se profundiza, un investigador podría examinar las moléculas biológicas depositadas en el aparato digestivo y que descomponen lo que come el animal. Por otro lado, para averiguar si la destrucción del hábitat reduce. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 18 Actividad 4. Completa la siguiente tabla utilizando las definiciones e imágenes que se encuentran en las tablas de las páginas 19 a 21 (Ahí se encuentran en desorden) Tabla de organización de la materia Nivel Biosfera Definición Parte de la Ejemplo Tierra habitada por los seres vivos. Incluye seres vivos Superficie de la tierra y componentes abióticos Ecosistema Comunidad Población Organismo multicelular Sistema de aparatos Órgano Tejido Célula Molécula Átomo Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 19 Definición Dos o más Ejemplo poblaciones de especies diferentes que viven e interactúan en la misma zona Grupo de células semejantes que desempeñan una función específica Combinación de átomos Una comunidad más su ambiente abiótico Superficie de la tierra Ser vivo compuesto por muchas células Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 20 Miembros de una especie que viven en la misma zona Dos o más órganos que ejecutan juntos una función específica del organismo Sabana africana Mínima partícula de un elemento que conserva sus propiedades Estructura compuesta por varios tipos de tejidos que forman una unidad funcional La mínima unidad de la vida Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 21 Conoce la estructura y función de las biomoléculas que integran a las células. Carbohidratos Los carbohidratos son macromoléculas orgánicas formadas por C, H y O, utilizadas como combustible por todo ser vivo, es decir, nos aportan energía para poder realizar nuestras funciones vitales. Son compuestos abundantes en la naturaleza, los más comunes son: azúcares, almidones y celulosa. Son compuestos orgánicos esenciales para todos los Ilustración 4. Alimentos ricos en carbohidratos organismos; proporcionan cuatro calorías por gramo. Los organismos autótrofos fotosintéticos que utilizan la luz del Sol tienen la capacidad de transformar la energía solar en energía química, por medio del proceso llamado fotosíntesis. Otra función de los carbohidratos es formar estructuras celulares. Conocidos también como hidratos de carbono, glúcidos o azúcares, los carbohidratos se encuentran en diversos alimentos, principalmente en vegetales, leche, cereales y sus derivados (pan de trigo o maíz, tostadas, pozole, sopas de pasta, tortillas, atole y tamales), así como en la caña de azúcar, entre otros. Los carbohidratos se clasifican en: a) Monosacáridos. Son los azúcares más simples, su fórmula general es (CH2O) n. Se diferencian por su número de carbonos (triosas, pentosas o hexosas) o por su grupo funcional (aldehídos o cetonas). Los monosacáridos principales para nuestro organismo son: ribosa, desoxirribosa, galactosa, fructuosa y glucosa. •Glucosa: es el monosacárido más importante para nosotros, pues se trata de nuestro combustible, que se convierte en otra molécula llamada ATP, la cual funciona como Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 22 moneda energética. La glucosa, producto de la fotosíntesis, es un azúcar de seis carbonos con grupo funcional aldehído. En una solución acuosa, se puede formar de dos maneras: a. α-glucosa. Hexosa con un grupo hidroxilo unido al carbono 1 en la forma alfa (hidroxilo por debajo del Ilustración 5. Glucosa alfa y beta, se nombran por la posición del grupo hidroxilo anillo). b. β-glucosa. Hexosa con un grupo OH (hidroxilo por encima del anillo). En otras palabras, si hablamos de glucosa alfa, nos referimos a los cereales y sus derivados; y si hablamos de glucosa beta, aludimos a la madera, al algodón o a otras fibras. De esta manera, un rayo de Sol se transforma en tortilla, pan, etcétera, si es que hablamos de a-glucosa; o en madera o algodón, si es glucosa beta, y lo único que cambia es la posición de un grupo hidroxilo. • Galactosa. Está presente en el azúcar de la leche • Ribosa. Es una pentosa y se encuentra presente en el ADN • Fructosa: Es un isómero de la glucosa y se clasifica como una cetohexosa. Está presente en frutas y verduras b) Disacáridos. Son la unión de dos monosacáridos por el enlace llamado glucosídico. Los más importantes son: • Sacarosa o azúcar de caña. Está formada por glucosa y fructosa. • Maltosa o azúcar de malta. Está formada por la unión de dos glucosas. • Lactosa o azúcar de la leche. Está formada de glucosa más galactosa. Ilustración 6 Moléculas de lactosa, sacarosa y maltosa Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 23 c) Polisacáridos. Se forman con la unión de más de diez monosacáridos. • Si están constituidos por monosacáridos iguales integran homopolisacáridos. • Si están constituidos por monosacáridos diferentes, heteropolisacáridos. • Los que nos interesan biológicamente son los homopolisacáridos, que se clasifican en: De almacenamiento. Están constituidos por α-glucosa. Se encuentran, por ejemplo, en el cereal que desayunamos, en forma de Estos viajan almidón. monómeros al torrente sanguíneo a través de las paredes de los intestinos Ilustración 6 Polisacáridos y donde podemos encontrarlos para aportarnos energía. Cuando la glucosa se degrada, nos aporta el ATP que utilizamos para realizar nuestras funciones vitales. Si nos sobra glucosa, el páncreas produce insulina para reducir su nivel en la sangre, y se guarda en forma de glucógeno en el hígado. El almidón es la principal reserva alimenticia de las plantas (se almacena en las raíces) y, el glucógeno, de los animales (se almacena en el hígado y en los músculos). Si necesitamos de esa reserva, el páncreas produce otra hormona llamada glucagón, con el fin de que el glucógeno sea degradado y utilizado en forma de glucosa para formar ATP (moneda energética). La glucogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado y, en menor medida, en el músculo. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 24 Estructurales. La celulosa es el polisacárido estructural más abundante: forma parte de la pared celular de todas las células vegetales. Está constituida de glucosas tipo beta. Para nosotros, los humanos, la celulosa no es alimento, ya que no tenemos la enzima que degrada enlaces beta. Sin embargo, para algunos mamíferos como los rumiantes, las termitas y las cucarachas, la celulosa es su principal fuente de alimento, toda vez que poseen microorganismos que producen tal enzima. La quitina es otro polisacárido estructural que forma parte de los exoesqueletos de algunos artrópodos, así como de la pared celular de ciertos hongos. Lípidos Los lípidos son moléculas orgánicas compuestas por C, H y, en menor proporción, por O, aunque pueden contener también P. Sirven como reserva energética y forman parte de estructuras celulares. Son compuestos orgánicos insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos como el cloroformo y el éter. Nos proporcionan nueve calorías por gramo. Son altamente energéticos y se almacenan en el tejido adiposo. Las Ilustración 7. Alimentos que aportan lípidos plantas también almacenan su energía en forma de aceite en las semillas o frutos. Los fosfolípidos están presentes en todas las membranas celulares. Por ejemplo, en la grasa que cubre el cuerpo de los mamíferos que viven en lugares muy fríos, como la foca, el oso polar, y que les sirve de protección, como aislante y reserva energética. Los lípidos se clasifican en: a) Lípidos simples. Son también conocidos como grasas neutras o triglicéridos. Están constituidos químicamente por una molécula de glicerol y tres ácidos grasos unidos por enlaces llamados ésteres. Cada ácido graso tiene una cadena de hasta 36 átomos de carbono con un grupo carboxilo en un extremo. Los ácidos grasos saturados tienen enlaces simples, a diferencia de los ácidos grasos no saturados Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 25 que pueden tener uno o más enlaces dobles. La mantequilla, el tocino y los aceites vegetales son ejemplos de grasas neutras. En esta clasificación, también encontramos a las ceras: Son lípidos con ácidos grasos unidos a alcoholes de cadena larga. Están presentes en la cutícula de las hojas, en las plumas de las aves y en las ceras que producen las abejas b) Lípidos compuestos. Tienen una molécula de glicerol, dos ácidos grasos y, en el tercer carbono del glicerol, pueden tener un grupo fosfato y formar un fosfolípido, o un azúcar y formar un glucolípido. El extremo donde se ubica el fosfolípido o el glucolípido es soluble en agua o polar: es la parte hidrofílica; la otra parte, que contiene los ácidos grasos, es hidrofóbica Ilustración 8. Clasificación de lípidos o no polar. Las membranas celulares están constituidas por una doble capa de fosfolípidos. c) Lípidos asociados. Son diferentes estructuralmente a los otros lípidos e insolubles en agua. d) Un ejemplo de estos son los esteroides, el colesterol, la testosterona, la progesterona y las hormonas de la corteza adrenal. Tienen una estructura de cuatro anillos de carbono. El colesterol es secretado por el hígado porque forma parte de la bilis. Las hormonas sexuales y las de las glándulas adrenales se forman a partir del colesterol, que también integra las membranas celulares de los Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 26 animales. Sin embargo, niveles altos de colesterol pueden ser fatales, ya que obstruyen las paredes de los vasos sanguíneos, causando arteriosclerosis. Proteínas Las proteínas son macromoléculas constituidas por unidades llamadas aminoácidos, los cuales se encuentran unidos por enlaces peptídicos. Los aminoácidos contienen un grupo amino (−NH2) y un grupo carboxilo (−COOH). Son compuestos orgánicos que constituyen del 50 al 70% del peso seco de Ilustración 9 Fórmula general de un aminoácido los organismos. Nos proporcionan cuatro calorías por gramo. Las diferentes proteínas están constituidas por veinte aminoácidos naturales, de los cuales diez de ellos reciben el nombre de esenciales. Entre estos aminoácidos que no pueden sintetizarse en nuestro organismo y que obtenemos de los alimentos de origen animal y de plantas como leguminosas, se encuentran: lisina, fenilalanina, valina, arginina, isoleucina, metionina, triptófano, treonina, histidina y leucina. La unión de dos aminoácidos forma un dipéptido; la de cinco, un pentapéptido; y si la cadena contiene entre seis y cincuenta aminoácidos, estamos hablando de un polipéptido. Más de cien ya forman una proteína. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 27 Ilustración 10. Los 20 aminoácidos que conforman las proteínas Existe una gran diversidad de proteínas formadas por la combinación de los aminoácidos, así como son diversas y numerosas las palabras que se forman a partir de la combinación de las letras del abecedario. ¡Imagínate cuántas diferentes proteínas se forman con la combinación de veinte aminoácidos! Las proteínas se clasifican de varias maneras. Aquí estudiaremos las proteínas de acuerdo con su función, su forma y su arreglo espacial. Por su forma, las proteínas pueden ser: • Fibrosas. Se encuentran empaquetadas en fibrillas, como el colágeno, la elastina, la seda y la queratina, por nombrar algunas. El colágeno es el constituyente principal de ligamentos, tendones, huesos, cartílagos y piel. Por su parte, la queratina está presente Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 28 en los cuernos de los rinocerontes, así como en uñas, escamas y plumas; mientras que la elastina forma parte del pelo. • Globulares. Son proteínas enrolladas, como las enzimas y los anticuerpos. Por su estructura o arreglo espacial, las proteínas Primarias. Forman pueden ser: • cadenas simples con enlaces peptídicos, es la secuencia de aminoácidos que forma a cada proteína. • Secundarias. Tienen forma Ilustración 11. Niveles estructurales de las proteínas de hélice y contienen enlaces de puente de hidrógeno, como la queratina. • Terciarias. Tienen plegamientos y formas tridimensionales, como algunas enzimas. • Cuaternarias. Están formadas por más de dos cadenas polipéptidas y con más interacciones entre ellas, como la insulina. Por su función: • Estructurales. Son aquellas que, como su nombre lo indica, forman estructuras, ya sean duras, como los cuernos de los rinocerontes y las uñas, o blandas, como el pelo. Como ejemplos, tenemos la queratina, la elastina, el colágeno, la seda, entre otros. • Contráctiles. Forman parte de los músculos, como la miosina y la actina. Intervienen en la contracción y en la relajación muscular. • Hormonales. Intervienen en la regulación de procesos. Algunos ejemplos de ellas son la insulina y el glucagón, que se encargan de regular los niveles de azúcar en la sangre. • De transporte. Transportan moléculas específicas. Un ejemplo es la hemoglobina, que lleva el oxígeno a todos nuestros tejidos. • De defensa. Nos protegen de enfermedades o de alguna infección, como los anticuerpos (inmunoglobulinas). • Enzimáticas. Como aceleradores de reacciones metabólicas, por ejemplo, la sacarosa que degrada la sacarosa, para convertirla en fructosa y glucosa Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 29 Actividad 5. Completa el mapa conceptual, que se encuentra al final del primer parcial (se encuentra en la página 63) Explica a los sistemas vivos en sus diferentes niveles de complejidad como sistemas autopoiéticos y homeostáticos. Características de los seres vivos. Los seres vivos tienen características únicas que los diferencian de los sistemas no vivos, ya que poseen una organización y estructura interna específica, requieren energía para efectuar sus actividades celulares, eliminan los productos de desecho de su metabolismo; son capaces de reproducirse, responden a estímulos externos y pueden mantener su equilibrio interno, así como adaptarse al ambiente. Estructura Los organismos están conformados por células, que es una unidad estructural y funcional de los seres vivos. Existen organismos unicelulares (formados por una célula, como la amiba) y pluricelulares (formados por muchas células, como el árbol de roble). Las células tienen la capacidad de comunicarse obtener con otras y utilizar células, energía, reaccionar ante Organismo unicelular. Amiba estímulos, crecer, reproducirse, morir y autorregularse Organización Las células tienen la función específica de formar tejidos y estos, a su vez, órganos, después aparatos y, posteriormente, sistemas, para constituir finalmente un organismo; sin embargo, también existen organismos unicelulares como las bacterias y protozoos y los pluricelulares como el ser humano Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 30 Metabolismo La vida sin energía no sería tal: el metabolismo de los organismos es responsable del crecimiento, de la reparación de tejidos y del mantenimiento del cuerpo, entre muchos otros procesos. Se llama metabolismo a la suma total de los procesos químicos que ocurren en un organismo. El intercambio de energía que implica el metabolismo tiene que ver forzosamente con la formación de enlaces químicos y su rompimiento. En la célula se presentan cientos de reacciones metabólicas, agrupadas en dos categorías principales: • Catabolismo. El cual consiste en que moléculas complejas son degradadas en moléculas sencillas, para poder ser utilizadas por la célula, por ejemplo, el almidón (polisacárido, molécula compleja) es degradado por la enzima amilasa, en moléculas de glucosa, luego son transportadas a la sangre, luego a las células y ahí reaccionan con el oxígeno para convertirse en moléculas de ATP. • Anabolismo. Consiste en formar moléculas complejas, empleando moléculas sencillas o pequeñas; por ejemplo, se encuentra la formación de proteínas (moléculas complejas) a partir de aminoácidos (moléculas sencillas) o la formación del glucógeno, a partir del almidón. Es común que en las reacciones anabólicas se elimine una molécula de agua, para que se lleve a cabo el enlace covalente, a esta reacción se le conoce como síntesis por deshidratación Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 31 Homeostasis Ilustración 1. Órganos que regulan el equilibrio del cuerpo (homeostasis). Los seres vivos para mantenerse en óptimas condiciones requieren de un ambiente propicio, pero las fluctuaciones en el ambiente alteran dichos procesos. Por lo que los organismos han desarrollado de regulación, que les permitan mantener constantes las condiciones físicas y químicas de su medio interno, a esta capacidad que tienen los organismos se les llama homeostasis Los mecanismos de control homeostático tienen como base la retroalimentación negativa, en el cual se apoya el sistema y emplean parte de la salida para controlar parte de la entrada futura al sistema, esta se presenta cuando el sistema responde de manera contraria al estímulo, es decir busca estabilizar su estado, busca el equilibrio. Un ejemplo lo constituye el termostato de un calentador para baño, el cual mantiene el agua a la temperatura deseable, mediante un sistema automático. Una vez que se fija la temperatura en el termostato, si el calentador rebasa la temperatura, un mecanismo interno apaga el sistema. Cuando el agua se enfría, un mecanismo interno aumenta la temperatura del agua a los grados deseados y el mecanismo se cierra Los animales superiores presentan órganos internos, íntimamente relacionados con mecanismos de regulación muy complejos, para su funcionamiento adecuado. Por ejemplo: la regulación de la temperatura del cuerpo se mantiene estable por mecanismos Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 32 que regulan la perdida y la producción de calor, ya que la temperatura de la sangre es detectada por células especializadas que funcionan como un termostato. Irritabilidad Es la capacidad que tienen los organismos de responder ante los estímulos externos. Cualquier cambio químico o físico en el medio constituye un estímulo. La irritabilidad se divide en taxismos o tactismo si la respuesta ante un estímulo es de animales y en tropismo, si es en los vegetales. Cuando un estímulo es favorable tanto en animales Ilustración 2 Ejemplos de irritabilidad como en vegetales tanto el tropismo y el taxismo son positivos, cuando es desfavorable es negativo, por ejemplo, el tallo de los vegetales superiores posee un FOTOTROPISMO+ (tendencia a acercarse a la luz), en cambio las raíces poseen un GEOTROPISMO+ (tendencia a acercarse a la humedad y al agua). Tabla para nombrar ejemplos de irritabilidad. Estimulo Prefijo Palabra Luz Foto Foto tactismo o fototropismo Sustancias Quimio Quimio tactismo o quimio tropismo químicas Gravedad Geo o Gravitactismo o gravitropismo gravi Agua Hidro Hidro tactismo o hidro tropismo Contacto físico Tigmo Termotactismo o tigmotropismo Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 33 Crecimiento Todos los organismos, incluso los microscópicos, atraviesan un ciclo vital en el cual crecen y se desarrollan. Este proceso es claro en los organismos superiores, cuyo crecimiento a lo largo de su ciclo de vida es evidente. Cabe destacar que Ilustración 3Ejempllos de crecimiento de seres vivos (Aves y mariposas) el desarrollo se da junto con el crecimiento, pues no consiste sólo en un aumento de volumen, sino en cambios en las formas de la apariencia corporal o estados mucho más drásticos como la metamorfosis de una mariposa o una rana. En cualquier caso, este proceso involucra la síntesis de macromoléculas específicas, que está a cargo de la información genética. Así, el desarrollo abarca todos los cambios que se producen durante la vida de un organismo. Adaptación Los organismos actuales son el producto de 3 mil 800 millones de años de evolución. Todas sus características reflejan esta historia. El desarrollo, el comportamiento y todas las demás actividades de los organismos vivos están controlados, en parte, por programas genéticos que son el Ilustración 4 Ilustración 5 Adaptación etológica o de comportamiento. Las aves migran en busca de condiciones diferentes del ambiente, por ejemplo, la temperatura resultado de la acumulación de información a lo largo de la historia de la vida de la Tierra. Los organismos vivos son sistemas adaptados como resultado de la selección natural a la que se vieron sometidos en incontables generaciones anteriores. La capacidad de una especie de adaptarse a su ambiente es la característica que le permite sobrevivir en un mundo en constante cambio. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 34 Adaptación fisiológica. Durante la hibernación algunos animales reducen su metabolismo, para ahorrar energía Adaptación morfológica o estructural; el oso panda presenta un dedo pulgar opuesto y56 dedos más, motivo por el cual puede tomar su principal alimento, el bambú. Reproducción Una de las características fundamentales de los seres vivos es su capacidad de reproducirse. Los organismos de la misma especie producen descendencia fértil para perpetuarla y heredar sus características. Algunos organismos se reproducen de forma asexual, es decir, sin 5Un ejemplo de reproducción sexual es la del caballito de mar, solo que el macho queda embarazado. fecundación y solo interviene un progenitor. Otros se reproducen de forma sexual, cuando un gameto masculino o espermatozoide fertiliza a un gameto femenino u óvulo y se forma el cigoto, que dará lugar a un nuevo ser. Un ejemplo de reproducción asexual es la bipartición o fisión binaria, la cual es común en bacterias y protozoarios. Por otro lado, las plantas con semillas se reproducen sexualmente, aunque también lo pueden hacer de forma asexual por multiplicación vegetativa Autopoiesis Se trata de un término acuñado por el chileno Humberto Maturana en la década de 1970. Este biólogo, en colaboración con Francisco Varela, ideó el concepto con referencia a la capacidad que tiene un sistema para reproducirse y mantener su estabilidad por sí mismo. La autopoiesis, por lo tanto, es la clave de la existencia de los seres vivos. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 35 Al autorregularse y aprovechar la energía del entorno, un sistema puede conservar su estructura pese a no estar en equilibrio. Esto le permite no perder su autonomía ni su identidad. A la hora de pensar en la autopoiesis, Maturana se propuso determinar qué es aquello que sucede en el interior de una entidad para que un observador externo pueda afirmar que está viva. De acuerdo al biólogo, un ser vivo es un sistema que se crea a sí mismo de forma continuada, modificándose y concretando las reparaciones necesarias. A esta cualidad la denominó autopoiesis, derivado de dos vocablos griegos: auto (que alude a “sí mismo”) y poiesis (que puede traducirse como “creación”). Actividad 6. En la siguiente tabla, determina qué tipo de característica de un ser vivo se trata en cada proceso y escríbela en donde corresponde (estructura, irritabilidad, homeostasis, crecimiento, reproducción, etc.). En el caso que exista metabolismo, especifica si corresponde a anabolismo o catabolismo) Proceso Característica de un ser vivo 1. Regulación de la glucosa en el organismo 2. Germinación de una semilla 3. Salivación de un perro ante la comida 4. La evolución de la ballena en el medio acuático 5. Síntesis de proteínas en el organismo 6. El parpadeo cuando sentimos una luz fuerte 7. El cambio de un renacuajo a rana 8. Los pulmones regulan la entrada de oxígeno y la salida de bióxido de carbono 9. Muda de piel de las serpientes 10. Digestión del azúcar de mesa para convertirlo a glucosa y fructosa Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 36 Enuncia los postulados de la teoría celular, distinguiendo a los tipos celulares Identifica las principales estructuras y funciones de los tipos celulares La célula como unidad de vida La célula es la unidad fundamental de los seres vivos. Existen organismos unicelulares, como el paramecio, la amiba, la euglena o las bacterias; y organismos pluricelulares, formados por algunas células o por tejidos. No obstante, cada célula está limitada y protegida por una membrana celular, y tiene su propio material genético y metabolismo (el cual le permite cumplir con sus funciones metabólicas y de reproducción). La célula es la unidad anatómica, estructural y funcional básica de todos los organismos, la cual capaz de realizar sus funciones vitales y reproducirse. De izquierda a derecha: Alga filamentosa, euglena, paramecium y bacterias Teoría celular: Gracias a las contribuciones de notables científicos y al desarrollo de las lentes ópticas se logró construir el microscopio compuesto, herramienta que abre camino para establecer los postulados de la teoría celular. A continuación, te mencionamos algunas de las contribuciones más importantes: • Galileo Galilei (1609) inventó un microscopio compuesto. • Marcelo Malpighi (1661) observó en el microscopio diversos tejidos animales y vegetales. • Anton van Leeuwenhoek (1674) mejoró el tallado y pulido de las lentes ópticas, lo que Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 37 le permitió observar y describir diversos microorganismos unicelulares y espermatozoides. • Robert Brown (1831) descubrió el núcleo al estudiar células de orquídea. • Jan E. Purkinje (1839) acuñó el término protoplasma para designar el contenido vivo de la célula. • En 1665 Robert Hooke había estado examinando muestras de corcho, cuando notó que este parecía estar hecho de estructuras porosas muy pequeñas, similares a un panal de abejas. Hooke nombra a estas estructuras células por su parecido a las celdillas de los panales. El Robert Hooke 1665, creo el primer microscopio compuesto, ahí observó el corcho descubrimiento de estas células provocó que los científicos ahondaran en el estudio de estas pequeñas estructuras y fueran descubriendo sus funciones. • Matthias J. Schleiden (1838), botánico alemán, indicó que todos los organismos de tipo vegetal se componían de células. • Un año más tarde (1839), el fisiólogo Theodor Schawnn, colegay compatriota de Schleiden, llegó a la misma conclusión sobre los animales. A partir de las investigaciones de Schleiden y Schawnn, se establecen los dos primeros postulados de la teoría celular. • Por su parte años más tarde, Rudolf Virchow, eminente médico alemán, en 1855, explicaba que las enfermedades no surgen en los órganos y los tejidos del cuerpo humano en general, sino en las células individuales, y acuñó la frase: “Toda célula proviene de otra célula”, que es el tercer postulado de la teoría celular. • Asimismo, gran parte de sus investigaciones se enfocaron en el estudio de las causas de la inflamación de las venas, el funcionamiento del tejido óseo, las causas de la tuberculosis, entre otros padecimientos. • Se le considera como el introductor del término leucocitosis y es valorado por esbozar un panorama general en cuanto a patologías de los tejidos como las aplasias, hipertrofias, metaplasias, Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 38 etcétera. Los resultados de 200 años de investigación sobre las células y las importantes conclusiones a las que llegaron Schleiden, Schwan y Virchow, dieron origen a lo que hoy día se conoce como la teoría celular. Los postulados de la teoría celular, se resumen como sigue: 1. Todos los seres vivos están formados por células: unidad de estructura. Los organismos pueden estar constituidos por una sola célula (unicelulares) o por varias (pluricelulares). 2. La célula es la unidad fisiológica de la vida. Absolutamente todas las funciones vitales giran en torno a las células o su contacto inmediato. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. 3. Todos los seres vivos se originan a través de las células, por lo que es la unidad de origen. Las células no surgen de manera espontánea, sino que proceden de otras anteriores. 4. Las células contienen material genético, lo que permite la transmisión hereditaria de generación a generación. Concepto moderno de la teoría celular La teoría celular moderna ha incorporado otros elementos a los propuestos originalmente por Theodor Schwann, Matthias J. Schleiden y Rudolf Virchow. La teoría celular moderna establece que, la célula además de ser una unidad estructural, también es la unidad de reproducción, herencia y función. Diferentes estudios revelaron que todas las células tienen esencialmente la misma composición química, ya sea en organismos unicelulares o pluricelulares. Este último punto es sumamente importante, ya que nos dice que la principal diferencia entre todos los seres vivos está en el material genético y no en las diferencias de la célula. Tipos de células Las diferentes expresiones de vida nos muestran sus cambios y adaptaciones evolutivas a lo largo de la historia de la Tierra. Las bacterias son las formas de vida más antiguas. Actualmente se distinguen en dos dominios: las bacterias verdaderas o “eubacterias” y las antiguas o “arqueobacterias”; sin embargo, ambas son células procariotas (sin núcleo) y han evolucionado al mismo Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 39 tiempo. Para la identificación de bacterias se tienen en cuenta múltiples factores: morfología, condiciones de cultivo, composición de la pared celular, parámetros de crecimiento, entre otros. A nivel celular se identifican dos tipos de células principales: las procariotas y las eucariotas. Desde el punto de vista evolutivo, se considera a los organismos procariotas antecesores de los eucariotas; sin embargo, a pesar de sus diferencias, ambos utilizan el mismo código genético y una maquinaria similar para la síntesis de proteínas. Por otro lado, se pueden agrupar a los organismos unicelulares y pluricelulares considerando el mecanismo para obtener su energía para su metabolismo; de esta manera se denominan autótrofos a los que utilizan el Sol o sustancias químicas para la obtención de su energía, y heterótrofos a los que obtienen su energía a partir de los productores primarios. Existen dos tipos de células básicas: procariotas y eucariotas. Esta clasificación se basa en el hecho de que las primeras no poseen organelos rodeados por membranas y las segundas sí. Debido a esto, la diferencia más notoria entre ellas es que la célula eucariota tiene su material genético dentro de un organelo limitado por una membrana, el núcleo, mientras que el material genético de las células procariotas no está englobado por una membrana, sino libre en el citoplasma. En todas las células vivas, el material genético es el ADN (ácido desoxirribonucleico). Tanto las células procariotas y eucariotas presentan una gran diversidad o variedad en sus formas y tamaños, que representan su adaptación evolutiva a distintos ambientes o a diferentes funciones especializadas dentro de un organismo multicelular. Aunque tienden a ser esféricas o globulares cuando se encuentran aisladas, las células presentan numerosas formas; éstas se deben a algunos factores como: • La existencia de las paredes celulares, que presentan las células de las plantas, hongos y muchos organismos unicelulares. • La presión que ejercen unas células sobre otras. • La disposición del citoesqueleto, especie de armazón que presentan en el citoplasma las células eucariotas. • Las funciones que cumplen las células y para las cuales están adaptadas. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 40 Las células son generalmente microscópicas; su tamaño se mide por medio de micrómetros. La mayoría de las células miden entre 1 y 20 micrómetros de diámetro. Sin embargo, las hay mucho más pequeñas que 1 micrómetros y algunas son tan grandes que pueden ser observadas a simple vista. Célula procariota La célula procariota no posee núcleo, pero tiene una región llamada nucleoide, carente de una membrana que la rodee, en la cual se encuentra el ADN en forma circular. Mide entre una y diez micras. Tiene una pared celular como la de las plantas y los hongos, pero con diferente composición Partes de una célula procariota química, formada péptidos, entre por otros azúcares y compuestos orgánicos. Los únicos organismos con célula procariota son las bacterias. Se reproducen asexualmente por fisión binaria. Algunas son inmóviles, pero otras tienen flagelos para su locomoción. Su nutrición puede ser autótrofa o heterótrofa. Aunque no tienen organelos rodeados de membrana, tienen membrana plasmática, citoplasma, material genético y ribosomas. Las bacterias existen en todos los lugares del planeta, pero, debido a que son unicelulares y microscópicas, no son perceptibles a simple vista. Teoría endosimbiótica La aparición de las células con núcleo (eucariotas) fue un evento evolutivo muy importante. Los primeros organismos con células eucariotas pertenecen al reino Protista. Hay varias hipótesis de cómo ocurrió este evento trascendental. Lynn Margulis postuló la teoría endosimbiótica. Las pequeñas células fagocitadas pudieron obtener nutrientes y protección de las de mayor tamaño, mientras que éstas Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 41 obtenían energía de las pequeñas. De esta manera, se creó una relación simbiótica mutualista, en la cual ambas se beneficiaron y adquirieron más cualidades adaptativas. Más tarde, las células fagocitadas se convertirían en mitocondrias. Entre los puntos esenciales que sustentan esta teoría en la cual los organelos como las mitocondrias y los cloroplastos proceden de simbiosis con ciertas bacterias, destacan: • Las mitocondrias contienen su propio ADN en forma circular, como las procariotas. • Algunas enzimas que se encuentran en las membranas celulares de las procariotas están presentes en las membranas de las mitocondrias. • Algunos genes de las mitocondrias son similares a los de las células procariotas. Los cloroplastos, que también tienen su propio ADN, pudieron surgir de cianobacterias fagocitadas por otras de mayor tamaño. Actualmente existen algunos protistas que hospedan cianobacterias. Teoría de plegamiento de la membrana El plegamiento de membrana explica cómo se originaron las células eucarióticas y dieron lugar al sistema de membranas conocido como el aparato de Golgi y retículo endoplasmático. Esta teoría establece que, de un antecesor procariota, como pudo ser una arqueobacteria, se originó la célula con núcleo, mediante la invaginación de la membrana plasmática. Sin embargo, no explica cómo se formaron las mitocondrias y los cloroplastos (organelos con su propio ADN). Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 42 Célula eucariota o con núcleo La célula es la unidad anatómica y funcional de los seres vivos. En este apartado estudiaremos la estructura, morfología y función de las dos principales células eucariotas: animal y vegetal, las cuales Célula eucariota animal y vegetal, respectivamente tienen casi los mismos organelos, con sus pequeñas pero significativas diferencias. Existe una gran variedad de tamaños y formas de células eucariotas; aquí mencionaremos como ejemplo sólo algunas de ellas: La neurona, comúnmente llamada “unidad funcional del sistema nervioso”, es la célula que transmite el impulso nervioso en los vertebrados. Está formada por un cuerpo celular, dendritas y un axón. Los glóbulos rojos o eritrocitos son células de la sangre que están especializadas en el transporte de oxígeno. Se forman en la médula ósea y su ciclo de vida es de 120 a 130 días. Son células que, cuando maduran, expulsan su núcleo. Los glóbulos blancos o leucocitos son células que, a diferencia de los eritrocitos, contienen un núcleo, son de mayor tamaño e incoloras, carecen de hemoglobina y tienen la función de Glóbulos rojos (eritrocitos) y blancos (leucocitos) defender al organismo contra invasores extraños, como son los virus o bacterias patógenas. El espermatozoide es la célula sexual masculina. Consta de una parte superior llamada cabeza, donde se encuentra el acrosoma, región que provee a la célula de enzimas para poder penetrar el óvulo; y el cuello, región con gran cantidad de mitocondrias, las cuales Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 43 proporcionan ATP para la movilidad de la parte inferior, llamada cola o flagelo, a fin de que el espermatozoide pueda cumplir con su tarea fundamental: fecundar al óvulo. Estructuras celulares de nuestro cuerpo, de izquierda a derecha: Neurona, óvulo y espermatozoide Estructura y función de las células Membrana celular o plasmática La membrana celular rodea y da forma a la misma, ya que su contenido iónico es muy diferente a la del medio circundante. Sus componentes lipídicos son los fosfolípidos, el colesterol y los glucolípidos. La bicapa de fosfolípidos es casi continua. Sus extremos polares, es decir, los grupos de fosfatos están orientados hacia las superficies externas e internas de la bicapa, mientras que sus extremos hidrofóbicos apuntan hacia el interior de la membrana. Las moléculas de colesterol y las proteínas integrales se encuentran entre las colas hidrofóbicas. Es importante mencionar que el colesterol regula la fluidez de la membrana debido a su estructura molecular; por un lado, sus anillos inmovilizan parcialmente a las cadenas hidrocarbonadas, pero su cadena lateral le permite flexibilidad; sin embargo, en bacterias, algunos protistas, plantas y hongos, la membrana celular no contiene colesterol. Otros componentes de la membrana celular son las proteínas integrales, que se asocian con lípidos, y las periféricas, que generalmente carecen de ellos. Ambas Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 44 desempeñan un papel fundamental en la permeabilidad de la membrana, como transportadoras o canales. Finalmente, los carbohidratos unidos a proteínas o lípidos se encuentran en la superficie de la membrana y tienen una función primordial en la adhesión a otras células y el reconocimiento de moléculas. En resumen, la membrana tiene dos funciones principales: 1. Delimita y protege la célula de su medio exterior, lo que permite mantener su integridad. 2. Es la puerta por donde entran los iones, el agua y otras partículas. Se dice que es selectivamente permeable, porque escoge las sustancias que necesita permitiendo el transporte selectivo de las que son útiles para la célula, y la excreción o desecho de las que le resulten tóxicas. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 45 La célula se nutre o intercambia sustancias, iones o agua a través de diferentes procesos. El movimiento de sustancias desde el interior al exterior o viceversa se conoce como transporte celular. El transporte puede ser pasivo (no requiere ATP) o activo (requiere ATP). Citoplasma El citoplasma o el sistema de membranas de una célula tiene una compleja organización. El microscopio electrónico permite observar la red de membranas que, para su estudio, se divide en dos partes: • La matriz citoplasmática • El sistema de membranas La primera se encuentra fuera del sistema de membranas, y es en sí el citoplasma fundamental. Esta contiene a las estructuras responsables del movimiento de la célula, los microtúbulos, los microfilamentos y los filamentos intermedios formados de proteínas, que constituyen el citoesqueleto de la célula que le da forma y sostén. El sistema de endomembranas está formado por la envoltura nuclear, el retículo endoplásmico rugoso y liso, y el aparato de Golgi. Este sistema se encarga de empaquetar, secretar y transportar sustancias. Los organelos con membrana participan en los procesos metabólicos de la célula y entre ellos tenemos a las mitocondrias, cloroplastos, peroxisomas, lisosomas y vacuolas. Presenta propiedades coloidales. En él transitan sustancias, se realizan funciones y se encuentran los organelos celulares. Está delimitado por la membrana celular. Es importante aclarar que el citoplasma incluye el volumen de la célula, excepto el núcleo; y que el citosol es la matriz acuosa donde están los organelos y sustancias que son utilizadas en el metabolismo celular. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 46 Mitocondrias Las mitocondrias están rodeadas de membranas. La membrana interna se pliega formando crestas. La forma de la mitocondria puede ser ovalada o esférica, y está delimitada por dos membranas: una externa, que delimita al organelo y es lisa, y una interna, que divide a la mitocondria en dos compartimentos: uno externo, con pliegues llamados crestas, y otro interno, llamado matriz mitocondrial, en el cual hay ADN y ribosomas. Mediante el proceso de respiración celular, las mitocondrias funcionan en las células aeróbicas como organelos para transformar la energía química (glucosa) en ATP (adenosín trifosfato), otra forma de energía que la célula necesitará para utilizarla en sus funciones vitales. Este proceso se estudiará más adelante, en el tema “Respiración celular”. Sin embargo, es importante mencionar que las mitocondrias poseen un genoma que codifica aproximadamente 30 o 40 genes, lo que significa que el ADN mitocondrial se puede replicar, además es capaz de transcribir los tres tipos de ARN. Por tanto, sintetiza sus propias proteínas, ya que contiene ribosomas. Además, se ha comprobado que las mitocondrias reciben péptidos del citoplasma sin exportarlos hacia él. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 47 Cloroplasto Los cloroplastos son las cápsulas en las que se lleva a cabo la fotosíntesis. Sólo se les encuentra en las plantas y en algunos protistas como algas. las Los cloroplastos convierten la energía del sol en azúcares que pueden ser aprovechadas por las células. Para lograrlo, utilizan las moléculas de Los cloroplastos, tienen la clorofila que le da el color verde a las plantas y capta la energía solar para que realicen la fotosíntesis clorofila que existen en su interior. Dos membranas contienen y protegen las partes internas del cloroplasto. Se llaman, respectivamente, membranas internas y externas. La membrana interna rodea el estroma y el grana (que están formados de pilas de tilacoides). Retículo endoplasmático Constituye el mayor sistema de membranas de la célula. Hay de dos tipos: • Retículo endoplasmático rugoso. Está integrado por sacos aplanados y túbulos, su función es sintetizar proteínas. En sus paredes se encuentran adheridos ribosomas. • Retículo endoplasmático liso. Sintetiza y metaboliza lípidos; se le llama liso porque no contiene ribosomas. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 48 Ribosomas Presentes en todas las células, son los organelos en los que se sintetizan las proteínas. Todos los ribosomas están constituidos de dos partes o subunidades. En las células eucariotas, los científicos han identificado las subunidades 60-S y la 40-S. Tienen un diámetro aproximado de 15 a 30 nanómetros. A pesar de que los ribosomas son muy pequeños, su función es muy importante ya que en ellos se lleva a cabo la síntesis de proteínas, por lo que se les conoce como las fábricas de proteínas de la célula. Los ribosomas son los organelos celulares más numerosos; una célula puede contener hasta medio millón de ribosomas, especialmente si está activa sintetizando proteínas. Cada subunidad de los ribosomas está integrada por casi igual cantidad de ARN ribosomal y proteínas. No están rodeados de membrana. Se les puede encontrar adheridos al retículo endoplasmático o flotando libres. Aparato o complejo de Golgi Está formado llamadas por unidades dictiosomas, que presentan un gran número de vesículas. Tiene varias funciones, entre las que destacan: Recibir proteínas, lípidos y carbohidratos que se formaron en el retículo, y clasificarlos para dirigirlos al sitio donde se almacenan. Además, hay Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 49 intercambio de muy diversas macromoléculas. Ensamblar moléculas como glicoproteínas, glucolípidos y glucoesfingolípidos, entre otras. Por ejemplo: • Las proteínas sintetizadas en el retículo endoplásmico rugoso son transportadas al aparato de Golgi. • Las proteínas se encierran en membranas, en paquetes de gránulos de zimógeno (enzimas inactivas). • Posteriormente son excretadas por exocitosis hacia las células del páncreas y, como los gránulos de zimógeno contienen precursores de enzimas digestivas, estos se dirigen a su destino final, que es el intestino delgado. • Formar vesículas como los lisosomas. Lisosomas Los lisosomas son organelos que contienen enzimas hidrolíticas para degradar o digerir proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos. Son los encargados de realizar la digestión celular. Es importante mencionar que los lisosomas se han encontrado en células animales y vegetales, lo mismo que en protistas. Peroxisomas como su nombre lo indica, los peroxisomas son organelos que intervienen en la formación y descomposición de H2O2 (peróxido de hidrógeno). Intervienen tanto en la degradación de las bases purinas como en la fotorrespiración de las células vegetales, y se ha demostrado que contienen enzimas como peroxidasas, d-aminooxidasas y uratooxidasa, que producen peróxido de hidrógeno, y catalasas, que lo destruyen, evitando así algún daño celular Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 50 Peroxisoma Vacuolas Casi todas las células contienen vacuolas, éstas son cuerpos parecidos a las burbujas, rodeados por una membrana cuyo contenido dependerá de la célula donde se encuentre. Las células vegetales maduras tienen una vacuola central, que puede llegar a ocupar hasta tres cuartas partes o más de su volumen. La función de esta vacuola es almacenar diversas sustancias de reserva tales como almidón, proteínas, grasas y pigmentos. La vacuola, al hincharse, ejerce presión contra la pared celular proporcionando a la célula un alto grado de firmeza o turgencia, lo cual permite que las hojas, flores y tallos tiernos de las plantas se mantengan firmes y no marchitos. Otros organismos que presentan vacuolas grandes son las algas y los hongos verdaderos. En cambio, en las células animales, si acaso se presentan, son pequeñas. Vacuola Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 51 Estructura de soporte Citoesqueleto Le da forma y estructura a la célula, es su “esqueleto”. Está constituido por tres filamentos: • Microtúbulos. Tubos huecos y largos de proteínas llamadas tubulinas alfa y tubulinas beta, que miden 22 nanómetros de diámetro y desempeñan un papel fundamental en el movimiento de vesículas y sustancias. Tienen una función mecánica, de motilidad celular, Citoesqueleto le dan forma a la célula, y desempeñan un papel fundamental en el movimiento de centriolos: cromosomas y movimiento de cilios y flagelos. • Microfilamentos. Están hechos de una proteína llamada actina. Miden seis nanómetros de diámetro y forman una cadena helicoidal. Desempeñan un papel fundamental en la contracción del citoplasma; en la fuerza propulsora para la ciclosis y el movimiento ameboide de los leucocitos o en las amibas. Este movimiento se debe a la interacción de filamentos de proteínas como la actina y miosina. • Filamentos intermedios. Miden entre 7 y 11 nanómetros y están constituidos de proteínas fibrosas (citoqueratina). Éstos suelen intervenir en funciones mecánicas en células epiteliales, en los axones neuronales, las células gliales y todos los tipos de músculo Pared celular Algunos organismos tienen una pared celular que rodea la membrana plasmática, la cual da rigidez, soporte y resistencia a la célula. En las plantas está compuesta principalmente de celulosa, pectina o lignina. En hongos de quitina y en las bacterias de péptidoglucano. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 52 Movimiento Como ya se mencionó antes, los microtúbulos, microfilamentos y los filamentos intermedios son estructuras proteicas que integran al citoesqueleto y son responsables de la motilidad celular, ya que otorgan un movimiento dinámico a la célula. Por ejemplo, en el espermatozoide humano abundan las mitocondrias, las cuales proveen de energía al flagelo del gameto masculino, con el fin de que efectúe su movimiento y lleve a cabo la fecundación del óvulo. Cuerpos basales: cilios y flagelos Los cuerpos basales son las estructuras que forman a los cilios y a los flagelos. Tanto los cilios como los flagelos son capaces de desplazar el líquido de la superficie de la célula, lo que le permite movimiento. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 53 Los cilios, cuyo nombre proviene del latín y significa pestaña, son apéndices cortos, con forma de cabello que brotan de la superficie de las células vivas. Su movimiento es rotacional y rápido, como el de un motor. Generalmente se presentan por cientos y se encuentran en las células eucariotas. Por su parte, los flagelos (otro término del latín que significa látigo) son apéndices largos, en forma de hilos. Son más largos que los cilios, con longitudes variables. Su movimiento es ondulatorio sinusoidal, lento comparado con el de los cilios. Se encuentran en pocas cantidades (menos de diez) por célula. Se les puede hallar tanto en células eucariotas como en procariotas. Centriolos Los centriolos son estructuras que se encuentran cerca del núcleo, las cuales están formadas por microtúbulos; se hallan presentes en la célula animal, en los hongos y en las algas, pero no en las plantas con flores. Se encargan de formar el huso acromático, es decir, la red en la que danzan los cromosomas al momento de la división celular. El huso acromático es como una telaraña en forma de balón de futbol americano, en la cual se deslizan los cromosomas. Los centriolos también forman los cuerpos basales. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 54 Núcleo Es el organelo de mayor tamaño; metabolismo, dirige la el división celular y contiene el material hereditario. Está formado por las siguientes estructuras: • Membrana nuclear. Su estructura química consiste en fosfolípidos y proteínas con poros para permitir el intercambio de Anatomía del núcleo celular sustancias entre núcleo y citoplasma. • Nucléolo. Sintetiza las subunidades que forman los ribosomas y el ARN ribosomal. • Cromatina. Es el ADN, en su forma laxa, tal como se encuentra dentro del núcleo. Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 55 Práctica 1. Practica de Laboratorio Presencial. Observación de células vegetales OBSERVACIÓN DE CÉLULAS EN LA EPIDERMIS DE LA CEBOLLA Práctica # 1 Carrera: Módulo: BIOLOGÍA 1 Competencia Genérica: 5.4 Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su valides Organiza y categoriza información sobre la materia Habilidad (es) Elige trabajar con orden, respeto, puntualidad y de forma colaborativa El alumno, mediante la observación a través del microscopio, Objetivo: identificara las principales estructuras que conforman la célula vegetal. Material y Equipo para el Desarrollo de la Práctica Actitud (es) Materiales de laboratorio Material biológico cantidades 1 Pizetas 3 Portaobjetos y cubreobjetos 1 Cubeta de tinción y soporte 1 Cebolla para tinción 1 Estuche de Disección 1 Agujas enmangadas 1 Pinzas finas 1 Tijeras finas Material de Laboratorio 1 Azul de metileno Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 56 Desarrollo de la práctica Procedimiento. 1.- Limpie la cebolla de las hojas exteriores que estén secas. 2.- Separa una de las hojas interiores y desprende la fina membrana que está adherida por su cara interna cóncava. 3.- Llega la epidermis interna de las hojas del bulbo de cebolla a una cubeta con agua, (si, el trozo desprendido es muy grande: mayor de 3 o 4 cm 2) corta con las tijeras dentro del agua, en porciones más pequeñas y monta como se indica a continuación: 4-Introduce un portaobjetos en la cubeta de manera que forme un plano inclinado, descansando en el resalte del fondo y el borde del recipiente. 5-Lleva el fragmento de la epidermis con la guja enmangada sobre el portaobjetos, y colócalo en el centro del mismo, procurando que quede bien extendido. 6-Retira con cuidado el portaobjetos del agua ayudado con la aguja enmangada. 7-Deje escurrir, o seque con papel filtro cuidadosamente. Técnica de tinción: 1-Coloque el portaobjeto encima del asa de tinción y vierta unas gotas de azul de metileno (colorante fijador) y deje actuar por cinco minutos, procurando que no se seque por falta de colorante o por evaporación del mismo. 2- incline el portaobjetos y con una peseta lave la preparación con agua hasta que no suelte color. 3- Coloca un cubreobjetos con mucho cuidado sobre la preparación evitando que se formen burbujas de aire entre el portaobjeto y el cubreobjetos. Observación al microscopio: 1-Fija la preparación en la platina y utiliza el objetivo de 10X, para localizar los campos donde las células estén bien teñidas y separadas utiliza posteriormente los objetivos de mayor aumento (40X) para obtener más detalles. Resultados: Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 57 Has un dibujo de lo que observas e identifica las estructuras celulares. (Foto) Anote sus resultados y realice su reporte según el formato. - Portada - Objetivo - Hipótesis - Antecedentes - Desarrollo - Resultados - Observaciones - Conclusiones Cuestionario: 1.- Porque crees que los núcleos están desplazados a un lado? 2.- Que ocupa el contenido de casi toda la célula? Conclusión. Anote sus conclusiones Docente: Práctica 1. Observación de células vegetales (Virtual) Observa el video del siguiente link, posteriormente responde lo que se te pide https://www.youtube.com/watch?v=3XeSczVVUYo Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 58 ACTIVIDAD DE CIERRE a. Responde las siguientes preguntas (Investiga en fuentes confiables) 1. ¿Qué estructura se observa en la cebolla? 2. ¿Qué estructura se observa en la hoja y en la flor de geranio? 3. ¿Porque crees que los núcleos están desplazados a un lado? 4. ¿Qué ocupa el contenido de casi toda la célula? b. Coloca los nombres correspondientes en la imagen del microscopio óptico (Las palabras se encuentran después de la imagen) Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 59 Base, ocular, diafragma, platina, pinzas, tornillo macrométrico, tornillo micrométrico, revólver, tubo, condensador, objetivo, lámpara c. Escribe sobre las líneas a que postulado de la teoría celular hace referencia cada una de las siguientes afirmaciones 1. Las bacterias se reproducen por bipartición 2. Dentro de la célula, los lisosomas se encargan de la digestión celular Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 60 3. Algunos radiolarios poseen esqueleto silicio con estructura radiada 4. Las amibas se alimentan por medio de extensiones del citoplasma llamadas pseudópodos 5. Las estrellas de mar tienen un gran poder de regenerar sus partes 6. El daltonismo es una enfermedad en la que los hombres no pueden ser portadores, o son sanos o están enfermos d. Relaciona la anatomía y/o función celular, con la estructura correspondiente o el tipo de célula 1. Qué tipo de células tienen las siguientes características: Membrana celular, citoplasma, núcleo, mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplasmático a. Células de Arqueobacterias b. Células Eucariontes c. Células Procariotas d. Células bacterianas 2. Es una estructura presente en las células vegetales, pero no en los animales a. Centríolo b. Núcleo c. Cloroplasto d. Membrana Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 61 3. Son las estructuras que contienen los genes a. Retículo endoplasmático b. Cromosomas c. Aparato de Golgi d. Membranas 4. Es la puerta por donde ingresan iones, agua y otras partículas al interior de las células a. Retículo endoplasmático b. Citoplasma c. Aparato de Golgi d. Membrana 5. Dentro de el se ubican los organelos celulares a. Membrana b. Citoplasma c. Núcleo d. Lisosomas 6. Es el organelo que sintetiza las proteínas a. Peroxisomas b. Mitocondria c. Ribosomas d. Retículo endoplasmático liso 7. Contienen a los cromosomas a. Membrana b. Citoplasma c. Citoesqueleto d. Núcleo Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 62 8. Si comparamos a esta estructura celular con nuestros órganos, es el equivalente al estómago, ya que contiene enzimas digestivas a. Peroxisomas b. Lisosomas c. Vacuola d. Ribosomas 9. Estructura que produce la energía en un espermatozoide, para que este se pueda mover a. Ribosomas b. Peroxisomas c. Mitocondria d. Flagelo 10. Es el principal componente de la pared celular de los cereales a. Quitina b. Celulosa c. Peptidoglucanos d. Bicapa de fosfolípidos Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 63 Biomoléculas ANEXO Carbohidrato s Lípidos Proteínas Función Clasificació n Función Clasificación Monosacárid os Polisacárid os Fórmula Ejemplos Maltos a Clasificació n Formado por Formado por Formado por Ejemplos Ejemplos Triglicéridos Homopolisacáridos Fibrosas Ejemplos Ejemplos Reserva energética y forma estructuras Ejemplos Por su función Por su forma Asociados Unidades que las Clasificación Por su estructura espacial Cuaternaria Ejemplos Glucosa y galactosa Fructosa Desoxirribos a Monosacáridos diferentes Estructur a Estructur a Estructur a Plegamientos y tridimensional lineal Enzimas, anticuerpos Forma Forma Forma Forma Se convierte en Presente en Presente en Componente principal de Ejemplos Ejemplos ATP Leche Actina Insulina Queratina Sacarasa Ejemplos Hemoglobina Ejemplos Ejemplos Ejemplos Glicerol, 2 ácidos grasos y fosfato Cuatro anillos de carbono Estructurale s Hormonales De defensa Ejemplos Ejemplos Ejemplos Ejemplos 64 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche INTRUMENTOS DE EVALUACIÓN INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO ASIGNATURA: BIOLOGIA NOMBRE DEL ALUMNO: ESPECIALIDAD: PARCIAL: PRIMERO CICLO ESCOLAR SEMESTRE: GRUPO: 2021 - 2022 TERCERO PRODUCTO ESPERADO: 1. Cuestionario con enunciados resueltos donde relaciona características y aplicación del método científico en la biología. 2. Tabla de relación de ramas de la biología 3. Cartel virtual. APRENDIZAJE ESPERADO: Reconoce el concepto de ciencia y las características del pensamiento científico. Identifica las diferentes ramas de la biología y las relaciona con diferentes disciplinas Valora y ejemplifica el papel del conocimiento científico y biológico en diferentes situaciones de la vida. PLAN DE EVALUACIÓN NOMBRE TIPO ALCANCE PONDERACIÓN CUESTIONARIO, TABLA Y CARTEL FORMATIVA HETEROEVALUACIÓN Criterio a evaluar Si No Observaciones Reconoce las características del pensamiento científico y su relación con aplicaciones en casos específicos (5) Identifica de forma correcta las diferentes ramas de la biología y las relaciona con casos específicos (10) En el cartel presenta una afirmación relevante con sustento científico (10) El cartel vincula una imagen con un texto, de forma sintética y contundente (2.5) Muestra responsabilidad al entregar las actividades en el tiempo establecido (2.5) COMPETENCIAS GENÉRICAS: 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. ATRIBUTOS: 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: 30 % OBSERVACIONES: COMPETENTE EN VÍAS DE LOGRAR LA COMPETENCIA NO COMPETENTE RETROALIMENTACIÓN: MAESTRO DE LA ASIGNATURA ____________________________________________ Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 65 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO ASIGNATURA: BIOLOGIA NOMBRE DEL ALUMNO: ESPECIALIDAD: PARCIAL: PRIMERO CICLO ESCOLAR SEMESTRE: GRUPO: 2021 -2022 TERCERO PRODUCTO ESPERADO: Tabla sobre niveles de organización de la materia APRENDIZAJE ESPERADO: Comprende que el estudio de la materia de la Biología hace referencia a los sistemas vivos y la energía necesaria para su sobrevivencia. PLAN DE EVALUACIÓN NOMBRE TIPO ALCANCE PONDERACIÓN Tabla de organización de la materia FORMATIVA HETEROEVALUACIÓN Criterio a evaluar Si No Observaciones Ordena de forma correcta los conceptos de la organización de la materia (3%) Ordena de forma correcta los ejemplos de la organización de la materia ((3%) Entrega de forma ordenada y comprensible la información (2%) Entrega la actividad en el tiempo estipulado (2%) 10 % COMPETENCIAS GENÉRICAS: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. ATRIBUTOS: 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: OBSERVACIONES: COMPETENTE EN VÍAS DE LOGRAR LA COMPETENCIA NO COMPETENTE RETROALIMENTACIÓN: MAESTRO DE LA ASIGNATURA ____________________________________________ Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 66 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO ASIGNATURA: BIOLOGIA NOMBRE DEL ALUMNO: ESPECIALIDAD: CICLO ESCOLAR 2021 -2022 PARCIAL: PRIMERO SEMESTRE: TERCERO GRUPO: PRODUCTO ESPERADO: Tabla sobre niveles de organización de la materia APRENDIZAJE ESPERADO: Comprende que el estudio de la materia de la Biología hace referencia a los sistemas vivos y la energía necesaria para su sobrevivencia. PLAN DE EVALUACIÓN NOMBRE TIPO ALCANCE PONDERACIÓN Tabla sobre niveles de organización de la FORMATIVA HETEROEVALUACIÓN 10 % materia Criterio a evaluar Si No Observaciones Demuestra comprensión de la estructura y función de las biomoléculas, de forma completa (6%) Mapa bien organizado y claramente presentado, así como de fácil seguimiento. (2%) Mapa sobresaliente y atractivo que cumple con los criterios de diseño planteados, sin errores de ortografía. (1%) Entrega la actividad en el tiempo establecido (1%) COMPETENCIAS GENÉRICAS: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. ATRIBUTOS: 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: OBSERVACIONES: COMPETENTE EN VÍAS DE LOGRAR LA COMPETENCIA NO COMPETENTE RETROALIMENTACIÓN: MAESTRO DE LA ASIGNATURA ____________________________________________ Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 67 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO ASIGNATURA: BIOLOGIA NOMBRE DEL ALUMNO: ESPECIALIDAD: PARCIAL: PRIMERO CICLO ESCOLAR SEMESTRE: GRUPO: APRENDIZAJE ESPERADO: Explica a los sistemas vivos en sus diferentes 2021 - 2022 TERCERO PRODUCTO ESPERADO: Tabla sobre las características de los seres vivos niveles de complejidad como sistemas autopoiéticos y homeostáticos. en diferentes procesos PLAN DE EVALUACIÓN NOMBRE TIPO Tabla sobre las características de los seres vivos en diferentes procesos FORMATIVA ALCANCE PONDERACIÓN HETEROEVALUACIÓN 10 % Criterio a evaluar Realiza la aplicación de forma correcta sobre las características de los seres vivos en los procesos planteados (8%) No presenta errores de ortografía (1%) Entrega la actividad en el tiempo establecido (1%) Si No Observaciones COMPETENCIAS GENÉRICAS: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. ATRIBUTOS: 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: OBSERVACIONES: COMPETENTE EN VÍAS DE LOGRAR LA COMPETENCIA NO COMPETENTE RETROALIMENTACIÓN: MAESTRO DE LA ASIGNATURA ____________________________________________ Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 68 INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN: LISTA DE COTEJO ASIGNATURA: BIOLOGIA NOMBRE DEL ALUMNO: ESPECIALIDAD: PARCIAL: PRIMERO CICLO ESCOLAR SEMESTRE: 2021 - 2022 TERCERO PRODUCTO ESPERADO: GRUPO: APRENDIZAJE ESPERADO: Enuncia los postulados de la teoría celular, distinguiendo a los tipos 1.cuestionario de la practica virtual (identificación de células celulares vegetales), 2. partes del microscopio 3. Resuelve actividad donde relaciona los postulados de la teoría Identifica las principales estructuras y funciones de los tipos celulares celular. 4. Relaciona la anatomía y fisiología de la célula PLAN DE EVALUACIÓN NOMBRE TIPO Tabla sobre las características de los seres vivos en diferentes procesos FORMATIVA ALCANCE PONDERACIÓN HETEROEVALUACIÓN 40 % Criterio a evaluar Si No Observaciones a. Resuelve el cuestionario de la practica virtual (identificación de células vegetales) (6%) b. Identifica las partes del microscopio de forma correcta ( 10%) c. Resuelve actividad donde relaciona los postulados de la teoría celular.(10%) d. Relaciona la anatomía y fisiología de la célula (10%) No presenta errores de ortografía (2.%) Entrega la actividad en el tiempo establecido (2%) COMPETENCIAS GENÉRICAS: 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva. ATRIBUTOS: 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. NOMBRE Y FIRMA DE QUIEN EVALUÓ: OBSERVACIONES: COMPETENTE EN VÍAS DE LOGRAR LA COMPETENCIA NO COMPETENTE RETROALIMENTACIÓN: MAESTRO DE LA ASIGNATURA ____________________________________________ Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche 69 BIBLIOGRAFÍA María Eugenia Méndez Rosales/ Alejandra Utrilla Quiroz/ Carolina Pérez Angulo. Biología básica 1. D.R. Book Mart S.A de C.V 4ta edición, 2018 Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de Campeche