ACFrOgB0Mt6Gar0O5cDy6pdVwtTEt6MlgG3bivSeA23k7aO5LiClEuxDvqby4jAetKF oSs7CLyzu1f9dZebvnjiMdaYAOP5OxRN9JE8nyl-TYZNZcMEkyfFC63rSUnpeGKzYTj11RBUXzKOog0i

Biología I
GUÍA DE ACTIVIDADES DEL ALUMNO
PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS
DATOS DEL ALUMNO
Nombre:
Plantel:
Grupo:
Turno:
Tercer Semestre
Teléfono:
AGOSTO DE 2020
Jaime Bonilla Valdez
GOBERNADOR DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA
Catalino Zavala Márquez
SECRETARIO DE EDUCACIÓN Y DIRECTOR GENERAL DEL ISEP DEL ESTADO DE BAJA CALIFORNIA
Javier González Monroy
SUBSECRETARIO DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR, SUPERIOR E INVESTIGACIÓN
Iván López Báez
DIRECTOR GENERAL DEL CBBC
Jesús Ernesto Robles Rodríguez
DIRECTOR DE PLANEACIÓN ACADÉMICA DEL CBBC
BIOLOGÍA I
Edición, agosto de 2018 (NME)
Actualizado por:
Quím. Biól. Delia Karina Huitrón Velázquez
Biól. Erika Arroyo Rebolledo
Quím. Biól. Luz Marina Silva Manzo
Méd. Karina Nevárez Alarcón
Edición, agosto 2020 (MEPEO)
Actualizado por:
Mtra. Erika Arroyo Rebolledo
Ing. Biól. Mónica Gregoria Casillas Alcalá
Quím. Biól.Georgina Morales Ramírez
Quím. Lineth López Fonseca
Ing. Lorenzo Valladárez Martínez
En la realización del presente material, participaron:
JEFE DEL DEPARTAMENTO DE ACTIVIDADES EDUCATIVAS
Mtro. Alfredo Sánchez Orozco
EDICIÓN, AGOSTO DE 2020
Mtro. Gerardo Enríquez Niebla
Ing. Diana Castillo Ceceña
I.Q. Gabriela López Arenas
La presente edición es propiedad del
Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California.
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra.
Este material fue elaborado bajo la coordinación y supervisión de la
Dirección de Planeación Académica del Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California.
Blvd. Anáhuac #936, Centro Cívico, Mexicali, B.C., México.
www.cobachbc.edu.mx
Índice
Presentación
Competencias Genéricas
Competencias Disciplinares Básicas de Ciencias Experimentales
Enfoque de la disciplina
Ubicación de la asignatura
Relación de los bloques del programa con los contenidos del Nuevo Modelo
Educativo de la asignatura de Biología I
BLOQUE I:
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
11
BLOQUE II:
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES
VIVOS
49
BLOQUE III:
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
79
BLOQUE IV:
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
116
BLOQUE V:
REPRODUCCIÓN CELULAR
150
Referencias
182
Anexos
Lecciones para el Desarrollo de Habilidades Socioemocionales
185
•
Lección 1.4 Los demás
•
Lección 4.4 El contexto importa
•
Lección 9.4 Vamos a ayudar-nos
Presentación
Con la puesta en marcha del Modelo Educativo para la Educación Obligatoria (MEPEO)
(SEP, 2017), se realizó una reestructuración de los programas de estudio de primero
a sexto semestre, por lo que fue necesario realizar una adecuación de los materiales
didácticos de apoyo para los estudiantes y docentes.
Es importante mencionar que el MEPEO no significa un cambio total de los manifiestos y
preceptos educativos que caracterizaron la Reforma Integral de la Educación Media Superior
(RIEMS); sino que significa fortalecimiento, articulación, organización y concreción de aspectos educativos y pedagógicos, tal como se manifiesta en los siguientes párrafos:
“El Modelo educativo 2016 reorganiza los principales componentes del sistema educativo nacional para que los estudiantes logren los aprendizajes que el siglo XXI exige
y puedan formarse integralmente... En este sentido, el planteamiento pedagógico -es
decir, la organización y los procesos que tienen lugar en la escuela, la prácticas pedagógicas en el aula y el currículum- constituyen el corazón del modelo”.
“...El cambio que se plantea está orientado a fortalecer el sentido y el significado de lo
que se aprende. Se propone ensanchar y hacer más sólidos el entendimiento y la comprensión de los principios fundamentales, así como de las relaciones que los contenidos
generan entre sí. La memorización de hechos, conceptos o procedimientos es insuficiente y hoy ocupa demasiado espacio en la enseñanza. El desarrollo de las capacidades de
pensamiento crítico, análisis, razonamiento lógico y argumentación son indispensables
para un aprendizaje profundo que permita trasladarlo a diversas situaciones para resolver nuevos problemas. Los aprendizajes adquieren sentido cuando verdaderamente
contribuyen al pleno desarrollo personal y de los individuos” (SEP, 2016: 15-18).
En este sentido, todas las Guías de Actividades del Alumno para el Desarrollo de Competencias de las diferentes asignaturas de los Componentes de Formación Básica y Propedéutica,
así como de las Guías de Aprendizaje de los distintos módulos del Componente de Formación
para el Trabajo, fueron adecuadas a los lineamientos pedagógicos antes citados y a los nuevos programas de estudio emanados del MEPEO.
Conscientes de la dificultad para que el alumnado tenga acceso a una bibliografía adecuada
pertinente y eficaz con el entorno socioeconómico actual, el CBBC brinda la oportunidad a los
estudiantes de contar con materiales didácticos para el óptimo desarrollo de los programas
de estudio de las asignaturas que comprende el Plan de Estudios Vigente. Cabe subrayar que
dichos materiales son producto de la participación de docentes de la institución, en los cuales
han manifestado su experiencia, conocimientos y compromiso en pro de la formación de los
jóvenes bachilleres.
Es necesario hacer énfasis en que la guía no debe ser tomada como la única herramienta de
trabajo y fuente de investigación, ya que es imprescindible que los estudiantes lleven a cabo
un trabajo de consulta e investigación en otras fuentes bibliográficas impresas y electrónicas,
material audiovisual, páginas web, bases de datos, entre otros recursos didácticos que apoyen su formación y aprendizaje.
COMPETENCIAS GENÉRICAS
SE AUTODETERMINA Y CUIDA DE SÍ
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.
CG1.1
CG1.2
CG1.3
CG1.4
CG1.5
CG1.6
Enfrenta las dificultades que se le presentan y es consciente de sus valores, fortalezas y debilidades.
Identifica sus emociones, las maneja de manera constructiva y reconoce la necesidad de solicitar apoyo ante
una situación que lo rebase.
Elige alternativas y cursos de acción con base en criterios sustentados y en el marco de un proyecto de vida.
Analiza críticamente los factores que influyen en su toma de decisiones.
Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones.
Administra los recursos disponibles teniendo en cuenta las restricciones para el logro de sus metas.
2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en distintos géneros.
CG2.1
CG2.2
CG2.3
Valora el arte como manifestación de la belleza y expresión de ideas, sensaciones y emociones.
Experimenta el arte como un hecho histórico compartido que permite la comunicación entre individuos y culturas en el tiempo y el espacio, a la vez que desarrolla un sentido de identidad.
Participa en prácticas relacionadas con el arte.
3. Elige y practica estilos de vida saludables.
CG3.1
CG3.2
CG3.3
Reconoce la actividad física como un medio para su desarrollo físico, mental y social.
Toma decisiones a partir de la valoración de las consecuencias de distintos hábitos de consumo y conductas
de riesgo.
Cultiva relaciones interpersonales que contribuyen a su desarrollo humano y el de quienes lo rodean.
SE EXPRESA Y COMUNICA
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes en distintos contextos mediante la utilización de medios,
códigos y herramientas apropiados.
CG4.1
CG4.2
CG4.3
CG4.4
CG4.5
Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
Aplica distintas estrategias comunicativas según quienes sean sus interlocutores, el contexto en el que se
encuentra y los objetivos que persigue.
Identifica las ideas clave en un texto o discurso oral e infiere conclusiones a partir de ellas.
Se comunica en una segunda lengua en situaciones cotidianas.
Maneja las tecnologías de la información y la comunicación para obtener información y expresar ideas.
PIENSA CRÍTICA Y REFLEXIVAMENTE
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos.
CG5.1
CG5.2
CG5.3
CG5.4
CG5.5
CG5.6
Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo.
Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones.
Identifica los sistemas y reglas o principios medulares que subyacen a una serie de fenómenos.
Construye hipótesis y diseña y aplica modelos para probar su validez.
Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas
preguntas.
Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista
de manera crítica y reflexiva.
CG6.1
CG6.2
CG6.3
CG6.4
Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias.
Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos
conocimientos y perspectivas al acervo con el que cuenta.
Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética.
APRENDE DE FORMA AUTÓNOMA
7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
CG7.1
CG7.2
CG7.3
Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de conocimiento.
Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus
reacciones frente a retos y obstáculos.
Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana.
TRABAJA EN FORMA COLABORATIVA
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
CG8.1
CG8.2
CG8.3
Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un curso de acción con pasos específicos.
Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva.
Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que cuenta dentro de
distintos equipos de trabajo.
PARTICIPA CON RESPONSABILIDAD EN LA SOCIEDAD.
9. Participa con una conciencia cívica y Ética en la vida de su comunidad, región, México y el mundo.
CG9.1
CG9.2
CG9.3
CG9.4
CG9.5
CG9.6
Privilegia el diálogo como mecanismo para la solución de conflictos.
Toma decisiones a fin de contribuir a la equidad, bienestar y desarrollo democrático de la sociedad.
Conoce sus derechos y obligaciones como mexicano y miembro de distintas comunidades e instituciones, y
reconoce el valor de la participación como herramienta para ejercerlos.
Contribuye a alcanzar un equilibrio entre el interés y bienestar individual y el interés general de la sociedad.
Actúa de manera propositiva frente a fenómenos de la sociedad y se mantiene informado.
Advierte que los fenómenos que se desarrollan en los ámbitos local, nacional e internacional ocurren dentro
de un contexto global interdependiente.
10. Mantiene una actitud respetuosa hacia la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y prácticas sociales.
CG10.1
CG10.2
CG10.3
Reconoce que la diversidad tiene lugar en un espacio democrático de igualdad de dignidad y derechos de
todas las personas, y rechaza toda forma de discriminación.
Dialoga y aprende de personas con distintos puntos de vista y tradiciones culturales mediante la ubicación
de sus propias circunstancias en un contexto más amplio.
Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local,
nacional e internacional.
11. Contribuye al desarrollo sustentable de manera crítica, con acciones responsables.
CG11.1 Asume una actitud que favorece la solución de problemas ambientales en los ámbitos local, nacional e
internacional.
CG11.2 Reconoce y comprende las implicaciones biológicas, económicas, políticas y sociales del daño ambiental en
un contexto global interdependiente.
CG11.3 Contribuye al alcance de un equilibrio entre los intereses de corto y largo plazo con relación al ambiente.
COMPETENCIAS DISCIPLINARES BÁSICAS
CIENCIAS EXPERIMENTALES
CDBE 1. Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos y sociales
específicos.
CDBE 2. Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones
éticas.
CDBE 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
CDBE 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes
relevantes y realizando experimentos pertinentes.
CDBE 5. Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones.
CDBE 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas.
CDBE 7. Explicita las nociones científicas que sustentan los procesos para la solución de problemas cotidianos.
CDBE 8. Explica el funcionamiento de máquinas de uso común a partir de nociones científicas.
CDBE 9. Diseña modelos o prototipos para resolver problemas, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos.
CDBE 10. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos.
CDBE 11. Analiza las leyes generales que rigen el funcionamiento del medio físico y valora las acciones humanas de riesgo
e impacto ambiental.
CDBE 12. Decide sobre el cuidado de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que
pertenece.
CDBE 13. Relaciona los niveles de organización química, biológica, física y ecológica de los sistemas vivos.
CDBE 14. Aplica normas de seguridad en el manejo de sustancias, instrumentos y equipo en la realización de actividades de
su vida cotidiana.
ENFOQUE DE LA DISCIPLINA
El campo disciplinar de las Ciencias Experimentales en la Educación Media Superior (EMS)
pretende que el estudiantado conozca y aplique métodos y procedimientos de dichas ciencias
para la resolución de problemas cotidianos, permitiendo la comprensión racional de su entorno a
partir de estructuras de pensamiento y procesos aplicables a contextos diversos, los cuáles les
serán útiles a lo largo de la vida para el desarrollo de acciones responsables hacia el ambiente
y hacia sí mismo.
La materia de Biología tiene como ejes principales el estudio de la unidad, diversidad y continuidad de los seres vivos: la unidad, dado que todos los seres vivos tenemos mucho en común por
las estructuras celulares que nos forman y por los procesos químicos y fisiológicos para mantenernos vivos; la diversidad porque tenemos ancestros comunes, y en consecuencia formamos
una gran familia que se originó hace varios miles de millones de años, y continuidad porque
todos nos reproducimos a través de los genes, formados por la misma molécula de la herencia,
que es el ADN.
De tal forma, la asignatura de Biología I del componente de formación básica del plan de estudios del bachillerato general, se ubica en tercer semestre con el propósito de que el estudiantado
establezca la relación entre los seres vivos con el medio ambiente, la sociedad y la tecnología;
esto a partir de sus ejes principales de estudio.
UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA
1ER. SEMESTRE
2DO. SEMESTRE
3ER. SEMESTRE
4TO. SEMESTRE
5TO. SEMESTRE
6TO. SEMESTRE
Química I
Química II
Biología I
Biología II
Geografía
Ecología
Física II
Temas Selectos
de Ciencias de la
Salud I
Temas Selectos
de Ciencias de la
Salud II
Ética I
Ética II
Metodología de la
Investigación
Taller de Lectura y
Redacción II
Física I
Temas Selectos Temas Selectos
de Biología I
de Biología II
Matemáticas III
Matemáticas IV
Taller de Lectura y
Redacción I
Todas las asignaturas de 1er.
semestre
Todas las asignaturas de 2do.
semestre
Todas las asignaturas de 3er.
semestre
Todas las asignaturas de 4to.
semestre
Temas Selectos
de Química I
Temas Selectos
de Química II
Todas las asignaturas de 5to.
semestre de los
componentes
básico y propedéutico
Todas las asignaturas de 6to.
semestre de los
componentes
básico y propedéutico
FORMACIÓN PARA EL TRABAJO
TUTORÍAS
Relación de los bloques del programa con los contenidos del
Nuevo Modelo Educativo de la asignatura de Biología I
EJE
COMPONENTE
CONTENIDO CENTRAL
BLOQUE
Relaciona las aportaciones
de la ciencia al desarrollo de
la humanidad.
Desarrollo de la ciencia y la
tecnología a través de la historia
de la humanidad.
La ciencia con vida propia.
I, IV
Explica la estructura
y organización de los
componentes naturales del
planeta.
Estructura, propiedades y
funciones de los sistemas vivos
en el ambiente natural.
¿Cómo distinguimos un ser
vivo de un ser no vivo?
I, II
Estructura, propiedades y
funciones de los sistemas vivos
en el ambiente natural.
Procesos energéticos y
cambios químicos de la
célula.
III
La reproducción celular.
V
Emulando la naturaleza
biológica en el laboratorio.
IV
Explica el comportamiento e
interacción en los sistemas
químicos, biológicos, físicos
y ecológicos.
Reproducción y continuidad de
los sistemas vivos en el tiempo.
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
Competencias
genéricas
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a
problemas a partir de métodos establecidos.
CG5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular
nuevas preguntas.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de
interés y relevancia general, considerando otros
puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
CG6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre
ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
CG8.1 Propone maneras de solucionar un problema
o desarrollar un proyecto en equipo, definiendo un
curso de acción con casos específicos.
disciplinares básicas
CDBE1. Establece la interrelación
entre ciencia, tecnología, la sociedad y ambiente en contextos históricos y sociales específicos.
CDBE13. Relaciona los niveles de
organización química, biológica, física y ecología de los seres vivos.
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
PROPÓSITO DEL BLOQUE
Explica el campo de acción de la Biología, distinguiendo las
características que unifican a los seres vivos, reconociendo
de manera crítica y responsable su participación dentro de la
naturaleza.
INTERDISCIPLINARIEDAD
TRANSVERSALIDAD
●● Física I
●● Eje transversal social
●● Matemáticas III
●● Eje transversal de la salud
●● Eje transversal ambiental
●● Eje transversal de habilidades
lectoras
APRENDIZAJES ESPERADOS
12
●
Analiza por medio del método científico, diferentes problemáticas de su entorno mostrando
disposición al trabajo metódico y organizado.
●
Explica la importancia de la Biología, sus avances, así como su relación con otras ciencias,
favoreciendo un pensamiento crítico sobre su impacto en su entorno.
●
Distingue los niveles de organización y las características de los seres vivos, identificándolos en su entorno, asumiendo una actitud responsable hacia él mismo.
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
CONOCIMIENTOS
●● Características de la ciencia y
método científico.
• Sistemática
• Metódica
• Objetiva
• Verificable
• Modificable
●● Campo de estudio y divisiones
de la Biología.
●● Relación de la Biología con otras
ciencias.
●● Avances de la Biología.
HABILIDADES
●● Reconoce las características de la ciencia y
las del procedimiento
científico.
●● Describe los avances
del campo de estudio
de la Biología y su relación con otras ciencias.
●● Distingue los niveles
de organización de la
materia.
ACTITUDES
●● Favorece un pensamiento crítico
ante las acciones humanas de impacto ambiental.
●● Se relaciona con sus semejantes
de forma colaborativa mostrando
disposición al trabajo metódico y
organizado.
●● Reflexiona sobre diferentes posturas para conducirse en el contexto.
●● Identifica las características de un ser vivo.
●● Niveles de organización de la
materia viva.
●● Características de los seres
vivos:
•
Estructura celular
•
Metabolismo
•
Catabolismo y anabolismo
•
Organización
•
Homeostasis
•
Irritabilidad
•
Reproducción
•
Crecimiento
•
Adaptación
INTRODUCCIÓN
El estudio de este bloque te ayudará a desarrollar las destrezas y las habilidades que te permitirán identificar el campo de estudio y la relación de
la Biología con otras ciencias, así como reconocer el carácter científico
de la disciplina, el impacto ambiental, social y económico que estas aplicaciones tienen en tu vida cotidiana, a través de los diversos ejemplos y
situaciones que se presentan.
Si observas a tu alrededor y observas los distintos paisajes que tiene nuestro planeta, percibes la gran diversidad de seres vivos que lo habitamos,
dando sentido y belleza a este planeta Tierra. A través de la historia, el ser
humano ha tenido la inquietud de conocer, describir y explicar los fenómenos relacionados con la vida; desarrollando la Biología que, de forma
descriptiva, se conoce a todas las especies de seres vivos del planeta.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
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Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
CONOCIMIENTOS PREVIOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Para que puedas valorar qué conocimientos, habilidades y actitudes has
adquirido sobre la Biología hasta este momento, responde las siguientes
preguntas:
1. Piensa y anota tres ejemplos en que relaciones la Biología con tu vida cotidiana:
2. Rama de la Biología que se encarga de estudiar las relaciones entre los seres
vivos y su ambiente:
A) Taxonomía
B) Ecología
C) Zoología
3. Escribe tres ciencias que se relacionen con la Biología:
4. Ordena los siguientes niveles de organización de la materia del más simple al
más complejo:
( ) Órgano
( ) Molécula
( ) Célula
( ) Átomo
( ) Individuo
( ) Ecosistema
5. Ordena los pasos del método científico:
( ) Análisis de resultados
( ) Informe de la investigación
( ) Planteamiento de la hipótesis
( ) Comprobación de la hipótesis
o experimentación
( ) Planteamiento del problema
( ) Estructura del marco teórico
o investigación documental
6. De la siguiente lista, selecciona 3 características básicas de la ciencia:
A) Verificable B) Modificable C) Proactiva D) Subjetiva E) Metodológica
14
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
SITUACIÓN DIDÁCTICA
Golondrinas alicortas y palomillas cambiantes
Volverán las oscuras golondrinas
en tu balcón sus nidos a colgar,
y, otra vez, con el ala a sus cristales.
Jugando llamarán;
pero aquéllas que los vuelos refrenaban
tu hermosura y mi dicha al contemplar,
aquéllas que aprendieron nuestros nombres…
esas… ¡no volverán!
Muy bonito. Gustavo Adolfo Bécquer basa su imagen poética en la idea de que las golondrinas
que vuelven cada año son esencialmente iguales que las del año anterior. Sin embargo, de
acuerdo con un trabajo reciente en Current Biology, es muy posible que las golondrinas estén
evolucionando muy rápidamente y que los “culpables” de este fenómeno sean (curiosamente)
los automovilistas.
Se trata de una especie particular de golondrina americana (Petrochelidon pyrrhonota), que
construye sus característicos nidos de barro debajo de los puentes de las carreteras. No es
extraño pues, que a las golondrinas les guste posarse en el asfalto situado directamente encima del nido y ahí está el problema. A pesar de que esta ave maniobra maravillosamente bien
en vuelo, debido a la escasa longitud de sus patas, les cuesta levantarlo, de aquí la frecuente
mortandad por atropellos que sufre. Los autores del artículo se han pasado cerca de 30 años
recogiendo datos sobre esta especie y han podido establecer con claridad dos hechos: primero, que la frecuencia de atropellos ha disminuido significativamente a lo largo de los años y,
segundo, que las alas de las golondrinas se han acortado también de manera significativa. A
partir de estos hechos, los autores proponen que ambas cosas pueden estar relacionadas. Una
golondrina de alas largas vuela más rápido, pero unas alas más cortas facilitarían a las aves
levantar el vuelo con más rapidez. Las golondrinas estarían adaptándose a la peligrosa presencia de automóviles modificando su morfología de forma apropiada. Evolución a ojos vistas.
https://pablorpalenzuela.wordpress.com/2013/11/01/golondrinas-alicortas-y-polillas-cambiantes/
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
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Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
ACTIVIDAD 1
De acuerdo con el texto de la situación didáctica, de manera individual contesta las siguientes preguntas. Al terminar comenta las respuestas en plenaria,
atendiendo con respeto los comentarios de los demás compañeros.
1. ¿Cuál es la problemática que plantea el artículo?
2. ¿De qué forma se adaptaron las golondrinas al nuevo ambiente en que se
desarrollan?
3. ¿Qué ciencia estudia los seres vivos?
4. ¿Por qué es importante la ciencia que estudia a los seres vivos?
5. En plenaria, elabora una definición de Biología y su importancia:
16
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LECTURA
¿Qué es la Biología?
A través de la historia, el ser humano ha tenido la inquietud de conocer, describir y
explicar los fenómenos relacionados con la biodiversidad de seres vivos en el planeta en sus distintos paisajes, dando sentido y belleza
a este planeta Tierra.
El término biología proviene de las etimologías bios:
vida y logos: estudio o tratado, es decir, el estudio de
la vida; y es, junto con la Geografía, Química y Astronomía, una de las ciencias naturales establecidas por
la UNESCO. La Biología comprende el conjunto de
disciplinas que estudian los fenómenos que suceden
y afectan a los seres vivos. La escala de estudio de
estos fenómenos abarca desde los que ocurren a nivel
de moléculas, hasta los que ocurren en niveles más
complejos, como en los individuos o las poblaciones.
Desde los inicios de la civilización, los antiguos pobladores observaron la diversidad que existía en las
plantas y animales, de igual manera conocieron algunas propiedades que tenían ciertas plantas para reducir el dolor, o que algunos
animales tenían capacidad de hacer daño por las sustancias que producían, como
el veneno o algunas toxinas; así fue como nacieron la Botánica, la Zoología y la Medicina, que en su momento fueron áreas del conocimiento aisladas una de la otra.
Fig. 1
Posteriormente, con la invención del microscopio por Zacharías Janssen y el perfeccionamiento de los microscopios compuestos, por Antón van Leeuwenhoek (Lanfranconi, 2000), fue posible analizar con mayor precisión la materia viva y encontrar
la relación de la Biología con otras ciencias porque coinciden con sus objetos de
estudios. La Biología surge como la ciencia que estudia a los seres vivos, su estructura, constitución química, funcionamiento y su relación con el medio ambiente. En
el año de 1802 en Alemania, fue introducido el término “Biología” por el científico
francés Jean Baptiste de Lamarck.
http://queestudia.org/ciencia/biologia/
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
17
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
ACTIVIDAD 2
a.
Realiza de manera individual una consulta bibliográfica sobre las ramas de la Biología y su objeto de estudio y elabora un glosario en tu
cuaderno.
b.
Con los resultados de la investigación documental que realizaste, complementa los siguientes cuadros.
RAMAS DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
RAMA
Bioquímica
OBJETO DE ESTUDIO
Los compuestos y las reacciones químicas de los seres vivos
Los procesos físicos de los seres vivos
Los procesos hereditarios, desde el nivel molecular, celular, de un
individuo y de la población
Citología
Los tejidos animales y de las plantas
La estructura y localización de órganos y sistemas de los seres
vivos
Fisiología
Los procesos del desarrollo, a partir de la fecundación
Paleontología
Los organismos de tamaño microscópico, abarcando virus,
bacterias, protozoarios y hongos
Virología
Bacteriología
18
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
RAMAS DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
RAMA
OBJETO DE ESTUDIO
Micología
Las algas
Los protozoarios
Botánica
Las plantas
Los animales
El comportamiento animal
Las relaciones de los seres vivos entre sí y con su
medio ambiente
Ictiología
Aves
Herpetología
Insectos
Mamíferos
La historia de la vida, las teorías sobre el proceso que dio lugar a
la biodiversidad
Taxonomía
(Cuadros tomados de Velázquez Ocampo, 2007)
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
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Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
c.
En mi vida cotidiana, ¿por qué es importante la Biología?
¿Cómo se relaciona la Biología en
los diferentes aspectos de la vida?
d.
Conformar equipos y complementen los siguientes casos:
CASO
1.
En una empresa que elabora jugos y néctares se presentó el problema de la presencia de un hongo dentro de las botellas de una bebida refrescante, afectando con esto la calidad del producto y ocasionado grandes
pérdidas económicas.
2.
El oso panda se encuentra en peligro de extinción, ya que es presa
de cacería, también ha influido el que se alimentan de bambú y muchos
bosques de bambúes han sido destruidos para convertirlos en campos de
cultivo. Actualmente existen aproximadamente solo 1000 ejemplares en libertad y unos cuantos en algunos zoológicos. El problema es que como los
pandas son tímidos, no se reproducen fácilmente y otro problema es que
son muy vulnerables cuando nacen.
3.
La gripe es causada por un virus de la influenza. La mayoría de las
personas contraen la gripe cuando inhalan gotitas provenientes de la tos o
los estornudos de alguien que tiene gripe. Usted también la puede contraer
si toca algo que contenga el virus y luego se toca la boca, la nariz o los
ojos. A veces, las personas confunden resfriados con gripe. Son diferentes,
pero usted podría tener algunos de los mismos síntomas. La mayoría de las
personas sufre un resfriado varias veces cada año, pero contraen gripe por
lo general solo una vez en varios años.
http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000080.htm
20
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
RAMA(S) DE LA
BIOLOGÍA QUE
I N T E R V I E N E N PA R A
LA SOLUCIÓN
RAMA(S) DE LA
BIOLOGÍA QUE
I N T E R V I E N E N PA R A
LA SOLUCIÓN
CASO
4.
Un equipo internacional de científicos de la Universidad de Newcastle
(Inglaterra) ha resuelto el enigma del envejecimiento de las células, lo que
permitirá buscar nuevas fórmulas para prevenirlo.
Los científicos, encabezados por el alemán Thomas Von Zglinicki, han descubierto el papel crucial que desempeñan en este proceso las mitocondrias,
los organelos encargados de suministrar la energía necesaria para la actividad celular.
Cuando se registra un deterioro en el ADN de una célula, esta envía una
señal a las mitocondrias para que generen moléculas radicales libres que
llevan a la célula a autodestruirse o a dejar de dividirse. La principal novedad del estudio es haber descubierto los procesos específicos que regulan
la reacción celular ante el daño molecular que subyace al proceso de envejecimiento, según Kirkwood. “Lo que hemos hecho es una identificación
precisa del fallo. Ahora debemos aprovechar ese conocimiento. Ello llevará
tiempo, pero la buena noticia es que hemos empezado”, señaló.
5.
La planta decorativa, “planta araña”, como
su nombre lo indica, tiene semejanza con una araña, sus hojas son numerosas y crece de manera
rápida. Es muy elegante y debe contar con gran
espacio para que deba crecer como es su naturaleza, además es ideal para eliminar impurezas
y gases tóxicos en el ambiente. Los lugares recomendados para ponerla en casa son la cocina o
cerca a la chimenea, aunque de todas formas crecerá en cualquier lugar. Debe ser regada una vez
por semana.
Fig. 2
LECTURA
RELACIÓN ENTRE LA BIOLOGÍA Y OTRAS
CIENCIAS
La Biología en su historia ha permitido grandes descubrimientos e interacción con
otros conocimientos gracias a la interdisciplinariedad, es decir, por la relación que
tiene con el aporte de otras ciencias:
•
Física: la invención del microscopio permitió el descubrimiento de microorganismos, así como de las células. Posteriormente se desarrollaron los microscopios
electrónicos y se lograron observar objetos aún más pequeños como los virus.
También el desarrollo de la acústica permitió el uso del ultrasonido. La manipulación de la radiactividad y el descubrimiento de los rayos X, permitieron realizar
técnicas y progresos como en la Medicina.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
21
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
•
Química: el descubrimiento de las biomoléculas dio origen a la Bioquímica, que
se encarga del estudio de las reacciones químicas que ocurren en el metabolismo de los seres vivos; así se generaron las bases de la Fisiología, la Farmacología y hasta de la Terapia Genética.
•
Matemáticas: proporcionan a la Biología la manera de expresar los resultados
observados en expresiones numéricas como porcentajes, estadísticas, probabilidades aplicadas a los seres vivos, así como la facilidad de expresar cantidades
de células por milímetro cuadrado de tejidos o la reproducción de las bacterias
en condiciones de laboratorio, etcétera.
•
Sociología: conocer la dinámica, la movilidad, los hábitos y costumbres de los
seres humanos que viven en comunidad le permite a la Biología entender los
patrones de crecimiento poblacional, conocer cómo algunas costumbres influyen en el consumo de ciertas sustancias nutritivas o alimentos que pueden favorecer o perjudicar el estado de bienestar de la población.
•
Historia: concentra y recapitula los diferentes acontecimientos que le dan sentido a la Biología. Sin ella el conocimiento no podría acumularse ni analizarse
para generar otros descubrimientos.
•
Ética: facilita el sano crecimiento del conocimiento, orientando al desarrollo
científico a favor de la verdad y del bien común de la humanidad, permitiendo
la aplicación sustentable de los desarrollos científicos, así como la preservación
de las especies y hábitat natural.
•
Lógica: propone las bases del pensamiento científico y fundamentos del razonamiento.
•
Geografía: describe territorios y regiones propicias o no para el desarrollo de la
vida o de la adaptación de los seres vivos.
¿La Biología es capaz de resolver por sí sola las interrogantes referentes a los seres vivos?
¿Qué importancia tiene la investigación biológica?
¿Qué situaciones de la vida cotidiana resuelve?
Fig. 3
La investigación científica permite generar nuevos conocimientos, además de dar
respuesta a problemas específicos. A mayor desarrollo de un país, es mayor la
inversión que se proporciona para la investigación científica. Existen dependencias gubernamentales y no gubernamentales que realizan investigación científica,
además, las universidades también realizan investigación científica. Los proyectos
de investigación en diversos campos de las ciencias biológicas, que se realizan en
los diferentes laboratorios, centros e institutos, en ellos participan investigadores y
estudiantes que aportan activamente al desarrollo de estos programas de investigación. Una amplia red de relaciones nacionales e internacionales permite un intercambio académico y científico permanente.
Fig. 4
22
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 3
Realizar un debate acerca de los beneficios y riesgos de las nuevas tecnologías que se han desarrollado en el campo de la Biología organizándose de la
siguiente manera:
•
La mitad de los equipos del grupo estarán a favor de todos los avances en tecnologías biológicas.
•
La otra mitad estará en contra, destacando que estos avances generan considerables riesgos a nuestra sociedad.
•
Cada equipo argumentará sus razones y defenderá sus puntos de vista, respetando siempre la opinión de los demás.
•
Al final se generará una conclusión grupal guiada por el maestro.
PÁGINAS DE APOYO
Centro de Investigación Científica y de Educación de Ensenada Baja California:
http://biblioteca.cicese.mx/catalogo/tesis/
Consultar los títulos de las tesis Instituto de Biología UNAM:
http://www.ibiologia.unam.mx/barra/publicaciones/frame.htm
Instituto Nacional de Medicina Genómica:
http://www.inmegen.gob.mx/es/divulgacion/publicaciones/publicaciones-en-revistas/
ACTIVIDAD EXTRACLASE
OBJETIVOS: esta actividad se propone para lograr un acercamiento lúdico a
las tecnologías convergentes, estimulando al estudiante a poner en práctica
y revisar algunos conceptos relacionados con las nuevas tecnologías y sus
aplicaciones.
Los avances de la Biología han contribuido a varias y diferentes disciplinas que
aplican el conocimiento con el fin de resolver un problema en relación con el ser
humano, como mejorar su calidad de vida o su interacción con el ambiente.
( ) Ciencia forense e identificación de individuos
A. Cultivos virales
( ) Diagnóstico de enfermedades cromosómicas
B. Metagenómica
( ) Producción de plantas transgénicas
C. DNA recombinante
( ) Producción de vacunas
D. Bioinformática
( ) Identificación de genes desconocidos
E. Biorremediación
( ) Descontaminación de aguas y suelos
F. Proyecto Genoma Humano
( ) Tipificación de comunidades microbianas
G. Cariotipo
( ) Diseño de nuevos fármacos
H. Marcadores genéticos
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Fig. 5
23
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
Yo… ¿Qué lugar ocupo? ¿De qué formo parte? ¿De qué
estoy formado?
La materia viva e inerte se puede encontrar en
diversos niveles de organización o estados de
agrupación de menor a mayor, estos son subatómico, átomo, moléculas, célula, tejido, órganos,
aparato o sistema, individuo, población, comunidad, ecosistema, biosfera, planeta, sistema solar,
vía láctea.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA VIVA
Fig. 6
Definimos materia como todo lo que ocupa un lugar
en el espacio. La materia está constituida por átomos
y moléculas. De todos los elementos existentes, la
materia es tan diversa como diversas pueden ser las
combinaciones de átomos y moléculas que la conforman. La organización de la materia tiene un orden
de complejidad jerárquico, es decir, a mayor materia, mayor nivel de complejidad en su organización,
desde las partículas subatómicas hasta el universo.
En el caso de los seres vivos, su nivel de complejidad determina las estructuras y particularidades de
cada uno de los diferentes niveles jerárquicos de organización que para estudiarlos se ordenan en los
siguientes:
Fig. 7
ACTIVIDAD EXTRACLASE
Reúnete en binas, analicen y contesten los siguientes cuestionamientos.
Imaginen que realizaron un estudio de algunos aspectos de las abejas, tales
como alas, enjambre, moléculas de veneno, sistema digestivo, células nerviosas, átomos de carbono, abeja reina y tejido muscular. Ordena estos aspectos
de menor a mayor complejidad.
24
BIOLOGÍA I
1.
5.
2.
6.
3.
7.
4.
8.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Puedes consultar las siguientes páginas web con recursos sobre los niveles
de organización de la materia:
http://www.hiru.com/biologia/los-niveles-de-organizacion-de-la-vida
Interactivos:
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena5/
4quincena5_contenidos_1a.htm
Video:
http://www.youtube.com/watch?v=Zz9RybXDGjY
ACTIVIDAD 4
Basándote en el esquema que se presenta, relaciona cada ejemplo resaltado
en negritas con el nivel de organización de la materia que le corresponde
e indica las ciencias relacionadas en cada uno. Al terminar intercambia tus
ejercicios con algún compañero y con la asesoría de tu profesor, realicen una
coevaluación.
NIVEL DE
ORGANIZACIÓN
EJEMPLO
CIENCIA
RELACIONADA
La tarea de Ciencias Naturales consistió en determinar cuántas especies de seres vivos observaba
y su distribución. Encontré mezquites, lagartijas,
rosales, pasto, petunias, hormigas, pichones,
pájaros, hasta unos perros que correteaban.
El microscopio óptico y el electrónico han revolucionado el conocimiento de la estructura de los seres
vivos. Actualmente se conoce la estructura de los
orgánulos celulares.
El tratamiento de radioterapia para el cáncer se lleva
a cabo por la fisión de núcleos de átomos de elementos radiactivos, destruyendo a las células cancerosas, pero también a las sanas.
La contaminación causada por la industria ha tenido
un efecto negativo en la atmósfera. El aire que cubre
a nuestro planeta presenta movimientos, lo que hace
que la contaminación se extienda, de manera que
afecta a bosques, selvas, desiertos, lagos, ríos y
ciudades.
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25
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
NIVEL DE
ORGANIZACIÓN
EJEMPLO
CIENCIA
RELACIONADA
El microscopio electrónico que se usa en muchos laboratorios de Biología funciona mediante bombardeo
de electrones sobre la muestra. La imagen se proyecta sobre una pantalla.
Cada 10 años, el INEGI realiza un censo que le permite conocer el número de habitantes que se tiene
en México.
En ocasiones los médicos piden a sus pacientes
acudir al laboratorio para determinar sus niveles de
glucosa, ácido úrico y colesterol, entre otros. Los
resultados le ayudan al médico a determinar el estado de salud del paciente.
La tala de un bosque tiene grandes consecuencias,
entre ellas:
Aumento de CO2, pérdida de vegetación, los animales deben abandonar su hábitat, la tierra se erosiona y el agua de lluvias no se filtra al subsuelo.
Roberto Koch, a finales del siglo XVIII, logró aislar
y observar a los microorganismos causantes de
tuberculosis y del cólera, pudo determinar que son
seres vivos.
El planeta en el cual vivimos está pasando actualmente por una crisis ambiental provocada por el ser
humano, donde la naturaleza y sus especies están
siendo dañadas, esto requiere que seamos conscientes de lo que estamos provocando y empecemos
a proteger y cuidar a nuestro planeta Tierra.
¿Qué es ciencia? ¿Qué se obtiene a partir de ella?
La palabra ciencia proviene del latín scientia que significa ‘conocimiento’. Se define como el “conjunto de conocimientos acerca del universo, ordenados sistemáticamente, obtenidos por la observación y el razonamiento, que permiten la deducción
de principios y leyes generales. La ciencia es el conocimiento sobre la naturaleza
del universo”.
26
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 5
Completa el cuadro con las características básicas de la ciencia METODOLÓGICA, MODIFICABLE, OBJETIVA, SISTEMÁTICA, VERIFICABLE y su definición correspondiente. Comenta tus respuestas en la clase con tus compañeros, escuchando con respeto y atención.
DEFINICIÓN
CARACTERÍSTICA
No es un agregado de información inconexa, sino un sistema de ideas
conectadas lógicamente entre sí. Ejemplo: toda célula proviene de otra
célula.
Utiliza métodos (procesos o caminos sistemáticos establecidos
para realizar una tarea o trabajo con el fin de alcanzar un objetivo
predeterminado). Ejemplo: método científico.
Estudia los objetos hechos por sus características, sin que intervenga
el juicio del que investiga. Ejemplo: la anatomía del hombre, no su pensamiento.
Al repetir el estudio bajo las mismas condiciones, se obtienen los mismos resultados. Ejemplo: el sistema nervioso es igual en todos los
seres humanos.
El conocimiento nunca está acabado. Siempre puede ser profundizado, replanteado y aún, rechazado. Ejemplo: teoría de la generación
espontánea que ha sido rechazada.
¿Qué tienen que ver las ciencias en mi vida?
¿Qué beneficios han aportado las Ciencias Biológicas
a la humanidad?
Reconoce el carácter científico de la Biología.
Fig. 8
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27
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
¿Por qué los estudios científicos emplean el método
científico?
El objetivo de toda ciencia radica en brindar explicaciones para los fenómenos observados y establecer principios generales que permitan predecir las relaciones entre estos y otros fenómenos. Lo que caracteriza a toda ciencia es que todas utilizan
un procedimiento común para adquirir conocimiento llamado método científico.
ACTIVIDAD 6
Contesta los siguientes cuestionamientos y participa en la dinámica grupal
desarrollada por el maestro.
1. ¿Cuándo hacemos uso del método científico?
2. ¿Qué es una hipótesis?
3. Define con tus propias palabras los conceptos de observación y experimentación.
Fig. 10
Fig. 9
28
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 7
Lee el siguiente texto sobre el experimento de Redi e identifica en él las ideas
que corresponden a cada uno de los pasos del método científico. Anota con
tus palabras la idea que corresponde a cada paso.
En 1668, el médico Florencio Francisco Redi (1621-1697) escribió:
“Creo que todos los gusanos que se hallan en los alimentos en
descomposición proceden de las moscas, y no de la putrefacción.
Me confirmo en ello observando que antes de que la carne se
agusanara, andaban por ahí moscas idénticas a las que más tarde creaban en ellas. Vana es la creencia no confirmada por experimentos. Por eso puse una culebra (muerta), algo de pescado
y una tajada de ternera en cuatro garrafas grandes y de ancha
abertura, que cerré y sellé. Luego llené de la misma manera otras
tantas garrafas, pero las deje abiertas. La carne y el pescado que
contenían se agusanaron. En las garrafas cerradas no había gusanos, a pesar de que el contenido se hallaba putrefacto y hediondo. En la parte de afuera, sobre las garrafas cerradas se veían
moscas que se afanaban por entrar a través de algunas de las rendijas.
Fig. 11
De esta manera, la carne de los animales muertos no puede engendrar gusanos, a menos que se depositen en ellas huevos de seres vivos.
Por haber sacado el aire de las garrafas cerradas, hice un nuevo experimento para quitar
toda duda. Puse carne y pescado en una vasija cubierta de gasa. Para protegerla mejor
contra las moscas la coloque en un armario cubierto también de gasa. Nunca vi gusanos
en la carne, aunque muchos encima del armario y las moscas se posaban en la gasa
exterior y ahí depositaban a sus gusanos.”
PA S O S D E L M É T O D O
CIENTÍFICO
DE ACUERDO AL TEXTO DEL
EXPERIMENTO DE REDI
Observación
Planteamiento del problema
Hipótesis
Experimentación
Verificación de la hipótesis
Conclusiones
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29
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
Para plantear una hipótesis, ¿qué
elementos debe considerar?
En las diversas áreas del conocimiento, para su mejor aprendizaje y entendimiento, se
establecen los criterios básicos y las unidades que las constituyen. Así cuando hablamos de Biología decimos que su elemento fundamental es la célula, para el pensamiento es el concepto, en Química el átomo, en el lenguaje es el término o palabra.
Del mismo modo, la unidad fundamental del método de la investigación científica a la
variable. Efectivamente, a partir de ella construimos la hipótesis y para demostrarla
diseñamos los experimentos, utilizando variables operativizadas; pero podemos detectarlas desde la observación, la formulación del problema o al precisar el marco teórico.
Se denomina variable a todo aquello que tiene características propias –que la distingue de lo demás– que es susceptible de cambio o modificación y la podemos estudiar,
controlar o medir en una investigación. Por ejemplo, una variable que podemos operar
en un experimento es la temperatura, ya que podemos variar la temperatura en el experimento, así si deseamos saber cuál es la temperatura ideal para la germinación de
cierta semilla, ponemos las semillas a germinar unas a una temperatura, y otras a una
temperatura diferente, así se podrá ver si hay variación en la germinación, es decir, cuál
de las dos temperaturas favoreció la germinación.
Las variables más importantes para el método científico son:
•
Variable independiente (causa): es el motivo o explicación de ocurrencia de otro
fenómeno. En el experimento, es la variable que puede manipular el investigador y
se le suele denominar tratamiento.
•
Variable dependiente (efecto): es el fenómeno que resulta, el que debe explicarse.
Estas dos son las variables fundamentales para el método de la ciencia. Pero hay, además, otras que concurren a esta relación causa-efecto, aumentándola, disminuyéndola,
suprimiéndola, desviándola o, tal vez, provocándola. Se denominan variables intervinientes. Ocurren simplemente porque en nuestra realidad aquellas dos (causa-efecto)
no se encuentran aisladas, participan en el devenir del universo conjuntamente con
muchísimas otras variables presentes en su entorno.
Las variables y sus relaciones, que el hombre progresivamente descubre, van estructurando poco a poco el edificio que conocemos como ciencia, con sus enunciados, leyes
específicas y generales que finalmente se integran en teorías.
El investigador acucioso, con su interesante tendencia reduccionista, minimiza la enorme cantidad de variables existentes y considera sólo las variables relevantes, aquellas
que participan decisivamente en el fenómeno en estudio y que cuantitativamente son
las que exhiben mayor valor. A su conjunto se le denomina modelo.
http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1810-634X2007000300007
30
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 8
A continuación se presentan varias situaciones-problema de la vida cotidiana, organícense en equipos y resuelvan la que el profesor les indique, aplicando el método científico y determinando las variables. Realicen un reporte escrito. En plenaria,
bajo la coordinación del profesor, expongan y discutan los trabajos del grupo.
SITUACIONES:
1. En zona costera hay un poblado de pescadores de almejas; la cosecha de la almeja
se ha ido reduciendo causando problemas económicos a los pescadores. Muy cercana existe una zona hotelera.
2. Un agricultor se dedica a la siembra de tomate, y en las dos últimas cosechas el tomate se desprende de la planta antes de madurar, a pesar de contar con suficiente
agua para el riego.
3. En el parque han sembrado plantas con flores para adornarlo. A los pocos días, las plantas de un extremo del parque
empiezan a perder las hojas y el administrador del parque
teme que esto suceda con todas las plantas con flores.
4. En los hospitales de un poblado, las consultas por problemas digestivos han aumentado considerablemente, además
los pacientes presentan los mismos síntomas. Los médicos
buscan conocer las causas.
5. En Mexicali se contaba con gran cantidad de “yucatecos”
(árboles de gran follaje). En la década pasada una gran cantidad de árboles se
plagaron con “hongo negro” y gran parte de ellos murieron.
Fig. 12
LECTURA
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
CARACTERÍSTICAS Y FUNCIÓN DEL MICROSCOPIO
El microscopio ha cumplido un papel muy importante en el avance de la ciencia a partir
del conocimiento profundo de todo aquello que el ojo humano no puede mirar. No se
sabe con exactitud cuándo el ser humano descubrió por primera vez que un espejo
curvo y las esferas con agua aumentaban las imágenes, pero es a partir de esto que
se van inventando los lentes de aumento. En las primeras décadas del siglo XVII se
inician experiencias con lentes e instrumentos para aumentar la visión y su uso se hace
progresivo. Los primeros microscopios fueron sencillos y estaban formados por un lente
montado, posteriormente se fueron complicando porque combinaron lentes. El primero
de estos fue inventado por Zacharias Jansen en 1590 en Holanda.
En esta práctica vamos a usar microscopios compuestos binoculares, llamados así porque poseen dos lentes oculares. Esto presenta ventajas tales como mejor percepción
de la imagen, más cómoda observación y se perciben con mayor nitidez los detalles.
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31
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
MICROSCOPIO ÓPTICO COMPUESTO CON
SUS PARTES
Fig. 13
LAS PARTES DE UN MICROSCOPIO COMPUESTO SON:
1. SISTEMA MECÁNICO:
•
Base: soporta todo el peso del aparato, asegurando la estabilidad del
mismo.
•
Brazo: este elemento relaciona el cabezal del microscopio con el pie y sostiene la platina y el condensador. De esta parte se sostiene el microscopio
cuando se lo traslada de un lugar a otro.
•
Cabezal: contiene los sistemas de lentes oculares. Puede ser monocular o
binocular.
•
Revólver: contiene los sistemas de lentes objetivos. Permite, al girar,
cambiar los objetivos.
•
Platina: lugar donde se deposita la preparación. Se halla sujeta al brazo
y posee, además, una abertura para el paso de luz. Las platinas tienen
dos pinzas sujetadoras, dos tornillos que permiten desplazar las placas
y unas “reglillas” llamadas escalas de Vernier, que sirven para tomar las
coordenadas sobre la localización de células o estructuras de interés.
•
Tornillos de enfoque: son dos, macrométrico, que permite acercar la muestra hacia el lente objetivo y micrométrico, de mayor precisión que es el que
dtefine la imagen.
2. SISTEMA ÓPTICO:
•
32
BIOLOGÍA I
Ocular: lente que se encuentra próximo al ojo, amplifica la imagen producida por el objetivo y su aumento es de 10X.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
3. SISTEMA DE ILUMINACIÓN:
•
Condensador: contiene varias lentes que concentran la luz en el objeto a
estudiarse.
•
Diafragma: está junto al condensador y regula la cantidad de luz que entra
en el condensador.
•
Foco o fuente de luz: dirige los rayos luminosos hacia el condensador,
usualmente posee también un regulador de intensidad.
La unidad básica de longitud que se utiliza con el microscopio de luz es el
micrómetro o micra (µm).
1 mm = 1000 µm
1 µm = 1000 nm
1 µ m = 10000 Aº
MANEJO DEL MICROSCOPIO
1. Identifica el objetivo de menor aumento y colócalo en su sitio girando el revólver.
Haciendo uso del tornillo macrométrico, baja la platina con lentitud.
2. Mueve el condensador hacia arriba, hasta unos pocos milímetros por debajo de
la platina, abre completamente el diafragma y mira por el ocular hasta lograr que
el campo esté brillante y uniformemente iluminado.
3. Coloca la preparación sobre la platina.
4. Mira por el ocular y con el tornillo macrométrico sube lentamente hasta que aparezca la imagen del objeto.
5. Utilizando el tornillo micrométrico, focaliza la imagen hasta que esta sea nítida.
6. Después de haber enfocado con el objetivo de menor aumento, gira el revólver
y coloca en posición el objetivo de mediano aumento.
7. Focaliza la imagen hasta ser nítida, utilizando el tornillo micrométrico.
8. Para utilizar el objetivo de 100X, debes girar el revólver y dejar despejada la preparación sin objetivo, colocar una gota de aceite de inmersión, girar el revólver
de nuevo y colocar el objetivo de 100X.
9. Focaliza la imagen, utilizando el tornillo micrométrico.
10. Gira el revólver, retira la preparación.
11. Limpia el objetivo de 100X con papel especial.
12. Guarda el microscopio o colócale la funda.
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33
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
INSTRUMENTO DE AUTOEVALUACIÓN
Con base en lo aprendido en la lectura anterior, contesta los siguientes
cuestionamientos.
NOMBRE:
GRUPO:
MANEJO DEL MICROSCOPIO
R E S P U E S TA
1. Identifico las partes de los microscopios en las
figuras 2, 3 y 4.
2. ¿Manejo apropiadamente el microscopio con
pequeño y mediano aumento?
3. ¿Cuáles son los cuidados que debemos tener
con el microscopio óptico?
4. ¿Qué procedimiento seguirías para el uso del
objetivo de mayor aumento?
5. ¿Cómo ajustaría la luz para obtener una
buena imagen?
6. ¿Cuál es la diferencia entre aumento y
resolución?
7. Selecciono y ordeno información para dar respuestas a los problemas detectados.
8. ¿Cuáles son los datos que aparecen en un
objetivo?
9. ¿Cómo se determina el límite de resolución?
Fig. 14
34
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN PARA ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguientes cuestionamientos.
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
A S P E C T O S A E VA L U A R
GRUPO:
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo
de trabajo del laboratorio y colaboro
en la realización de la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del
laboratorio utilizando con cuidado el
material del laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude
comprobar respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y
conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en
el laboratorio.
Contesto correctamente el cuestionario.
●● TOTAL
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35
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
ACTIVIDAD 9
Práctica experimental
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
DESCOMPOSICIÓN DE ALIMENTOS
¿Sabías que al realizar prácticas en el laboratorio aplicas el método científico?
PROPÓSITO: Realizar una actividad experimental, aplicando el método científico
para la solución de un problema.
M AT E R I A L :
S U S TA N C I A S :
●● Pan, tortilla o fruta en buen estado
●● Pan, tortilla o fruta contaminados
●● Microscopio
●● Portaobjetos
●● Agua
●● Cubreobjetos
●● Azul de metileno
●● Aguja de disección
●● Gotero
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1. ¿ Qué causa la descomposición de los alimentos, como el pan, tortilla y frutas?
2. ¿ Qué alimento será atacado por microorganismos: uno congelado o el que esté
en contacto con la humedad a temperatura ambiente?
3. Redacta una hipótesis al respecto donde anticipes los resultados esperados en
el desarrollo.
36
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD EXTRACLASE
PROCEDIMIENTO
•
Escoge el alimento con el que quieres trabajar (fresa, pan, tortilla, naranja).
•
Consigue dos piezas del mismo.
•
Una semana antes de realizar la práctica de laboratorio, humedece ligeramente una de las piezas de pan o una tortilla (o lo que vayas a trabajar).
Colócalo dentro de una bolsa de plástico y cierra la bolsa. Coloca la bolsa
en un lugar en el que la temperatura esté tibia.
•
Coloca la otra pieza de alimento en el congelador.
•
Lleva los alimentos al laboratorio de Biología.
•
Lee el siguiente texto.
LECTURA
CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS
La materia orgánica está formada básicamente por 6 elementos: C, H, O, N, S y P.
Es la materia que constituye a los seres vivos, sean plantas o animales. Cuando los
seres vivos mueren, la materia orgánica de sus cadáveres se descompone y quienes se encargan de ello son esencialmente microorganismos saprófitos del grupo
de las bacterias y de los hongos. Debido a que estos microorganismos requieren
para su nutrición de la misma materia orgánica, siempre se crea entre ellos una situación de competencia. Las bacterias son capaces de reproducirse más rápido que
los hongos, es decir, tienen la posibilidad de aumentar su número y con ello ser un
grupo más poderoso que los hongos; sin embargo, a pesar de ser más numerosas,
no logran desplazar a los hongos y en la naturaleza siempre existe un equilibrio en
el tamaño de las poblaciones de los dos grupos. El pan constituye por su contenido
en agua, hidratos de carbono, proteínas, sales minerales y vitaminas, un medio sólido idóneo para el desarrollo de numerosas especies microbianas; de igual manera
las tortillas y así también las frutas por su alto contenido de humedad y azúcares.
EN EL LABORATORIO
•
Coloca una gota de agua y una de azul de metileno sobre un portaobjetos.
Con una aguja de disección, toma un poco del material que creció sobre la
tortilla, pan o fruto elegido. Coloca con cuidado el cubreobjetos. Observa al
microscopio.
•
Realiza el mismo procedimiento para observar una porción de la tortilla, pan o
fruto que sometiste a congelación (previamente descongelado, el mismo día).
•
Coloca en el microscopio y observa. (Tendrás que ser paciente para enfocar de
manera correcta).
Fig. 15
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37
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
E S Q U E M A S O I L U S T R A C I O N E S ( D I B U J A S U A PA R I E N C I A )
T O R T I L L A O PA N H U M E D E C I D O
T O R T I L L A O PA N C O N G E L A D O
1. Anota tus observaciones (describe lo que dibujaste):
2. Registra los resultados. ¿En qué alimento se presentó el microorganismo? ¿En
cuál no y por qué?
3. Contrasta los resultados obtenidos en el experimento con la hipótesis previa y
anota las conclusiones. ¿Comprobaste tu hipótesis?
38
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Contesta las siguientes preguntas y coméntalas en el grupo para determinar la importancia del método científico en el trabajo experimental.
1. ¿Qué diferencia observaste entre la primera y la segunda observación?
2. ¿Qué aspecto tiene lo que observaste en el pan (o tortilla) en descomposición?
3. Los mohos de los alimentos tienen aspecto de hilos muy finos que son las hifas
que producen esporas para su reproducción. Lee el texto del anexo 5 y determina
si tiene relación con lo que observaste:
4. ¿Qué podrías hacer para conservar tus alimentos en buen estado? Puedes
consultar la página siguiente:
•
http://www.alimentacion-sana.com.ar/Informaciones/novedades/conservacion.htm
5. ¿Qué relación existe entre los pasos que realizaste para desarrollar la práctica y
las etapas del método científico?
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39
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
INSTRUMENTO DE AUTOEVALUACIÓN
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguientes
cuestionamientos.
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
A S P E C T O S A E VA L U A R
GRUPO:
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo
de trabajo del laboratorio y colaboro
en la realización de la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del
laboratorio utilizando con cuidado el
material del laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude
comprobar respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y
conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en
el laboratorio.
Contesto correctamente el cuestionario.
●● TOTAL
40
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
IDENTIFICAS LAS CARACTERÍSTICAS Y LOS COMPONENTES DE
LOS SERES VIVOS
PROPÓSITO: Describir las características distintivas de los seres vivos, explicar su
conformación química, analizar la estructura y función de los bioelementos, carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos y valorar el papel de estos componentes en la nutrición humana, a través de los diferentes ejemplos y situaciones que se
presentan.
•
¿Qué distingue a los seres vivos de la materia inerte?
•
¿Con qué conocimientos cuentas?
CONOCIMIENTOS PREVIOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Responde las siguientes preguntas en forma individual. Al terminar, en plenaria y bajo la
coordinación del profesor, discutan sus respuestas.
•
¿Cómo definirías el concepto de “ser vivo”?
•
Elige cuáles de las siguientes características son comunes a todos los seres vivos y
márcalas con X
_____ Se nutren
_____ Caminan
_____ Tienen cabeza _____ Respiran
_____ Tienen células _____ Piensan
_____ Se reproducen _____ Hacen fotosíntesis
SITUACIÓN DIDÁCTICA
ACTIVIDAD 10
Realicen de manera grupal, tomando turnos, la siguiente lectura. Escuchen
con respeto y atención la explicación del profesor al respecto, comenten sus
dudas.
•
Elabora un organizador gráfico donde sintetices la información de la lectura respecto a las características de un “ser vivo”. Al terminar intercambia
tu trabajo con un compañero y realicen la coevaluación del organizador
gráfico, utilizando la escala de valor que aparece al final del bloque.
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41
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
LECTURA
Los seres vivos presentamos
una serie de características muy
especiales que permiten diferenciarnos de la materia inanimada:
estructura, organización, homeostasis, irritabilidad, metabolismo, crecimiento, reproducción
y adaptación.
Un ser vivo es resultado de una
organización muy precisa; en su
interior se realizan varias actividades al mismo tiempo, estando
relacionadas estas actividades
unas con otras, por lo que todos
los seres vivos poseen una organización específica y compleja a
la vez. Como grado más sencillo
de organización en un organismo
está la célula. Los procesos que
se efectúan en todo el organismo
Fig. 16
son el resultado de las funciones
coordinadas de todas las células que lo constituyen. En vegetales y animales superiores se observan grados de organización más compleja, como los tejidos-órganos y el
más avanzado, sistemas.
Referente a la estructura, la unidad básica de un organismo es la célula. Un organismo
puede estar compuesto de una sola célula (unicelular) o por muchas (pluricelular). Las células, a su vez, están constituidas por 3
partes fundamentales: membrana, citoplasma y material genético
que se localiza en el núcleo o un nucleoide. La célula realiza todas
las funciones de un organismo como nutrirse, crecer, reproducirse,
alimentarse, etc.
HOMEOSTASIS: es la capacidad que tienen los organismos para
mantener equilibrio interno constante, por ejemplo, la temperatura
corporal, el contenido de agua, la concentración de electrolitos, el
pH.
Fig. 17
42
BIOLOGÍA I
Los mecanismos homeostáticos se encuentran representados por
la irritabilidad celular y los órganos especializados internos y externos (como la vista, el oído y el olfato), también conocidos como
receptores, que contienen estructuras con terminaciones nerviosas. En la mayoría de los animales, la información recibida por los
receptores es transmitida al sistema nervioso, donde es analizada
y procesada para posteriormente ejecutar las respuestas adecuadas, por medio de órganos nerviosos especializados llamados efectores. Gran parte de la energía de un ser
vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites requeridos.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
IRRITABILIDAD: consiste en la capacidad
que tienen los seres vivos de reaccionar a los
estímulos químicos o físicos que se presentan
en medio interno o en el externo; por ejemplo,
las reacciones a la intensidad de la luz, la temperatura, la presión, la humedad, el sonido, los
cambios químicos del mecanismo (terrestre y
acuático), los estímulos táctiles, la presencia
de sus depredadores y otros. Los organismos
más sencillos están provistos de estructuras
o mecanismos que les permiten reaccionar y
desplazarse, como los cilios, flagelos y seudópodos de los protozoarios. En los animales,
las respuestas son complejas y están gobernadas por el sistema nervioso y las hormonas.
Fig. 18
METABOLISMO: es la suma de todas las funciones que realizan
los seres vivos a base de reacciones químicas, reguladas por catalizadores químicos llamados enzimas, que actúan de acuerdo con los
principios que rigen el comportamiento de la materia y la energía. Los
organismos necesitan materiales y energía para mantener su elevado
grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Los
átomos y moléculas que forman los organismos pueden obtenerse del
aire, agua, del suelo o a partir de otros organismos. Los organismos
consumen energía para convertir los nutrientes en componentes celulares (anabolismo) y liberan energía al descomponer la materia orgánica (catabolismo).
Fig. 19
Fig. 20
CRECIMIENTO Y DESARROLLO: los seres vivos aumentan de tamaño progresivamente hasta alcanzar los límites de su especie, esto se debe a la fabricación o
síntesis de mayor cantidad de materia viva (principalmente proteicas) que sus organismos forman a expensas de los nutrientes adquiridos de sus alimentos. El
desarrollo de los seres vivos, además de
crecimiento, implica cambios ordenados
Fig. 21
en las diferentes etapas por las que va
pasando el individuo hasta que alcanza la madurez. Los organismos aumentan de
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43
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
tamaño al adquirir y procesar los nutrientes. Muchas veces este proceso no se limita
a la acumulación de materia, sino que implica cambios mayores.
MOVIMIENTO: es el desplazamiento que presentan algunos organismo o parte de
ellos, con respecto a un punto de referencia. Por ejemplo, las hojas de una planta
que se orientan hacia el sol o un animal que persigue a su presa.
Fig. 22
Fig. 23
Fig. 24
REPRODUCCIÓN: es la acción de producir nuevos organismos. Puede ser asexualmente cuando el progenitor es único, y sexualmente cuando existen dos progenitores.
Los organismos menos evolucionados, como las bacterias y los protozoarios, presentan
reproducción asexual (sin la participación de gametos o células reproductoras). La mayoría de los seres vivos poseen reproducción sexual, es decir gametos que, al unirse
mediante la fecundación, originan un huevo o cigoto. Algunas especies presentan los dos
tipos de reproducción sexual; tienen mayores oportunidades de variar sus características
debido a la mezcla del material hereditario de sus progenitores, lo que representa mayores oportunidades de adecuarse o adaptarse al medio, de sobrevivir y evolucionar.
Fig. 25
Fig. 26
Fig. 27
Fig. 28
ADAPTACIÓN: al evolucionar, las especies tienden a ajustarse al ambiente. La
adaptación es la capacidad de los seres vivos de reacondicionarse o readecuarse
a los factores del medio, siempre que los cambios que sufran no sean demasiado
drásticos: por ejemplo, los cambios de temperatura del grado de humedad o de luz.
La adaptación es progresiva y puede manifestarse en los organismos mediante
cambios en sus estructuras, tamaños, colores, comportamientos, etc.
Fig. 29
44
BIOLOGÍA I
Fig. 30
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 31
Cada organismo parece diseñado exactamente para las condiciones de su medio, como
sucede en las plantas que viven en lugares de escasa humedad y que poseen hojas muy
reducidas o espinas que, además de disminuir los efectos de la radiación solar, representan ahorro de agua ya que la mayor pérdida de esta que ocurre en las plantas que viven
en medios húmedos, se lleva a cabo a través de sus hojas. Los tejidos de las plantas de
las zonas con humedad escasa están adaptados para retener al agua, en pocas ocasiones cuentan con esta. Por el contrario, las plantas de climas húmedos presentan hojas
grandes, las que pierden el agua por las hojas, sin embargo, por vivir en zonas húmedas
adquieren el agua por medio de sus raíces.
Fig. 32
Fig. 33
Fig. 34
Fig. 35
Fig. 36
Fig. 37
En los animales se observan ejemplos muy claros de adaptación, como los dientes
y las garras de los carnívoros que capturan, cortan y desplazan a sus presas; el
pico de las águilas o el aparato picador-chupador de los mosquitos y los de otros
insectos.
El mimetismo o camuflaje es otro ejemplo en algunos organismos como el camaleón y otros reptiles, en varios insectos, etcétera; lo que les ayuda a pasar desapercibidos para sus depredadores porque su color, estructura o aspecto les permite
ocultarse en el medio.
Fig. 38
Fig. 39
Fig. 40
Fig. 41
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45
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
ACTIVIDAD 11
Resuelve correctamente el siguiente crucigrama.
VERTICALES:
1. Capacidad que tienen los seres vivos de mantener un equilibrio entre el medio
interno y el externo, por ejemplo, la regulación de la temperatura corporal a través de la sudoración.
2. Proceso que permite a los individuos adecuarse a las condiciones del entorno y
sus cambios, lo que les permitirá estar mejor capacitados para sobrevivir.
3. Capacidad que tienen los seres vivos de responder a estímulos que pueden ser
internos o externos, por ejemplo, la contracción de la pupila al recibir luz.
4. Capacidad de los seres vivos que en Biología se denomina motilidad, implica
un cambio de lugar o de posición en el espacio. Esta característica permite a
algunos organismos como los animales buscar su alimento, alejarse de sus depredadores o simplemente desplazarse.
46
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
5. Cambio fisiológico (función) o morfológico (forma) que se lleva a cabo de manera gradual a través del tiempo.
HORIZONTALES
6. Conjunto de procesos y transformaciones químicas que realiza el cuerpo para
obtener o utilizar energía.
7. Capacidad que tienen los organismos de generar nuevos organismos fértiles y
heredar sus características.
8. Proceso metabólico que implica la degradación de moléculas grandes a pequeñas, liberando energía, por ejemplo, la conversión de glucógeno (polisacárido)
a glucosa (monosacárido).
9. Capacidad de los seres vivos que se caracteriza por el aumento de tamaño o el
incremento en el número de células.
10. Parte del proceso metabólico que implica la formación de moléculas grandes a
partir de otras pequeñas, por ejemplo, la formación de una proteína a partir de
aminoácidos.
EVALUACIÓN
De manera individual, realiza la siguiente actividad que integra los conocimientos analizados en el presente bloque; es sumamente importante que la
realices a conciencia, pues te permitirá autoevaluar tu aprendizaje.
Subraya la respuesta que conteste correctamente los siguientes
cuestionamientos.
1. Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio y tiene peso.
a) Masa
b) Energía
c) Materia
d) Vida
2. Son subramas o subdivisiones de la Zoología.
a) Mastozoología y Ornitología
c) Herpetología y Fisiología
b) Anatomía y Etología
d) Embriología y Mastozoología
3. Luis desea saber cómo está organizada su piel. ¿Cuál es la rama de la Biología
que le permitirá conocer dicha estructura?
a) Anatomía
b) Fisiología
c) Genética
d) Histología
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47
Bloque I
BIOLOGÍA COMO CIENCIA DE LA VIDA
4. La estructura biológica de una neurona, un eritrocito y un espermatozoide,
por su complejidad son estudiadas por:
a) Embriología
b) Patología
c) Citología
d) Anatomía
5. ¿Cuál de los siguientes niveles de organización de la materia viva presenta
mejor complejidad?
a) Comunidad
b) Tejido
c) Biosfera
d) Población
6. ¿Cuál de los siguientes ejemplos de la materia corresponden al mismo nivel
de organización?
a) Cerebro, neurona
b) Célula, piel
c) Estómago, pulmón
d) Acuario, pez
7. En la organización jerárquica de los seres vivos el orden que se sigue es:
a) Células, tejidos, órganos, organismos, población, comunidad, ecosistema, biosfera.
b) Células, órganos, tejidos, organismos, población, comunidad, biosfera.
c) Órganos, células, tejidos, población, biosfera, ecosistema.
d) Células, tejidos, organismos, órganos, población, ecosistema, comunidad.
8. El método científico es:
a) Un método que indica que toda verdad es ley.
b) Un conjunto de métodos, reglas para llegar a la verdad.
c) Un conjunto de pasos que pueden aplicarse a todas las ramas de la ciencia.
d) El planteamiento de preguntas basadas en la observación de experimentos.
9. Son ejemplos de ciencias formales.
a) Química y Lógica
c) Física y Matemáticas
b) Lógica y Matemáticas
d) Matemáticas y Psicología
10. El orden que guardan las ideas e información que constituyen los conocimientos científicos, caracterizan a la ciencia como:
a) Objetiva
48
BIOLOGÍA I
b) Sistemática
c) Analítica
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
d) Metódica
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
Competencias
genéricas
1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que
persigue.
CG1.5 Asume las consecuencias de sus comportamientos y decisiones.
3. Elige y practica estilos de vida saludable.
CG3.2 Toma decisiones a partir de la valoración de
las consecuencias de distintos hábitos de consumo y
conductas de riesgo.
disciplinares básicas
CDBE 5. Contrasta los resultados
obtenidos en una investigación o
experimento con hipótesis previas
y comunica sus conclusiones.
CDBE 12. Decide sobre el cuidado
de su salud a partir del conocimiento de su cuerpo, sus procesos vitales y el entorno al que pertenece.
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE
LOS SERES VIVOS
PROPÓSITO DEL BLOQUE
Plantea la clasificación y constitución de las moléculas que forman
parte de los seres vivos y alimentos, identificando sus funciones
para favorecer la toma de decisión consciente e informada sobre
una alimentación balanceada.
INTERDISCIPLINARIEDAD
TRANSVERSALIDAD
●● Física I
●● Eje transversal social
●● Matemáticas III
●● Eje transversal de la salud
●● Eje transversal ambiental
●● Eje transversal de habilidades lectoras
APRENDIZAJES ESPERADOS
•
Examina la presencia de biomoléculas en alimentos en su entorno, promoviendo la toma de
decisiones conscientes e informadas que favorezcan el cuidado de su alimentación.
CONOCIMIENTOS
● ● Bioelementos
secundarios.
•
primarios
y
Biomoléculas:
Agua
Carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
(ADN, ARN)
•
HABILIDADES
Vitaminas
●● Propiedades nutricionales de los
alimentos
50
BIOLOGÍA I
●● Identifica los diferentes
bioelementos que participan en los procesos
biológicos.
●● Distingue las propiedades fisicoquímicas del
agua.
ACTITUDES
●● Participa de manera responsable
en el cuidado de su salud.
●● Toma decisiones de manera consciente e informada, asumiendo las
consecuencias.
●● Describe la estructura y
función de las diferentes biomoléculas y vitaminas presentes en los
organismos.
●● Reconoce las propiedades nutricionales de
los componentes químicos presentes en los
alimentos.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
INTRODUCCIÓN
Este bloque te ayudará a clasificar y a conocer los componentes químicos
que constituyen a las biomoléculas que forman parte de los seres vivos y
alimentos. Explicarás su conformación química, analizarás la estructura
y función de los bioelementos, y biomoléculas como son carbohidratos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, y reconocerás el papel de estos componentes en la nutrición humana
CONOCIMIENTOS PREVIOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Vamos a ver qué tanto sabes acerca de los componentes de los seres vivos por
medio de esta evaluación diagnóstica.
De manera individual, responde las siguientes interrogantes.
1. ¿Qué es un bioelemento?
2. ¿Cuál es la función de los bioelementos?
3. Ordena los bioelementos, de mayor a menor, según el porcentaje de participación
en la formación de la estructura molecular de los seres vivos.
1. Nitrógeno
A) 1, 2, 3, 4, 5
2. Calcio
B) 2, 3, 1, 5, 4
3. Hierro
C) 3, 1, 2, 4, 5
4. Carbono
D) 4, 5, 1, 2, 3
5. Hidrógeno
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51
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
4. ¿Qué tipo de biomoléculas conoces? Escríbelas.
5. ¿Cuáles elementos químicos comparten los carbohidratos, proteínas, lípidos y
ácidos nucleicos?
Realicen de manera grupal, tomando turnos, la siguiente lectura. Escuchen con
respeto y atención la explicación del profesor al respecto y comenten sus dudas.
BIOELEMENTOS
Todos los seres vivos están constituidos, por los mismos elementos químicos. De
todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, solo unos 25 son componentes de los seres vivos. Esto confirma la idea de que la vida se ha desarrollado
sobre unos elementos concretos que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en los seres vivos. Se
denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos
que forman parte de los seres vivos. Atendiendo a su abundancia (no importancia)
se pueden agrupar en tres categorías:
BIOELEMENTOS
PRIMARIOS O
PRINCIPALES:
C, H, O, N
Son los elementos mayoritarios de la materia viva,
constituyen el 95% de la
masa total.
BIOELEMENTOS
SECUNDARIOS S, P,
MG, CA, NA, K, CL
OLIGOELEMENTOS
Los encontramos formando parte de todos
los seres vivos, y en
una proporción del
4.5%.
Se denomina así al conjunto de elementos químicos que están presentes
en los organismos en forma vestigial,
pero que son indispensables para el
desarrollo armónico del organismo.
Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse
comunes para casi todos, y estos son
hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor,
iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño.
52
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 1
Organícense en equipos y realicen una consulta bibliográfica acerca de la
función de los bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos en los
seres vivos. Busca la información en la biblioteca o en las páginas web recomendadas. Puedes imprimirlo y llevarlo al salón de clases para que en mesas
de trabajo analices la composición química de los seres vivos, llena el cuadro
integrador (puedes acompañarlo con ilustraciones). Comenta la importancia
de los bioelementos para conservar la vida con el resto del grupo, escuchando con atención a los demás.
Páginas web recomendadas sobre bioelementos:
•
www.salonhogar.com/ciencias/biologia/bioelementos/bioelementos.html
•
recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos1.html
BIOELEMENTOS
PRIMARIOS
FUNCIÓN
Carbono
Hidrógeno
Oxígeno
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53
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
PRIMARIOS
Nitrógeno
SECUNDARIOS
Azufre
Fósforo
Magnesio
Calcio
Sodio
Potasio
Cloro
OLIGOELEMENTOS
Hierro
Manganeso
Iodo
Flúor
Cobalto
Silicio
Cromo
Zinc
Litio
Molibdeno
54
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
FUNCIÓN
LECTURA
BIOMOLÉCULAS
Las biomoléculas son las moléculas que constituyen a los seres vivos. Están compuestas por un grupo pequeño de elementos. La cantidad y organización de estos
elementos le dan características especiales a cada una de ellas. Se clasifican en
dos tipos: orgánicas e inorgánicas.
INORGÁNICAS
Agua
Gases
Sales minerales
ORGÁNICAS
Glúcidos o carbohidratos
Lípidos
Proteínas
Ácidos nucleicos
Fig. 42
PROPIEDADES DEL AGUA
¿LAS PROPIEDADES DEL AGUA TIENEN IMPORTANCIA CUANDO
FORMA PARTE DE LOS SERES VIVOS?
Realicen de manera grupal, tomando turnos, la siguiente lectura sobre la importancia del agua en los seres vivos, escuchen con respeto y atención la explicación del
profesor al respecto, realicen comentarios o expongan sus dudas al respecto.
El agua es una sustancia cuyas moléculas están formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno H2O. La naturaleza fisicoquímica del agua, así como su
abundancia y distribución hacen de esa especie química la más importante de todas
las conocidas.
PROPIEDADES FÍSICAS
PROPIEDADES QUÍMICAS
Densidad
Reacciones
Tensión superficial
pH
Viscosidad
Salinidad
Temperatura
Soluble y disolvente
Calor específico
Reacciona con los metales y no
metales
El agua es componente esencial de todo lo que nos rodea, es esencial para todos
los organismos. Hay agua en el aire que respiramos: es el vapor que está en el ambiente. El agua en forma líquida cubre 75% de la superficie del planeta y apenas 1%
del agua es “agua dulce”. Forma parte de nuestros alimentos. Nuestro cuerpo está
compuesto por 65% de agua, nuestra sangre está compuesta de 80 a 90% de agua,
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55
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
nuestros músculos tienen alrededor de 75% de agua. En las células varía del 70 al
80%, dependiendo de si estás bien hidratado o no, así también, varía de acuerdo
con la zona o el órgano del cuerpo donde esta se encuentre. Nosotros necesitamos
tomar al menos 8 vasos de agua al día para que nuestro cuerpo sea saludable.
El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Los enlaces por
puentes de hidrógeno entre las moléculas
del agua pura son responsables de la dilatación del agua al solidificarse, es decir, su
disminución de densidad cuando se congela.
El agua tiene una densidad máxima de 1 g/
cm³ cuando está a una temperatura de 4 ºC,
Fig. 43
característica especialmente importante en
la naturaleza que hace posible el mantenimiento de la vida en medios acuáticos
sometidos a condiciones exteriores de bajas temperaturas.
PROPIEDADES DEL AGUA
Fig. 44
Fig. 45
56
BIOLOGÍA I
•
Disolvente: el agua se considera como el solvente universal porque disuelve
muchos de los compuestos conocidos. El agua es un disolvente polar, más polar
que el etanol; por ejemplo, como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares,
como la sal de mesa (cloruro de sodio). Algunas sustancias, sin embargo; no
se mezclan bien con el agua, incluyendo aceites y otras sustancias hidrofóbas.
Membranas celulares, compuestas de lípidos y proteínas, aprovechan esta propiedad para controlar las interacciones entre sus contenidos químicos y los
externos, lo que se facilita, en parte, por la tensión superficial del agua. La capacidad disolvente es responsable de las funciones metabólicas de los sistemas
de transporte de sustancias en los organismos.
•
Cohesión: es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen entre
sí. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente
unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi
incompresible. Al no poder comprimirse, puede funcionar en algunos animales
como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores
capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos
internos. Estos puentes se pueden romper fácilmente con la llegada de otra
molécula con un polo negativo o positivo, dependiendo de la molécula, o, con el
calor. La fuerza de cohesión permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas.
•
Adhesión: el agua, por su gran potencial de polaridad, cuenta con la propiedad
de la adhesión, es decir, el agua generalmente es atraída y se mantiene adherida a otras superficies. Esto es lo que se conoce comúnmente como "mojar".
Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares y es responsable,
junto con la cohesión, del llamado fenómeno de la capilaridad.
•
Tensión superficial: el agua tiene una gran atracción entre las moléculas de
su superficie, creando tensión superficial. La superficie del líquido se comporta
como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resisten-
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
cia al intentar romperla; esta propiedad contribuye a que algunos objetos muy
ligeros floten en la superficie del agua y algunos insectos pueden estar sobre
ella sin sumergirse e incluso hay animales que corren sobre ella.
•
Acción capilar: el agua cuenta con la propiedad de la capilaridad, que es la
facultad de ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo capilar. Esto
se debe a sus propiedades de adhesión y cohesión. Cuando se introduce un
capilar en un recipiente con agua, esta asciende espontáneamente por el capilar
como si trepase "agarrándose" por las paredes, hasta alcanzar un nivel superior
al del recipiente, donde la presión que ejerce la columna de agua se equilibra
con la presión capilar. A este fenómeno se debe, en parte, la ascensión de la
savia bruta, desde las raíces hasta las hojas, a través de los vasos leñosos.
•
Calor específico: esta propiedad también se encuentra en relación directa con
la capacidad del agua para formar puentes de hidrógeno intermoleculares. El
calor específico del agua se define como la cantidad de energía necesaria para
elevar la temperatura en un grado Celsius a un gramo de agua en condiciones
estándar, y es de 1 cal/°C•g, que es igual a 41840 J/K•g. Esta propiedad es fundamental para los seres vivos (y la biosfera en general) ya que, gracias a esto,
el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un excelente regulador térmico. Un ejemplo son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas
costeras. También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células
permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de
temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.
•
Temperatura de fusión: el agua tiene un punto de fusión elevado, lo que permite que se enfríe más lentamente que otros líquidos y esto a su vez permite que
las células sean más resistentes al congelamiento.
•
Temperatura de evaporación: el punto de vaporización del agua es elevado;
es decir, se requiere gran cantidad de calor sin que se modifique su temperatura
para que sufra evaporación. Esta propiedad ayuda a mantener la temperatura
corporal, por ejemplo, de una persona al sudar, el calor de su cuerpo pasa al
sudor y la evaporación del mismo baja la temperatura del cuerpo.
•
Densidad: la densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los
cambios de temperatura y presión. Su punto de congelación es a los 4ºC y en
estado sólido es más densa que en estado líquido, característica que explica por
qué el hielo flota y se acumula en la parte superficial de los cuerpos de agua,
permitiendo así la vida en el medio acuático de las regiones polares. La densidad del agua, así como sus puntos de ebullición y congelación se modifican al
agregarle ciertos solutos por ejemplo sal (NaCl). Entre mayor cantidad de sal se
le agregue al agua, su densidad aumenta.
RELACIÓN DEL AGUA CON LOS PROCESOS
BIOLÓGICOS DE LOS SERES VIVOS
Fig. 46
Fig. 47
PROPIEDADES BIOLÓGICAS DEL AGUA
El agua es esencial para todos los tipos de vida. Las principales funciones biológicas del agua son las siguientes:
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57
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
•
Es un excelente disolvente, de
sustancias tóxicas y compuestos
bipolares. Incluso moléculas biológicas no solubles (ej. lípidos)
forman con el agua dispersiones
coloidales.
•
Participa como agente químico
reactivo y también cataliza muchas reacciones.
•
Permite la difusión, es decir, el
movimiento en su interior de partículas sueltas, constituyendo el
principal transporte de muchas
sustancias nutritivas.
•
Constituye un excelente termorregulador (calor específico),
permitiendo la vida de organismos en una amplia variedad de
Fig. 48
ambientes térmicos. Ayuda a regular el calor de los animales. Tiene un importante papel como absorbente de
radiación infrarroja, crucial en el efecto invernadero.
•
Interviene en el mantenimiento de la estructura celular.
•
Proporciona flexibilidad a los tejidos.
•
Actúa como vehículo de transporte en el interior de un ser vivo y como medio
lubricante en sus articulaciones.
La vida en la Tierra ha evolucionado gracias a las importantes características del
agua. La existencia de esta abundante sustancia en sus formas líquida, gaseosa y
sólida ha sido, sin duda, un importante factor en la abundante colonización de los
diferentes ambientes de la Tierra por formas de vida adaptadas a estas variantes y
a veces extremas condiciones.
SALES MINERALES
¿QUÉ SON LAS SALES MINERALES?
Se les llama sales minerales a las moléculas de tipo inorgánico que, en los organismos vivos, aparecen precipitadas, ionizadas o asociadas a alguna molécula. Por
ejemplo: las sales minerales se encuentran en la materia que componen a la célula
en formas precipitadas, disueltas o unidas a moléculas orgánicas.
Fig. 49
58
BIOLOGÍA I
La función de las sales minerales se centra en el crecimiento y la salud del cuerpo
humano en general. Su finalidad principal es la de hacer posible la realización de
ciertos procesos químicos y formar algunas estructuras que el organismo necesita.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Se pueden clasificar de la siguiente manera:
LAS SALES MINERALES
PRECIPITADAS
LAS SALES MINERALES DISUELTAS
Componen estructuras sólidas que
dan sostén protección, como el
carbonato de calcio presente en la
constitución de huesos y dientes,
y en las conchas de los moluscos
(como el caracol o la ostra).
Al disolver la sal, los iones que participan en
su composición se separan. Estas partículas
se denominan electrolitos por tener la capacidad de conducir corriente eléctrica. Las células
y los fluidos extracelulares contienen gran variedad de sales minerales en forma de iones:
cationes y aniones. La concentración de sales
en las células y en los fluidos corporales es mínima, en la mayoría de los animales marinos es
aproximadamente de 3.4%; en los vertebrados
de agua dulce y terrestre es inferior al 1% de su
protoplasma.
Tomado de Vázquez, R. (2010).
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
¿Cuáles son las principales biomoléculas
orgánicas?
SITUACIÓN DIDÁCTICA
Realicen de manera grupal, tomando turnos, la siguiente lectura, escuchen con respeto y atención la explicación del profesor al respecto, comenten sus dudas. Sinteticen la información para llenar el cuadro integrador que se presenta al final del
bloque.
BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS
CARBOHIDRATOS
Son moléculas orgánicas compuestas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo con la cantidad de carbono o por el grupo
funcional que tienen adherido. Son la forma biológica primaria de almacenamiento
y consumo de energía. Los glúcidos tienen enlaces químicos difíciles de romper
llamados covalentes, mismos que poseen gran cantidad de energía, que es liberada
Fig. 50
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59
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
al romperse estos enlaces. Una parte de esta energía es aprovechada por el organismo consumidor, y otra parte es almacenada en el organismo.
Los carbohidratos pueden ser:
Fig. 51
Además de la importancia que tienen los carbohidratos como fuentes de energía,
también tienen otras funciones biológicas en los seres vivos, entre las que podemos
mencionar las siguientes:
•
Reserva, como el glucógeno en animales y el almidón en las plantas.
•
Estructurales, como la celulosa en plantas y la quitina en algunos insectos.
•
Constituyentes del material genético, como la ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos.
Se pueden clasificar en:
60
BIOLOGÍA I
•
Monosacáridos: no se pueden descomponer por hidrólisis en otros glúcidos.
•
Disacáridos: compuestos de azúcares simples, necesitan que el cuerpo los
convierta en monosacáridos antes de que se puedan absorber en el tracto alimentario.
•
Oligosacáridos: son polímeros que contienen de tres a nueve unidades de monosacáridos o ácido urónico, se pueden descomponer en otros glúcidos como
los disacáridos (dos monosacáridos unidos) o polisacáridos (más de diez monosacáridos).
•
Polisacáridos (más de diez monosacáridos).
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
MONOSACÁRIDOS
Son azúcares sencillos, no hidrolizables, de 3 a 7 átomos de C (triosas,
tetrosas, pentosas, hexosas). Están formados por una sola molécula; no
pueden ser hidrolizados a glúcidos más pequeños. La fórmula química general de un monosacárido no modificado es (CH2O)n, donde n es cualquier
número igual o mayor a tres, su límite es de 7 carbonos.
Ejemplos:
•
Glucosa: función energética. Principal combustible metabólico. Componente de polisacáridos estructurales y energéticos.
•
Fructosa: combustible metabólico. Forma parte de la sacarosa. Aparece
en frutas y líquidos seminales.
•
Ribosa: se encuentra en el ARN.
•
Desoxirribosa: se encuentra en ADN.
DISACÁRIDOS
Son oligosacáridos formados por la unión de dos monosacáridos mediante
un enlace O glucosídico. Tienen las propiedades de ser cristalizables, dulces, solubles y, mediante hidrólisis se desdoblan en monosacáridos.
Principales disacáridos
•
Maltosa (glucosa - glucosa): producto de la hidrólisis del almidón y el
glucógeno.
•
Lactosa (glucosa - galactosa): se encuentra en la leche.
•
Sacarosa (glucosa - fructosa): azúcar común que se extrae de la caña
de azúcar y de la remolacha azucarera.
OLIGOSACÁRIDOS
Están compuestos por entre tres y nueve moléculas de monosacáridos que
al hidrolizarse se liberan. Los oligosacáridos se encuentran con frecuencia
unidos a proteínas, formando las glucoproteínas.
POLISACÁRIDOS
Son cadenas, ramificadas o no, de más de diez monosacáridos (en este caso
a estas unidades se les llama monómeros) unidos por un enlace glucosídico.
Los polisacáridos representan una clase importante de polímeros biológicos.
Su función en los organismos vivos está relacionada usualmente con estructura o almacenamiento.
El almidón y el glucógeno actúan como reservas energéticas y son hidrolizados en glucosas cuando estas son necesarias. La acumulación de glucosa
libre en las células generaría problemas osmóticos. La celulosa y la quitina
son polisacáridos estructurales. Los enlaces entre los monosacáridos son
más resistentes a la hidrólisis.
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61
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
•
Almidón: polímero de la glucosa, es usado como una forma de almacenar monosacáridos en las plantas, siendo encontrado en la forma de amilasa y amilopectina (ramificada), aparecen formando gránulos característicos: amiloplastos.
Abundante en la papa y en muchas semillas.
•
Glucógeno: en animales, se usa el glucógeno en vez de almidón, el cual es
estructuralmente similar a la amilopectina, pero más densamente ramificado. Es
una reserva energética en animales. Se acumula en el hígado y en los músculos. Las propiedades del glucógeno le permiten ser metabolizado más rápidamente, lo cual se ajusta a la vida activa de los animales con locomoción.
•
Celulosa: polímero de la glucosa. Estructura lineal no ramificada. Es la molécula más abundante en la naturaleza. Tiene función estructural en vegetales:
principal componente de la pared celular. Su estructura lineal favorece la disposición en paralelo de varias moléculas que se unen mediante puentes de
hidrógeno. Difícilmente digerible, solo ciertas bacterias (como las que viven
en simbiosis en el estómago de los rumiantes) producen enzimas capaces de
hidrolizar la celulosa.
•
Quitina: polímero de un derivado de la glucosa, la N-acetilglucosamina. Su función estructural: principal componente de la pared celular de los hongos y del
exoesqueleto de artrópodos.
LÍPIDOS
Son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O; en algunos casos también P y
N. Son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos apolares. Presentan un brillo característico y son untuosos al tacto. Los lípidos, también conocidos como grasas, aceites y ceras, son ácidos orgánicos, porque estructuralmente
se forman de cadenas de carbono unidos a
hidrógeno y con un extremo que contiene un
grupo carboxilo, –COOH.
Los lípidos cumplen funciones diversas en los
organismos vivientes, entre ellas la de reserva
energética (triglicéridos), la estructural (fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (esteroides).
Fig. 52
Los ácidos grasos son componentes fundamentales de los fosfolípidos y esfingolípidos, moléculas que forman la bicapa lipídica de las membranas de todas las células,
son precursores de otras sustancias con gran actividad biológica que intervienen en
la regulación y control de numerosos procesos vitales, como la respuesta inflamatoria, regulación de la temperatura corporal, procesos de coagulación sanguínea,
contracción del músculo liso, etc.
Se clasifican de la siguiente manera:
62
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ÁCIDOS GRASOS
Son ácidos monocarboxílicos de cadena larga (de 14 a 22 C, siempre en
número par). Los ácidos grasos son componentes de muchos lípidos y
precursores de otros.
TIPOS
•
Saturados
No presentan dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. Son más
abundantes en grasas de animales.
Ejemplos: predominan en grasa de origen animal, ácido palmítico de origen vegetal (16 C), ácido esteárico (18 C).
•
Insaturados
Presentan uno o más dobles enlaces en la cadena hidrocarbonada. Predominan en grasas de origen vegetal.
Ejemplos: ácido oleico, ácido linoleico, ácido araquidónico.
CLASIFICACIÓN
•
a. Lípidos saponificables (lípidos complejos)
Son ésteres formados por un alcohol y ácidos grasos.
1. Grasas neutras (acilglicéridos)
Estructura
Formadas por glicerina + 1-3 ácidos grasos. Los más importantes son
los triglicéridos. Pueden ser grasas simples (ácidos grasos iguales) o
mixtas (ácidos grasos diferentes). Por su consistencia son sebos (grasas sólidas), mantecas (semisólidas) y aceites (líquidas). Los sebos
y mantecas son característicos de los animales y tienen predominio
de ácidos grasos saturados. Los aceites son característicos de los
vegetales y contienen principalmente ácidos grasos insaturados.
Funciones
Reserva energética en animales y vegetales (producen más calorías
por gramo que los glúcidos y las proteínas), protección, aislamiento
térmico (se depositan bajo la piel de los animales de sangre caliente
y evitan las pérdidas de calor).
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63
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
2. Ceras
Funciones
Estructural y protectora. Forman la película que impermeabiliza la superficie de
las hojas y frutos de las plantas. En los animales, forman cubiertas protectoras
de la piel, pelo y plumas, así como del exoesqueleto de muchos insectos.
3. Fosfolípidos
Formados por glicerina + 2 ácidos grasos + ácido fosfórico. + aminoalcohol
FOSFOLÍPIDO
Función
Son moléculas anfipáticas: Zona polar (glicerina, ácido fosfórico y aminoalcohol); zona apolar (ácidos grasos).
Con función estructural: Son uno de los principales componentes de todas las
membranas de todas las células, en las que se disponen formando bicapas.
•
b. Lípidos no saponificables (lípidos simples)
No contienen ácidos grasos y no son ésteres. Constituyen un grupo de moléculas
con gran actividad biológica que desempeñan funciones muy variadas.
1. Terpenos
Presentan dobles enlaces alternos, por lo que frecuentemente son moléculas
coloreadas.
Funciones
64
BIOLOGÍA I
•
Esencias vegetales (mentol, geraniol, limoneno, alcanfor).
•
Vitaminas A, K y E.
•
Carotenoides (licopeno -rojo, ß caroteno -anaranjado, xantofila -amarillo).
Son pigmentos fotosintéticos que complementan a la clorofila. El ß caroteno
es precursor de la vitamina A.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
2. Esteroides
Se diferencian unos de otros en el número y posición de dobles enlaces y
en el tipo, número y posición de los grupos funcionales sustituyentes.
Funciones
•
Estructural: el colesterol se encuentra en las membranas celulares
de muchos animales y en las lipoproteínas del plasma sanguíneo.
Es, además, precursor de otros esteroides.
•
Su acumulación en las paredes de los vasos sanguíneos. Es responsable de la arteriosclerosis.
•
Los ácidos biliares son derivados del colesterol que facilitan la
emulsión de las grasas.
•
Vitamínica: el ergosterol es precursor de la vitamina D; se transforma en ella en la piel por acción de la luz ultravioleta.
•
Hormonal: progesterona y estradiol (hormonas sexuales femeninas); testosterona (hormona sexual masculina); aldosterona (corticoide).
PROTEÍNAS
Son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y S, y pueden aparecer otros elementos en menor proporción. Son macromoléculas de
elevado peso molecular formadas por la polimerización de aminoácidos.
Constituyen un 50% del peso seco de un organismo. Son específicas de
cada especie e incluso de cada organismo. Biológicamente muy activas.
Desempeñan una gran diversidad de funciones.
Fig. 53
AMINOÁCIDOS:
Tienen en común carbono, grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino
(-NH2). Su parte variable radical. Existen veinte radicales distintos en los
aminoácidos que constituyen las proteínas de los seres vivos.
ENLACE PEPTÍDICO
Es el enlace entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el amino de otro,
liberándose una molécula de agua. Es la unión de dos aminoácidos mediante un enlace peptídico que se denomina dipéptido. Si el número de
aminoácidos es menor de cien, se denomina polipéptido y con más de cien
es una proteína.
La función de las proteínas está relacionada con su estructura tridimensional. Se pueden distinguir cuatro niveles de complejidad estructural creciente: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.
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65
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
Fig. 54
66
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS
Las proteínas determinan la forma y la estructura de las células y dirigen casi todos
los procesos vitales. Las funciones de las proteínas son específicas de cada una de
ellas y permiten a las células mantener su integridad, defenderse de agentes externos, reparar daños, controlar y regular funciones, etc.
Las proteínas estructurales se agregan a otras moléculas de la misma proteína para
originar una estructura mayor. Sin embargo, otras proteínas se unen a moléculas
distintas: los anticuerpos a los antígenos específicos, la hemoglobina al oxígeno, las
enzimas a sus sustratos, los reguladores de la expresión génica al ADN, las hormonas a sus receptores específicos, etc.
DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Es la pérdida de la actividad de una proteína al perder su estructura terciaria por
algún cambio en el medio (temperatura, pH, salinidad, composición, radiaciones,
etc.). Si el cambio no ha sido muy drástico, se puede producir la renaturalización de
la proteína, recuperando su estructura y su actividad.
Páginas web recomendadas:
•
www.scientificpsychic.com/fitness/aminoacidos.html
¿QUÉ SON LAS VITAMINAS?
Todos los tipos de vitaminas son una
sustancia química, orgánica y necesaria
para el mantenimiento de las funciones
orgánicas y de la vida.
Son catalizadoras metabólicas indispensables, optimizan, garantizan y perfeccionan los procesos orgánicos. El organismo no puede sintetizar las vitaminas
con excepción de la D. Son elementos
de ingesta esencial.
Fig. 55
¿POR QUÉ SE LLAMAN ASÍ?
El término vitaminas fue utilizado por primera vez en en 1912, por el bioquímico C.
Funk (1884 - 1967) para nombrar todos los tipos de vitaminas. Vita del latín ‘vida’ y
amina porque se pensaba que todas contenían un grupo amino, cosa que más tarde
se demostró que no, pero el nombre continuó.
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67
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
Clasificación de los tipos de vitaminas
Los tipos de vitaminas están clasificadas según su solubilidad de la siguiente manera:
•
Hidrosolubles: vitamina C y complejo B.
•
Liposolubles: vitamina A, E, D y K.
Vitaminas hidrosolubles: se disuelven en agua y están presentes en las
partes acuosas de los alimentos. Se
absorben mediante la difusión simple
o transporte activo. Su exceso se excreta por la orina y el cuerpo no tiene
la capacidad de almacenarlas, por lo
que se eliminan fácilmente. Es necesario consumirlas diariamente, y se
pueden obtener de frutas, verduras,
leche y productos cárnicos.
•
Vitamina C o ácido ascórbico
•
Vitamina B1 o tiamina
•
Vitamina B2 o riboflavina
•
Vitamina B3 o niacina
•
Vitamina B5 o ácido pantoténico
•
Vitamina B6 o piridoxina
•
Vitamina B8 o biotina
•
Vitamina B9 o ácido fólico
•
Vitamina B12 o cianocobalamina
Vitaminas liposolubles: estas vitaminas se disuelven en aceites y grasas
y se encuentran en las partes liposolubles de los alimentos. Se transportan
en lípidos y son de difícil eliminación.
Se obtienen de frutas, verduras, pescado, yemas de huevo y algunos frutos secos.
•
Vitamina A o retinol
•
Vitamina D o calciferol
•
Vitamina E o a-tocoferol
•
Vitamina K o fitomenadiona
Fig. 56
68
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Una alimentación equilibrada proporciona una cantidad suficiente de estas vitaminas. Las personas de más de 50 años y algunos vegetarianos podrían necesitar
usar suplementos para obtener suficiente vitamina B12.
V I TA M I N A S H I D R O S O L U B L E S
NUTRIENTE
FUNCIÓN
FUENTES
Tiamina
(vitamina B1)
Parte de una enzima necesaria para
el metabolismo de energía; importante
para la función nerviosa
Se encuentra en todos los alimentos nutritivos en cantidades moderadas: cerdo,
panes y cereales de grano integral o enriquecidos, legumbres, nueces y semillas
Riboflavina
(vitamina B2)
Parte de una enzima necesaria para
el metabolismo de energía; importante
para la visión normal y la salud de la
piel
Leche y productos lácteos, verduras de
hojas verdes, panes y cereales de grano
integral y enriquecidos
Niacina
(vitamina B3)
Parte de una enzima necesaria para
el metabolismo de energía; importante
para el sistema nervioso, el aparato digestivo y la salud de la piel
Carne, aves, pescado, panes y cereales
de grano integral o enriquecidos, verduras (especialmente hongos, espárragos y
verduras de hoja verde), manteca de maní
(cacahuate)
Ácido pantoténico
Parte de una enzima necesaria para el
metabolismo de energía
Se encuentra en la mayoría de los
alimentos
Biotina
Parte de una enzima necesaria para el
metabolismo de energía
Se encuentra en la mayoría de los alimentos; también es producida en los intestinos
por bacterias
Piridoxina
(vitamina B6)
Parte de una enzima necesaria para el
metabolismo de proteínas; ayuda en la
producción de glóbulos rojos
Carne, pescado, aves, verduras, frutas
Ácido fólico
Parte de una enzima necesaria para
producir ADN y células nuevas, especialmente glóbulos rojos
Verduras de hojas verdes y legumbres,
semillas, jugo de naranja e hígado; ahora añadido a la mayoría de los granos
refinados
Cobalamina
(vitamina B12)
Parte de una enzima necesaria para la
producción de células nuevas; importante para la función nerviosa
Carne, aves, pescado, mariscos, huevos,
leche y productos lácteos; no se encuentra
en alimentos de origen vegetal
Ácido ascórbico
(vitamina C)
Antioxidante; parte de una enzima necesaria para el metabolismo de proteínas; importante para la salud del sistema inmunitario; ayuda en la absorción
del hierro
Se encuentra solamente en frutas y verduras, especialmente cítricos, verduras
crucíferas (repollo, brócoli, por ejemplo),
melón (cantalupo), fresas, pimientos, tomates, papas, lechuga, papayas, mangos
y kiwis
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
69
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
V I TA M I N A S H I D R O S O L U B L E S
NUTRIENTE
FUNCIÓN
FUENTES
Vitamina A
(y su precursor,
betacaroteno)
*El organismo
convierte el
precursor en
vitamina.
Necesaria para la vista, piel y membranas mucosas saludables, crecimiento de los huesos y los dientes,
salud del sistema inmunitario
Vitamina A de origen animal (retinol): leche fortificada, queso, crema, mantequilla, margarina
fortificada, huevos, hígado.
Betacaroteno (de origen vegetal): verduras
de hojas verdes, frutas (damascos o albaricoques; melón cantalupo) y verduras de color
naranja oscuro (zanahorias, calabaza invernal,
camotes o batatas, calabaza)
Vitamina D
Necesaria para la absorción adecuada de calcio; se almacena en los
huesos
Yemas de huevo, hígado, pescados grasosos,
leche fortificada, margarina fortificada. Con exposición a la luz solar, la piel puede elaborar
vitamina D
Vitamina E
Antioxidante; protege las paredes
celulares
Aceites vegetales poliinsaturados (soya, maíz,
semilla de algodón, cártamo); verduras de hojas verdes; germen de trigo; productos de grano integral; hígado, yemas de huevo; nueces
y semillas
Vitamina K
Necesaria para una buena coagulación de la sangre
Verduras de hoja verde como col rizada, coles y espinacas; verduras de color verde como
brócoli, coles de Bruselas y espárragos; también producida en los intestinos por bacterias
¿Qué función tienen las biomoléculas
orgánicas en la nutrición de los organismos?
¿Tenemos una nutrición balanceada?
¿Sabías que debemos tomar 8 vasos de agua al día para estar saludables? ¿Solo
agua es suficiente? Y ¿qué alimentos debemos consumir? Existen tablas para determinar la composición nutricional de los alimentos.
El plato del bien comer es la guía alimentaria del mexicano, es también una herramienta educativa para evitar problemas de nutrición que pueden afectar gravemente nuestra salud como diabetes, obesidad, diversos cánceres, trastornos como la
bulimia y la anorexia, entre otros.
•
70
BIOLOGÍA I
Frutas y verduras: son productos como espinaca, nopales, brócoli, zanahoria,
aguacate, chile, jitomate, naranja, manzana, fresa, melón y papaya. Aportan vitaminas y minerales, y son los que deben consumirse en mayor cantidad pues,
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
de acuerdo con recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), es necesario ingerir
cinco raciones por día (cada ración equivale a una
pieza o una taza, aproximadamente).
•
Cereales y tubérculos: se trata de alimentos como
papa y camote, además de pan, pasta, galletas y
granos (maíz, trigo, avena o arroz), mismos que, de
preferencia, deben consumirse con cascarilla (integrales). Proporcionan carbohidratos, vitaminas y minerales, y deben incluirse en la dieta diaria en cantidad suficiente, es decir, 3 o 4 raciones en promedio
(cada ración consta de dos tortillas, una rebanada
o pieza mediana de pan, 3/4 de taza de cereal para
desayuno con fibra o media taza de papa).
•
Leguminosas y alimentos de origen animal: incluye a la leche y sus derivados, carne, pollo, pescado y
huevo, además de frijol, haba, lenteja o garbanzo. Nos dan proteínas, vitaminas
y minerales, y se deben incluir aproximadamente 3 raciones por día (cada una
de 100 gramos de carne, 120 de pescado o 3/4 de taza de legumbres).
Fig. 57
Fig. 58
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
71
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
ACTIVIDAD 2
Cierre
Por equipos escojan un platillo y como actividad extraclase analícenlo, consultando alguna página de información nutrimental como la presentada arriba, donde escribes el nombre del alimento (en este caso, el ingrediente para
preparar el platillo) y aparece la información nutrimental.
Realicen una muestra gastronómica donde identifiquen las biomoléculas orgánicas en alimentos naturales, presentando su platillo, dándolo a degustar al
resto de sus compañeros (tiene que ser un platillo sano que se pueda incluir
en la dieta balanceada). Si no es posible realizar la degustación en el salón de
clases, el equipo se puede reunir extraclase, elaborar el platillo y elaborar el
reporte de la actividad, realizando una presentación en PowerPoint donde se
incluya lo siguiente:
•
Requerimientos nutrimentales según la edad y sexo de los integrantes
del equipo.
•
El nombre del platillo y su contenido nutrimental con relación a carbohidratos, lípidos y proteína.
•
Los materiales y utensilios.
•
Los ingredientes a utilizar.
•
El procedimiento paso a paso para su elaboración con fotografías.
•
Fotografías del equipo degustando el platillo.
•
Una reflexión sobre la importancia de una buena alimentación.
Comenten los resultados de su trabajo en plenaria y mencionen una lista de
productos naturales ricos en biomoléculas, necesarias para tener una dieta
equilibrada que ayude a su salud.
•
Página de consulta para calculadora nutricional:
http://www.dietas.net/tablas-y-calculadoras/tabla-de-composicion-nutricional-de-los-alimentos/
•
Página de consulta:
http://www.seh-lelha.org/calena.aspx
También existen formas para calcular los requerimientos nutrimentales de
una persona y la composición en biomoléculas que un alimento posee con
los siguientes programas:
Mi dietario: es una calculadora dietética con información nutricional de más
de 500 alimentos, especificando sus macronutrientes, calorías, proteínas, grasas e hidratos de carbono de cada alimento, así como información adicional,
72
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
cuenta con valores minerales y el IG (índice glucémico).
http://www.tupincho.net/foro/tabla-para-calculo-de-carbohidratos-y-proteinas-dietas-t18047-320.html?mobile=on
https://cronometer.com/
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs270/es/
Se recomienda revisar extraclase, de manera individual, el siguiente
documental:
•
Food matters (Directores: James Colquhoun y Laurentine Bosch diez):
http://www.youtube.com/watch?v=lNGo1QRnVJs
ÁCIDOS NUCLEICOS
En todos los seres vivos existe una marca imborrable que nos distingue de otro.
Esta marca es nuestro material genético, del cual existen dos tipos: ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).
¿Por qué existen semejanzas entre
los miembros de una familia?
¿Cómo se determinan las características que tiene cada ser vivo?
OBSERVA LAS SIGUIENTES IMÁGENES:
Fig. 59
Fig. 60
Fig. 61
Fig. 62
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
73
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Contesta las siguientes preguntas de manera individual. Al terminar, comenten en
plenaria sus respuestas.
1. ¿Qué es el ADN?
2. ¿Qué significa el término ARN?
3. ¿Conoces los compuestos que forman al ADN? ¿Cuáles son?
Lee con atención la siguiente lectura y escucha la explicación del profesor,
contesta los ejercicios que se que encuentran al final. Comenta tus respuestas en clase realizando una autoevaluación y corrección de los mismos, de
ser necesario.
De acuerdo a su composición química, los ácidos nucleicos se clasifican en ácido
desoxirribonucleico (ADN) que se encuentran residiendo en el núcleo celular y algunos orgánulos, y en ácido ribonucleico (ARN) que se encuentra en el nucléolo y
actúa en el citoplasma. A las unidades químicas que se unen para formar los ácidos
nucleicos se les denomina nucleótidos y al polímero se le denomina polinucleótido
o ácido nucleico.
Los nucleótidos están formados por una base nitrogenada, un grupo fosfato y un azúcar: ribosa
en caso de ARN y desoxirribosa en el caso de
ADN.
Fig. 63
74
BIOLOGÍA I
Las bases nitrogenadas son las que contienen
la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el
esqueleto del polinucleótido. En el caso del ADN,
las bases son dos purinas y dos pirimidinas. Las
purinas son A (Adenina) y G (Guanina). Las pirimidinas son T (Timina) y C (Citosina). En el caso
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
del ARN también son cuatro bases, dos purinas y dos pirimidinas. Las purinas son
A y G y las pirimidinas son C y U (Uracilo).
BASES NITROGENADAS
El conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos permitió el esclarecimiento del código genético, la
determinación del mecanismo y control de la síntesis
de las proteínas y el mecanismo de transmisión de la
información genética de la célula madre a las células
hijas.
ESTRUCTURA DEL ADN
Fig. 64
El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia el centro, perpendiculares
al eje de la molécula (como los peldaños de una escalera caracol) y las unidades
azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como las barandas de una escalera caracol).
El ADN, ácido desoxirribonucleico,
está formado por la pentosa desoxirribosa, el ácido fosfórico y las bases citosina, timina, adenina y guanina. Es
la sustancia responsable de la herencia biológica en todos los seres vivos,
a excepción de muchos virus, en los
que este papel lo desempeña el ARN.
La información genética está almacenada en moléculas de ADN. Esta información se transmite mediante un flujo
unidireccional, que va del ADN hacia
el ARN y de este a las proteínas. Este
enunciado constituye el dogma central
de la Biología y fue expresado por el
científico inglés Francis Crick, famoso
además por proponer junto a James
Fig. 65
Watson un modelo de estructura para
el ADN y por ganar el Premio Nobel en 1962 por ese trabajo.
A diferencia del ADN, las moléculas de ARN son un filamento simple de una sola
cadena y no suelen formar dobles hélices.
El ARN está compuesto por tres sustancias: ácido fosfórico, un monosacárido del
tipo pentosa (la ribosa) y cuatro bases nitrogenadas cíclicas: adenina, uracilo, guanina y citosina. La unión de la base nitrogenada con la pentosa forma un nucleósido,
el cual al unirse con el ácido fosfórico da un nucleótido; la unión entre sí en enlace
diéster da el polinucleótido, en este caso el ácido ribonucleico. En algunos virus, el
ARN es el material de la herencia y experimenta autoduplicación; pero básicamente
se encuentra en los ribosomas (ácido ribonucleico ribosómico) y como ácido de
transferencia y mensajero. Una célula típica contiene 10 veces más ARN que ADN.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
75
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
Fig. 66
Fig. 67
Se distinguen tres tipos de ARN en función, sobre todo, de sus pesos moleculares.
76
ARN MENSAJERO
(ARNm)
ARN DE TRANSFERENCIA
(ARNt)
ARN RIBOSÓMICO
(ARNr)
Se caracterizan por ser
los portadores directos
de la información genética desde el núcleo a los
ribosomas
citoplasmáticos. Se sintetiza sobre un
molde de ADN por el proceso de transcripción por
el cual se copia el ARN a
partir del molde del ADN,
pasa al citoplasma y sirve
de pauta para la síntesis
de proteínas (traducción).
Aunque se sintetizan en
el núcleo, los ARNt son
elaborados rápidamente
y utilizados en el citoplasma. Entre las funciones
del ARNt, destaca el transporte de aminoácidos a los
polirribosomas (complejo
ribosomas-ARNm),
así
como la traducción del código genético del ARNm.
Son cadenas cortas de
una estructura básica, que
pueden unirse específicamente a determinados
aminoácidos.
Está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la síntesis de proteínas. Constituye
el 80% del ARN celular total y tienen la propiedad de
que son metabólicamente
estables. Esta estabilidad,
indispensable para el funcionamiento repetido del
ribosoma, está incrementada por su estrecha relación
con las proteínas ribosómicas. Su función es leer los
RNAm y formar la proteína
correspondiente.
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
EVALUACIÓN
•
Contesta las siguientes preguntas de repaso en tu cuaderno; al terminar, en plenaria, comenten sus respuestas.
1. ¿Cuál es la función del ADN?
2. ¿Qué forma presenta el ADN?
3. ¿Qué es un nucleótido de ADN?
4. ¿Cuáles son las bases nitrogenadas del ADN?
5. ¿Cuáles son los componentes del ARN?
6. ¿Cuál es la función del ARN?
•
Escribe el nombre de los componentes de la molécula de ADN.
1
1
2
3
4
5
6
Fig. 68
•
De manera individual, realiza la siguiente actividad que integra los conocimientos
analizados en el presente bloque.
1. Son componentes de estructuras sólidas como huesos y dientes.
A) Sales minerales precipitadas
B) Sales minerales disueltas
C) Iones de sodio y cloro
D) Iones unidos a moléculas orgánicas
2. Monosacárido principal fuente de energía de los seres vivos.
A) Ribosa
B) Desoxirribosa
C) Glucosa
D) Galactosa
3. Disacárido formado por una glucosa y una fructosa.
A) Sacarosa
B) Maltosa
C) Lactosa
D) Trehalosa
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
77
Bloque II
COMPONENTES QUÍMICOS DE LOS SERES VIVOS
4. Tipo de lípidos más conocidos por su participación en la composición de
los sistemas membranosos de las células.
A) Triglicéridos
B) Fosfolípidos
C) Colesterol
D) Hormonas
5. Son moléculas de largas cadenas de subunidades llamadas nucleótidos.
A) Ácidos nucleicos
B) Triglicéridos
C) Fosfolípidos
D) Proteínas
ACTIVIDAD INTEGRADORA CIERRE
Con la información sobre bioelementos y biomoléculas estudiada anteriormente, elabora en tu cuaderno u hojas blancas el siguiente cuadro integrador. Comenten en clase los aspectos sintetizados sobre los bioelementos y
biomoléculas.
78
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
Competencias
genéricas
5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a
problemas a partir de métodos establecidos.
CG 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo cómo cada uno de sus
pasos contribuye al alcance de un objetivo.
CG 5.5 Sintetiza evidencias obtenidas mediante la
experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas.
8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
CG 8.3 Asume una actitud constructiva, congruente con los conocimientos y habilidades con los que
cuenta dentro de distintos equipos de trabajo.
disciplinares básicas
CDBE 3. Identifica problemas, formula preguntas de carácter científico y plantea las hipótesis necesarias para responderlas.
CDBE 4. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter
científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes.
CDBE 8. Explica el funcionamiento
de máquinas de uso común a partir de nociones científicas.
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
PROPÓSITO DEL BLOQUE
Define a la célula como la unidad funcional y fisiológica de los
seres vivos, relacionando sus componentes con la homeostasis,
producción y gasto energético, de acuerdo con su nivel de
organización, para explicar tanto sus procesos internos como
organismos de su entorno.
INTERDISCIPLINARIEDAD
TRANSVERSALIDAD
●● Física I
●● Eje transversal social
●● Matemáticas III
●● Eje transversal de la salud
●● Eje transversal ambiental
●● Eje transversal de habilidades lectoras
APRENDIZAJES ESPERADOS
●
Demuestra la importancia de la célula como elemento fundamental de los seres vivos, identificando los diferentes tipos de estas y su ubicación dentro del entorno natural.
●
Ilustra los procesos metabólicos de la célula, así como los tipos de nutrición existentes en
los organismos, reflexionando su relación con la obtención de energía que necesitan los
seres vivos para realizar sus actividades cotidianas.
CONOCIMIENTOS
●● Teoría celular
•
Tipos de células:
Célula procarionte
Célula eucarionte
●● Estructura y función de:
•
Núcleo
•
Citoplasma
•
Organelos con y sin membrana
●● Aspectos relacionados con el metabolismo:
•
Anabolismo y catabolismo
•
Energía, ATP y enzimas
•
Fotosíntesis, quimiosíntesis
•
Respiración celular y fermentación
HABILIDADES
●● Describe el concepto
de célula, sus características, estructura y
función como parte de
un ser vivo.
●● Muestra interés y participa
de manera colaborativa.
● ● Distingue los procesos metabólicos celulares para la producción y transferencia
de energía.
●● Expresa ideas y conceptos favoreciendo su
creatividad.
●● Identifica los tipos de
nutrición existente en
los organismos.
●● Formas de nutrición:
•
80
Autótrofos y heterótrofos
BIOLOGÍA I
ACTITUDES
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
●● Privilegia al diálogo para
la construcción de nuevos conocimientos.
●● Participa con una postura crítica reflexiva.
●● Actúa de manera consciente y congruente.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Realiza una consulta general de tus conocimientos que has aprendido en secciones anteriores y que te permitirán estudiar este bloque. Comenten sus respuestas a través de una
lluvia de ideas y escuchen la retroalimentación de su profesor con respeto y atención.
1. ¿Qué es una célula?
2. ¿Qué tipos de células existen?
3. ¿Qué funciones realiza?
INTRODUCCIÓN
La célula, como unidad de vida fundamental, es la encargada de llevar a cabo todas las funciones de los seres
vivos, ya que esta misma se alimenta, respira, crece, se
mueve, trabaja y se reproduce. La suma de todas las funciones que realiza un organismo o una célula recibe el
nombre de metabolismo y para que todas estas se lleven
a cabo, el ser vivo o la célula requieren materia y energía.
La célula ha atrapado la atención de muchos investigadores a lo largo del tiempo. Lógicamente, sus investigaciones han permitido comprender de qué están hechos
los seres vivos, el funcionamiento del cuerpo, el origen
de las enfermedades, los procesos de reproducción, la
forma en que se produce el envejecimiento, por mencionar algunos aspectos de la vida.
Fig. 69
Fig. 70
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
81
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
PARA INICIAR, REFLEXIONA
¿Cómo es que los diferentes organismos vivientes, plantas, hongos, animales, etc.
al ser tan diversos pueden estar todos formados por células? Las células que forman a los organismos vivos son muy similares en cuanto a su composición y en
algunas estructuras internas, sus organelos intracelulares poseen las mismas funciones. Entonces, ¿por qué los organismos son tan diferentes entre sí?
ACTIVIDAD 1
Después de leer el texto reflexiona y menciona las aportaciones de los científicos sobre la célula e importancia de la misma.
82
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 2
Actividad experimental
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
LA CÉLULA, UNIDAD FUNDAMENTAL DE LA VIDA
PROPÓSITO: confirmar que, a pesar de la diversidad de forma y tamaño, la unidad
básica de los seres vivos es la célula.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿Cuál es la unidad fundamental que constituye a todo ser vivo?
PLANTEA TU HIPÓTESIS:
MATERIAL
•
Preparaciones fijas de tejidos vegetales y animales y de organismos unicelulares
•
Microscopio
•
Portaobjetos
•
Cubreobjetos
•
Aguja de disección
•
Gotero
PROCEDIMIENTO
1. En la práctica, observarás al microscopio mínimo tres preparaciones: una de
tejido animal, una de tejido vegetal y una de algún organismo unicelular.
2. Los tejidos son pluricelulares, por lo que fijarás tu atención en una sola célula. Reconoce su membrana, su protoplasma y su núcleo. Observa su unión
con otras células. Observa al organismo unicelular y reconoce también en él su
membrana, protoplasma y núcleo.
3. Elabora un esquema de las tres diferentes células observadas y marca sus componentes.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
83
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
Esquemas o ilustraciones
TEJIDO ANIMAL
TEJIDO VEGETAL
ORGANISMO UNICELULAR
1. Anota tus observaciones (describe lo que dibujaste).
2. Registra los resultados o conclusiones obtenidos de tu observación.
3. Contrasta los resultados obtenidos en el experimento con la hipótesis previa y
anota las conclusiones. ¿Comprobaste tu hipótesis?
Contesta las siguientes preguntas y coméntalas con tus compañeros al finalizar la
actividad.
1. ¿Qué semejanzas encontraste entre las tres células observadas?
2. Cita dos diferencias.
84
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
3. ¿Por qué se considera a la célula como la unidad básica de la vida?
INSTRUMENTO DE AUTOEVALUACIÓN
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguientes
cuestionamientos.
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
A S P E C T O S A E VA L U A R
GRUPO:
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo
de trabajo del laboratorio y colaboro
en la realización de la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del
laboratorio utilizando con cuidado el
material del laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude
comprobar respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y
conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en
el laboratorio.
Contesto correctamente el
cuestionario.
●● TOTAL
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
85
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
LECTURA
APRENDE MÁS
TEORÍA CELULAR
Entre los años 1938 y 1939, dos científicos alemanes, el botánico Matthias Schleiden y el zoólogo
Theodor Schwann, concluyeron que todas las plantas y animales estaban formados por células
(Solomon, 2012).
Posteriormente, los trabajos de Rudolf Virchow propusieron que la célula tenía la capacidad de
dividirse para formar dos células hijas de idénticas cualidades. El trabajo integrado de estos tres
científicos contribuyó en gran medida a la construcción de un concepto universal en el que se postula lo siguiente:
•
Las células son la unidad básica de organización y función de la vida en todos los organismos.
•
Todas las células proceden de otras células.
La conclusión de los estudios de August Weismann (Solomon, 2012) sobre las similitudes y características que comparten todas las células, le permitió proponer lo siguiente:
•
Todas las células tienen un antepasado común y un origen único.
A estos conocimientos se les denomina en su conjunto “teoría celular”. De esta se desprende que
la organización de las células de todo tipo es básicamente la misma; que el pequeño tamaño así
como los procesos que se desarrollan al interior de la célula, le permiten mantener la homeostasis, es decir, un equilibrio interno, el cual se debe a que la célula puede intercambiar sustancias
del espacio intracelular al espacio extracelular y viceversa por medio de una membrana llamada
membrana plasmática o citoplasmática, la cual es una estructura distintiva que rodea a cada célula
y la convierte en un compartimento cerrado, en el que se resguardan el líquido y las estructuras
intracelulares. El tamaño y la forma de la célula se adaptan a la función que realiza, como ejemplos
podemos mencionar los siguientes:
•
Los leucocitos (células blancas de la sangre y parte fundamental del sistema inmunológico)
cambian de forma para poder deslizarse por los vasos capilares que son más pequeños que
sus diámetros ordinarios.
•
Los espermatozoides tienen una cola larga a manera de látigo, la cual se agita para facilitarles
la locomoción.
•
Las neuronas poseen prolongaciones llamadas axones por los cuales el estímulo nervioso puede recorrer grandes distancias en el interior de la misma célula.
Para saber más...
Las células deben ser lo suficientemente pequeñas para que las funciones que realiza la membrana celular sean eficientes, el tamaño en el que se encuentran la mayoría de las células está en el orden de los 10 mm a los 100 mm (mm = micrómetro,
que equivale a una milésima parte de un milímetro).
Fig. 71
86
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
SITUACIÓN DIDÁCTICA
APLICA LO APRENDIDO
ACTIVIDAD 3
Lee el siguiente texto adaptado de la historia de la teoría celular definida por
Berón (2006); posteriormente elabora un informe escrito.
LECTURA
HISTORIA DE LA TEORÍA CELULAR
Como lo comenta Berón, los descubrimientos biológicos aumentaron cuando la tecnología de imágenes se volvió más sofisticada.
Las células fueron vistas por primera vez y descritas por algunos de los microscopistas
de principios del siglo XVII. El naturalista holandés A. Van Leeuwenhoek (1632-1723),
investigó los más variados objetos, con ayuda de los cristales de aumento que él mismo elaboró. Construyó microscopios que regaló a entidades científicas; era un agudo
observador y comunicaba sus observaciones a la Real Sociedad Científica de Londres.
En 1675, por medio del microscopio, un alumno de Leeuwenhoek descubrió que en el
semen humano existían innumerables corpúsculos, sumamente pequeños y móviles,
como “supuestos animalitos”. Eran los espermatozoides. Leibniz, filósofo alemán aficionado a la Biología, se dejó impresionar por este descubrimiento con la idea de que
estos “animalitos” existían en todas partes.
De igual manera, comenta Berón que otros científicos de la época como el naturalista
Buffon (1707-1788), pensaban que los seres microscópicos eran moléculas vivientes,
las cuales se agrupaban mediante un proceso desconocido para constituir organismos
superiores que podían observarse a simple vista.
Las ideas filosóficas, junto con la experiencia y la observación a través del microscopio,
fueron la fuente de donde provino la teoría de que en el cuerpo animal y vegetal aparecen pequeños “poros”, ahora conocidos como células.
Estas células ya se conocían en el siglo XVIII, Malpighi, Hooke y Grew reconocieron
que el tejido de la planta se compone de huecos limitados por “tabiques fijos”, estos
eran las células.
Berón hace referencia en su texto que durante más de cien años permaneció intacta
dicha teoría, hasta que Wolff, profesor de Filosofía, intentó profundizarla mediante la observación de las plantas, cuyo cuerpo consideró que se parecía a un líquido espumoso
y que el tejido animal estaba compuesto de minúsculas “esferas”.
Lo sorprendente es que los microscopios de aquella época eran rudimentarios, pero
hacia 1807 ya se empezaron a emplear microscopios con aumentos de 180 a 400 diámetros. En 1837, Meyen observó los órganos vegetales a 500 aumentos, y desde 1840
el microscopio ya era de uso común.
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87
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
EL NACIMIENTO DE LA TEORÍA CELULAR
La palabra “célula”, comenta Berón, fue utilizada por primera vez por el botánico inglés
Robert Hooke para designar las primeras cámaras o alveolos que había observado al estudiar al microscopio delgadas láminas de tejidos vegetales. El libro Micrographía (1665)
de Robert Hooke contiene algunos de los primeros dibujos nítidos de células vegetales,
basados en las observaciones de algunas secciones finas de “corcho” (corteza o cubierta
exterior de cualquier planta leñosa). Pero Hooke nunca llegó a imaginar el verdadero significado de aquellas células; solamente había percibido su estructura, su esqueleto. No
sería hasta mediados del siglo XIX que dos científicos alemanes, Schleiden y Schwann,
descubrirían la naturaleza celular de la materia viva.
En su texto, Berón nos refiere cómo los primeros microscopistas realizaron observaciones que documentaron en textos que hoy tienen un gran valor histórico, tal es el caso
del botánico inglés R. Brown quien, en 1833, descubrió en diferentes células vegetales
estructuras parecidas a un “granito”, que hoy sabemos, es el núcleo. Posteriormente,
Schleiden se esforzó por demostrar que las células se forman de este núcleo.
Esto ocurría en 1838, año en que Schleiden había publicado una breve memoria en la
que se describía el desarrollo del bolso embrionario de diversas plantas y en la que se explicaba la independencia de las células que componen el organismo y la función directora
del núcleo. A raíz de esta observación, Schwann se dedicó a descubrir la composición
celular de los tejidos animales y a localizar los núcleos de las diferentes células.
Al año siguiente, Schwann publicó una memoria en la que exponía todas las bases de la
teoría celular, en la que exponía que el que un organismo complejo se desarrolla a partir
de células.
Tanto Schleiden como Schwann afirmaban que el organismo era un agregado de otros
seres de orden inferior; y a través del estudio de muchos tipos de tejidos en sus campos
respectivos llegaron a la conclusión de que la célula es la unidad estructural básica y fundamental de los seres vivos. Es importante destacar del texto de Berón que integra los
postulados vigentes de la teoría celular cuando menciona que la base de la teoría celular
es: “Todo organismo vivo está constituido por una o por una multitud de células”.
La teoría celular, tal como se le considera hoy, puede resumirse en los siguientes
principios:
1.Unidad estructural: todos los organismos están compuestos de
células.
2.Unidad fisiológica: las reacciones metabólicas de un organismo
se realizan en las células.
3.Unidad de origen: las células provienen sólo de otras células preexistentes.
Fig. 72
4.Unidad genética: las células contienen el material hereditario.
Página para consulta:
https://1.bp.blogspot.com/_kN86DVmR3fY/TLmya_8avZI/AAAAAAAAAE0/3GkKPUisglI/s1600/RESE%C3%91A+HISTORICA+TEORIA+CELULAR.jpg
88
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LÍNEA DE TIEMPO DEL PROCESO HISTÓRICO QUE DIO ORIGEN A
LA TEORÍA CELULAR Y OTROS ACONTECIMIENTOS POSTERIORES
Fig. 73
AUTOEVALUACIÓN
En la siguiente clase, comenten su trabajo con el resto de sus compañeros, realicen una
autoevaluación. Con ayuda del profesor verifiquen si incluyeron toda la información requerida y entre todo el grupo, contesten la siguiente tabla.
TEORÍA CELULAR
POSTULADOS
1
Unidad estructural:
2
Unidad fisiológica :
3
Unidad de origen:
4
Unidad genética:
EXPLICACIÓN
TIPOS CELULARES: PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Fig. 74
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
89
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
TIPOS CELULARES
Hace aproximadamente 3500 millones de años, cuando nuestro planeta desarrolló características adecuadas para la vida, aparecieron las primeras células, las cuales eran
muy simples, constituidas sólo por un poco de material genético, unos cuantos ribosomas delimitados por una membrana muy básica y una pared celular que les protegía del
medio físico-químico hostil en el que se desarrollaban. Estos organismos unicelulares
proliferaron por mucho tiempo, ya que los registros fósiles en los que se encuentran
células más complejas datan de hace 1500 millones de años, estas “nuevas” células
tenían una estructura más compleja, ya que contaban con múltiples organelos intracelulares, así como núcleos bien definidos, pero ¿cómo sucedió esto?, ¿cómo las células
primitivas se transformaron en células más elaboradas?
Estas preguntas las responde la teoría endosimbiótica.
PARA SABER MÁS...
TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Para explicar la complejidad de las células eucariotas, Lynn Margulis propuso
en 1968 la teoría de la endosimbiosis, la
cual explica que hace unos 2500 millones
de años, el ambiente de nuestro planeta
ya contenía un volumen considerable
de oxígeno y algunas células primitivas
habrían adquirido la capacidad de usar
este elemento para obtener energía y
fueron fagocitados por células de mayor
tamaño, sin que existiera una digestión
posterior de ellas. Así, las pequeñas células que podían utilizar el oxígeno para realizar su
metabolismo se transformaron
en organelos de las células de
mayor tamaño, dando lugar a lo
que hoy se conoce como “mitocondria y cloroplasto”. Para el caso de la mitocondria se
postula que su precursora fueron las bacterias aeróbicas y por su parte los cloroplastos,
tuvieron su origen a partir de las cianobacterias. Margulis propone que la endosimbiosis
se dio en una serie de pasos evolutivos, en los que las bacterias al incorporarse entre
sí, dieron origen a los otros cuatro reinos: fungi, protista, animales y plantas. Los pasos
a los que se refiere son tres y se denominan incorporaciones.
DESCUBRIMIENTO DE CÉLULAS CON Y SIN NÚCLEO
Los primeros microscopistas observaron que los diversos tipos de tejido estaban siempre constituidos por células, situación que asentaron mediante dibujos detallados en los
documentos que evidenciaban sus observaciones, encontraron también que dentro de
las células había pequeños cuerpos, de los cuales uno sobresalía por su tamaño y al
cual denominaron “karyon” o núcleo; sin embargo, no fue hasta 1925 cuando el biólogo
90
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 75
francés Adeudar Chatton propuso una
clasificación para diferenciar los diversos organismos que hasta ese entonces se habían descubierto, denominó
a las células que contenían núcleo “eucariotas” y las células que no lo contenían “procariotas”.
Hoy conocemos mucho sobre los diferentes tipos de células, sus similitudes
y sus diferencias. A continuación, te
presentamos una tabla en la que puedes comparar características de las
células eucariotas y procariotas.
*Existen casos excepcionales de células que requieren ser medidas en centímetros.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA PROCARIOTA
Los organismos procariontes son los más antiguos que se conocen, existen en la Tierra
desde hace más de 3500 millones de años.
El microscopista holandés, Antón van Leeuwenhoek
observó bacterias y otros microorganismos en 1674,
cuando estudiaba una gota de agua de un lago al microscopio.
A mediados del siglo XIX se identificó que algunas
bacterias causaban enfermedades como infecciones
respiratorias, gastrointestinales, la tuberculosis, el tétanos, etc.
Sin embargo, una pequeña minoría de bacterias son
nocivas, el resto desarrolla actividades muy importantes en los ecosistemas que tienen relación con la descomposición y desintegración de moléculas orgánicas en sus componentes básicos,
también participan en relaciones simbióticas con otros organismos. Tal es el caso de
la flora intestinal del ser humano, en la que las bacterias facilitan la degradación de los
alimentos a sus biomoléculas más simples para su posterior utilización.
Fig. 76
Las procariotas son células bien diferenciadas que poseen dos formas comunes, esféricos, conocidos como cocos, y forma de bastón denominados bacilos.
Generalmente, las células procariotas son más pequeñas que las células eucariotas.
En efecto, el diámetro de la célula procariota es de un décimo del de la célula eucariota.
La célula procariota se caracteriza porque en su interior no existen membranas que
delimiten espacios intracelulares, no contiene una membrana nuclear.
En este tipo de células se identifica una zona nuclear o nucleoide, en donde se ubica el
ADN el cual está dispuesto como un cúmulo de material genético, sin embargo, todas
las células procariotas poseen algunas estructuras comunes.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
91
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
Citoplasma
El citoplasma es sumamente denso en las células procariotas, contiene múltiples ribosomas, glucógeno, lípidos y compuestos de fosfato. Aunque los organelos delimitados
por membranas en estas células están ausentes, la membrana plasmática se pliega
para generar áreas con funciones específicas, las cuales pueden estar asociadas a las
enzimas que se requieren para realizar las funciones metabólicas de la célula.
Membrana plasmática
De la misma manera que las células eucariotas, las células procariotas tienen una
membrana plasmática que rodea a la célula. Esta membrana delimita el contenido de la
célula en un compartimento interno.
Pared celular
La mayoría de las células procariotas poseen paredes celulares, que son estructuras
extracelulares que rodean completamente a la célula, incluida la membrana plasmática; son estructuras generalmente compuestas por polisacáridos que le dan rigidez y le
sirven de protección. Esta capa protectora le confiere una cualidad peculiar a algunas
células procariotas, la de entrar en periodo de latencia al perder agua y mantenerse así
hasta que encuentre un ambiente adecuado para vivir. A la célula, durante este periodo
de latencia, se le denomina endoespora.
Fimbrias
Un gran número de procariotas contiene unas proyecciones similares a pelos denominadas fimbrias, que tienen la función de fijación a los tejidos o superficies orgánicas de
las que se puede sostener la célula.
Pilis
Son proyecciones en forma de pelos, que se utilizan en la fijación entre una célula y otra
durante el proceso de reproducción sexual, conocida como conjugación. En algunos
casos pueden ser empleados como estructuras de locomoción.
Flagelos
Muchos procariotas poseen flagelos, los cuales son estructuras largas que se proyectan desde la superficie celular, funcionan como extensiones propulsoras que facilitan
la locomoción, generalmente son muy largos con respecto al cuerpo de la célula y se
estimulan por procesos quimiotácticos.
ACTIVIDAD 4
De manera individual observa los siguientes esquemas y describe en el cuadro comparativo los componentes básicos y diferencias estructurales entre
las células procariota y eucariota, realiza el cuadro en tu cuaderno. Al terminar, intercambia tu cuadro comparativo con un compañero y realiza una coevaluación con el apoyo del profesor.
92
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
COMPONENTES BÁSICOS DE LAS CÉLULAS
CÉLULA EUCARIOTA VEGETAL
Fig. 77
TIPO DE
CÉLULA
COMPONENTES
BÁSICOS
(COMUNES)
DIFERENCIAS
ESTRUCTURALES
EJEMPLOS:
Procariota
Eucariota
Puedes encontrar un cuadro comparativo de apoyo en la página:
http://img147.imageshack.us/img147/2860/celproeucen6.jpg
Célula procariota y eucariota:
http://manolobiologia.blogspot.mx/2013/06/tema-5-biologia.html
CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL
C É L U L A E U C A R I O TA
O B S E R VA L A I M A G E N Y U B I C A
EL NOMBRE DE CADA ORGANELO.
CÉLULA ANIMAL
1. Núcleo
2. R.E. Rugoso
3. R.E.Liso
4. Membrana plasmática
5. Membrana nuclear
6. Ribosomas
7. Aparato de Golgi
8. Mitocondria
9. Vacuolas
10. Nucléolo
11. Lisosomas
Fig. 78
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93
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
C É L U L A E U C A R I O TA
O B S E R VA L A I M A G E N Y U B I C A
EL NOMBRE DE CADA ORGANELO.
C É L U L A AVNEIG
ME
ATLA L
1. Núcleo
2. R.E. Rugoso
3. R.E.Liso
4. Membrana plasmática
5. Membrana nuclear
6. Ribosomas
7. Aparato de Golgi
8. Mitocondria
9. Vacuola
10. Nucléolo
11. Lisosomas
12. Pared celular
Fig. 79
13. Cloroplastos
Bibliografía recomendada:
-Velázquez Marta, 2010, México, Editorial ST.
-Baileyi León, 2011, México, Editorial Oxford.
Página web recomendada:
http://www.sld.cu/galerias/pdf/sitios/histologia/celulaeucariota1-10_1.pdf
A N O TA L A S D I F E R E N C I A S E N T R E :
CÉLULA
94
BIOLOGÍA I
ANIMAL
C É L U L A V E G E TA L
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LA CÉLULA EUCARIOTA
La característica principal de las células eucariotas es que
contiene organelos bien delimitados por membranas, de
los que sobresale el núcleo. Cada uno de estos tiene una
función bien definida dentro del metabolismo intracelular.
En esta clasificación encontramos las células animales y
las vegetales.
Citoplasma
Los primeros biólogos creían que la sustancia que se encontraba al interior de la célula y que rodeaba el núcleo era
homogéneo; sin embargo, la tecnología ha logrado perfeccionar los microscopios y, gracias a ellos, hoy sabemos
que el líquido intracelular, llamado citosol, contiene una
gran cantidad de organelos especializados en producir
energía, fabricar membranas, empaquetar proteínas, un
sistema muy elaborado de redes de distribución y estructura, e incluso hasta un sistema de autodestrucción. Al citosol y a los organelos que se
encuentran suspendidos en él se les denomina en su conjunto citoplasma.
Fig. 80
Membrana plasmática
La membrana plasmática le confiere a las células eucariotas una gran variedad de
posibilidades en tanto a función y estructura, además de delimitar los espacios intracelulares, también realiza funciones metabólicas muy importantes, como mantener la
homeostasis, transportar al espacio intracelular un gran número de moléculas indispensables para las funciones celulares, mantener los sistemas de señalización extracelular
mediante una gran cantidad de proteínas que funcionan como receptores, transportadores y mediadores de la comunicación intercelular.
Núcleo
El núcleo es por mucho el organelo intracelular más prominente, está bien delimitado
por una doble membrana, que a cada cierto intervalo se adosa entre sí mediante proteínas de inclusión para formar pequeños poros nucleares.
Ribosomas
Son estructuras celulares conformadas por ARN y proteínas. Tienen la función de ser el
sitio en el cual se producen las proteínas para cubrir la demanda de estas moléculas en
el metabolismo celular. Es importante mencionar que los ribosomas de células eucariotas tienen un tamaño mayor comparados con los de células procariotas.
Retículo endoplásmico
Junto a la membrana nuclear se encuentra uno de los organelos más prominentes de
las células, el retículo endoplásmico. Es una gran estructura de túbulos membranosos
aplanados distribuidos sobre el citosol celular, que sirve principalmente para el transporte intracelular de moléculas a través de unas bolsitas de membranas llamadas vesículas, además de ser el sitio de producción de otras. Se conocen dos tipos de retículo
endoplásmico, el liso y el rugoso.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
95
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
Retículo endoplásmico liso (REL)
En el REL se producen lípidos y carbohidratos, es el sitio en el que se sintetiza colesterol para el mantenimiento y formación de membranas celulares, también se producen hormonas y se degradan sustancias de almacenamiento de energía como el
glucógeno. Las enzimas ubicadas en el interior del REL degradan sustancias carcinógenas, así como alcohol y otras sustancias, de manera que en las células de tejidos
especializados en el metabolismo de estas sustancias, como las del hígado, el REL
está muy desarrollado.
Retículo endoplásmico rugoso (RER)
El RER es un organelo membranoso distribuido en el interior de las células eucariotas
como tubos aplanados en los cuales se encuentran adosados en su región externa y en
contacto con el citosol una gran cantidad de ribosomas, que se aprecian como gránulos
que le dan su aspecto rugoso.
Aparato de Golgi
El aparato de Golgi es también un organelo membranoso en el cual se lleva a cabo el
proceso de clasificación y modificación de proteínas.
Lisosomas
Los lisosomas son pequeñas vesículas que contienen enzimas digestivas. Estos cuerpos membranosos tienen la finalidad de digerir diferentes componentes específicos que
pueden ser desde proteínas, lípidos y componentes de la misma célula hasta agentes
externos como bacterias ingeridas por la propia célula.
Peroxisomas
Son vesículas que, en general, realizan la digestión de moléculas lipídicas y de detoxificación celular. En este proceso, en el interior de los peroxisomas se produce peróxido
de hidrógeno (H2O2) de ahí su nombre, este proceso suele ser delicado, ya que de
fugarse el peróxido de hidrógeno de las membranas del peroxisoma sería tóxico para la
célula, motivo por el cual en el interior de los peroxisomas existe una enzima denominada peroxidasa, que degrada el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.
Vacuolas
Fig. 81
Las vacuolas contienen enzimas con funciones de degradación similares a las lisosomales, debido a que las células vegetales no cuentan con un sistema de expulsión de
residuos como la exocitosis, deben de acumular estos residuos en las vacuolas además
de que participan en el reciclaje de componentes celulares, acumulan almidón y pigmentos, entre otras sustancias.
Mitocondrias
En el caso de las mitocondrias, es uno de los organelos más importantes de las células eucariotas, estructuralmente se forma de una membrana externa, una membrana
interna en la que se localizan una gran cantidad de enzimas que participan en el
proceso de respiración celular y producción de energía, y la parte interna de la mito-
96
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
condria es llamada matriz mitocondrial, sitio en el cual diversos procesos metabólicos
de producción de energía a partir de carbohidratos y lípidos se llevan a cabo en presencia de oxígeno.
Cloroplastos
Los cloroplastos son los organelos de las células eucariontes autótrofas fotosintéticas,
su función es realizar la fotosíntesis, están delimitados por una doble membrana, contienen unos cuerpos denominados tilacoides, en los que se encuentran almacenados
los pigmentos fotosintéticos, en el caso de las plantas, es el organelo que contienen la
clorofila el principal pigmento fotosintético.
Citoesqueleto
El citoesqueleto es una densa red de fibras de proteína distribuidas sobre el citoplasma
celular que le proporciona a la célula su resistencia mecánica, su forma y en su caso
la capacidad de moverse. Participa de manera activa en diversos procesos celulares
como la división celular, el transporte de vesículas y sustancias intracelulares, también
es un sitio en el que se sostienen los organelos celulares.
Cilios
Algunas células eucariotas presentan unas extensiones desde la membrana plasmática
hacia el exterior denominadas cilios, estas proyecciones cuentan con un movimiento
constante y sincronizado en una sola dirección, de modo que le facilitan a la célula el
desplazamiento del líquido extracelular o de secreciones, tal es el caso de las células
de los epitelios del sistema respiratorio o de los epitelios de la trompas uterinas en los
mamíferos.
Centriolo
El centriolo es un organelo tubular cilíndrico que forma parte estructural del citoesqueleto, tiene la finalidad de polimerizar una proteína denominada tubulina, la cual forma un
complejo estructural que facilita la división de las células mediante el proceso conocido
como mitosis.
TABLA COMPARATIVA DE LAS CÉLULAS
ANIMALES Y VEGETALES
Aunque las diferencias estructurales son mínimas,
en su metabolismo son sustanciales. Entre las que
destacan su proceso de obtención de energía, ya
que las células animales realizan un metabolismo
oxidativo y las vegetales principalmente fotosíntesis.
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97
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
ACTIVIDAD 5
Realiza un modelo de una célula animal y una célula vegetal, identifica sus
estructuras distintivas y compártelo con tus compañeros de clase.
ACTIVIDAD 6
Actividad experimental
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
CÉLULA PROCARIOTA Y EUCARIOTA
PROPÓSITO: constatar las estructuras celulares típicas para diferenciar procariotas- eucariotas, célula animal- vegetal.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿Qué características tendrán las células de nuestro cuerpo que nos asemejan al
resto de los animales y nos diferencian de otros organismos?
PLANTEA TU HIPÓTESIS:
Fig. 82
Fig. 83
Fig. 84
Fig. 85
Fig. 86
Fig. 87
PROCEDIMIENTO
Célula eucariota animal
Coloca una gota de agua sobre un portaobjetos. Raspa suavemente con el palillo
de dientes el interior de tu carrillo para obtener células epiteliales y diluye las células
obtenidas en el agua del portaobjetos dando vuelta al palillo. Con el palillo, extiende
la gota de agua con células sobre el portaobjetos.
Toma el portaobjetos con una pinza (puede ser de ropa) y pasa la preparación por la
flama del mechero con el objeto que se evapore el agua y queden fijadas las células
en el portaobjetos.
Ten cuidado de no calentar demasiado el vidrio, para ello será necesario que muevas la preparación sobre la flama, la temperatura del vidrio no debe quemarte si lo
tocas.
98
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Coloca sobre la preparación una gota de azul de metileno y deja reposar 1-2 minutos. Escurre el exceso de colorante y agrega un poco de agua para quitar el exceso
de colorante. Agrega una gota de agua y coloca el cubreobjetos. Si hay exceso de
agua, absórbelo con papel.
Observa al microscopio con el objetivo 40X. Elabora un esquema de lo que
observaste.
Dibuja solo 2 o 3 células e identifica las partes más sobresalientes de ellas.
a. Célula eucariota animal
Fig. 88
Fig. 89
b. Célula eucariota vegetal
Fig. 90
Fig. 91
1. Quita una hoja carnosa a la cebolla, tómala con los dedos índice y pulgar de tus
dos manos.
Coloca la parte cóncava hacia fuera y empuja la hoja con los dedos pulgares
para partir la hoja, la que quedará unida solo por una delgada membrana que
corresponde a la epidermis de la cebolla.
2. Coloca un pequeño fragmento de la epidermis sobre un portaobjetos y coloca
una gota de agua y una de azul de metileno. Estira la epidermis para que no
quede con dobleces. Coloca el cubreobjetos y si hay exceso de agua, absórbela con papel.
3. Observa al microscopio con el objetivo 40X. Observa con atención el grosor de
la pared que recubre a las células. ¿Es más gruesa o más delgada que la de la
célula epitelial de la mucosa bucal? ¿Por qué?
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99
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
4. Elabora un esquema de lo que observaste. Dibuja solo 2 o 3 células e identifica
las partes más sobresalientes de ellas.
Fig. 92
Fig. 93
Fig. 94
Fig. 95
Fig. 96
PROCEDIMIENTO
c. Células procariotas
•
Poner una gota de agua en un portaobjetos y agregar una pequeña muestra de
yogur natural.
•
Extenderlo sobre un portaobjetos y dejar secar.
•
Pasar el portaobjetos por la llama de un mechero para fijar la preparación. Cuidar no sobrecalentar.
•
Agregar una gota de cristal violeta y esperar 30 segundos. Lavar con agua suavemente hasta que se vayan los restos de colorante.
•
Cubrir con lugol y dejar actuar 30 segundos y lavar suavemente. Agregar 4 -5
gotas de etanol al 95% y dejar reposar 30 segundos. Lavar con agua.
•
Teñir con safranina (colorante de contraste) durante 30 segundos. Lavar y dejar
secar.
•
Observar al microscopio, enfocar a 40X. Agregar una gota de aceite de inmersión sobre la preparación y colocar el objetivo 100X para hacer la observación.
•
Dibuja lo que has observado y determina si puedes observar núcleo en las
células.
Anota tus observaciones (describe lo que dibujaste):
Registra los resultados en los siguientes cuadros:
C É L U L A P R O C A R I O TA
C É L U L A E U C A R I O TA
3 semejanzas
3 diferencias
100
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
CÉLULA ANIMAL
C É L U L A V E G E TA L
3 diferencias
Contrasta los resultados obtenidos en el experimento con la hipótesis previa y anota
las conclusiones.
¿Comprobaste tu hipótesis? ¿Por qué?
INSTRUMENTO DE AUTOEVALUACIÓN
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguientes
cuestionamientos.
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
A S P E C T O S A E VA L U A R
GRUPO:
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo
de trabajo del laboratorio y colaboro
en la realización de la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del
laboratorio utilizando con cuidado el
material del laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude
comprobar respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y
conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en
el laboratorio.
Contesto correctamente el
cuestionario.
●● TOTAL
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
101
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
LECTURA
DESCRIBES EL METABOLISMO
DE LOS SERES VIVOS
INTRODUCCIÓN
La energía existe en diversas formas: térmica, química, mecánica, etcétera. Sin embargo, la energía que los organismos vivientes necesitan se genera de procesos químicos al interior de las células, mediante el metabolismo de diferentes biomoléculas y a través de procesos
energéticos a través de procesos energéticos que operan de manera
distinta, según el tipo de célula, entre los que se encuentran: el metabolismo oxidativo o respiración celular, la fotosíntesis, la fermentación
y la quimiosíntesis. Abordaremos los diferentes procesos por los cuales los seres vivos obtienen su energía.
Fig. 97
www.youtube.com/watch?v=U2pu68Lao5Y
•
Describir los procesos energéticos que se desarrollan en los seres vivos y que mantienen la vida.
•
Reconocer las formas de nutrición que realizan los seres vivos para obtener su energía.
PROPÓSITO
Desarrollar algunas habilidades y destrezas que te permitirán profundizar en el estudio de
la célula, describiendo los procesos celulares fundamentales, ubicándolos en los organelos
involucrados y resaltando su relación con las funciones orgánicas. Al mismo tiempo, valorarás las distintas formas de nutrición empleadas por los seres vivos para obtener energía.
Para iniciar, reflexiona:
Para que los seres vivos puedan realizar todos sus procesos vitales requieren de energía,
mucha de la cual se genera dentro de las células, ¿cómo generan las células la energía?
APRENDE MÁS...
TIPOS DE ENERGÍA
Todos los seres vivos necesitan de energía para realizar sus procesos vitales. Puede resultar hasta obvio que para su crecimiento las células requieran energía, sin embargo, las
células que no crecen requieren también de energía para realizar los procesos que las
mantienen vivas. Las células tienen muchas formas de obtener energía, aunque esta no
se utilice en los procesos celulares, se desarrollan procesos mediante los cuales la energía
se transforma, gracias a una serie de rutas metabólicas energéticas de transformación que
varían según el sistema celular que lo realiza. Los seres vivos obtienen energía mediante
diversos procesos, según sea el caso de cada uno de los organismos, sin embargo, la
energía es la misma siempre, únicamente cambia de forma, la termodinámica estudia estos
cambios y se rige bajo las siguientes leyes:
102
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 98
1. La energía, en un sistema cerrado, no se crea ni se destruye, solo cambia de
forma.
2. No toda la energía puede ser usada, la porción de energía que no puede ser
usada, se denomina entropía.
PARA SABER MÁS...
CATABOLISMO Y ANABOLISMO
Las reacciones químicas que se llevan a cabo en los organismos vivos se pueden
clasificar en anabólicas, que son aquellas en las que se construyen moléculas utilizando energía; y catabólicas, que son aquellas en las que se produce energía a
partir del procesamiento de moléculas.
TABLA COMPARATIVA ENTRE REACCIONES
CATABÓLICAS Y ANABÓLICAS
La energía es indispensable para que realices todas las actividades que puedas imaginar
como parpadear, moverte, los latidos del corazón, hablar, dormir, entre otras. Es necesario que la energía esté disponible y que tengamos algunas reservas en forma de biomoléculas, como el glucógeno en el hígado y los triglicéridos en el tejido adiposo.
REACCIONES ENDOTÉRMICAS Y EXOTÉRMICAS
En los seres vivos ocurren de manera cotidiana y en todo momento una gran cantidad de
reacciones químicas, como si se tratara de laboratorios vivientes. Estas reacciones químicas permiten realizar funciones vitales y otras actividades como desplazarse, respirar,
pensar, por mencionar algunas.
En todas las reacciones químicas se producen cambios de energía, misma que puede
ser liberada o absorbida dependiendo de la reacción de la que se trate; en los seres vivos
generalmente es de energía térmica. Cuando una reacción química se desprende o libera
energía térmica al entorno, se dice que es una reacción exotérmica; cuando la energía es
absorbida del entorno para que se pueda efectuar la reacción química se denomina reacción endotérmica. En una reacción exotérmica, la energía que se libera de los reactivos es
mayor de la que se requiere para llevarla a cabo, por tal motivo el excedente de energía
se transmite al ambiente.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
103
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
En una reacción endotérmica, la cantidad de energía que poseen los reactivos es mucho
menor que la que se requiere para formar los productos de la reacción, por lo que es indispensable suministrar energía térmica (calor) para que la reacción pueda llevarse a cabo.
En los seres vivos, generalmente las reacciones metabólicas ocurren en un ambiente de
presión estable, esto condiciona que no toda la energía que se libera en forma de calor
quede dentro del sistema, sino que se utiliza para generar un trabajo. Esta energía potencial que se produce con la finalidad de realizar el trabajo, se denomina entalpía. Sin
embargo, la energía potencial empleada en la realización de un trabajo no es la única
disponible, ya que existe la energía de enlace, que está almacenada en los enlaces químicos de las moléculas que no reaccionan. A la energía de enlace se le denomina entropía.
Tanto la entropía como la entalpía están relacionadas entre sí por un tercer tipo de enerFig. 99
gía, conocida como energía libre. En los organismos vivos, las reacciones exotérmicas
y endotérmicas están generalmente relacionadas, ya que son complementarias, puesto
que la energía que libera una reacción exotérmica es utilizada para realizar una reacción
endotérmica y así sucesivamente. Un ejemplo de una reacción exotérmica es el proceso
de combustión y un proceso de reacción endotérmica es la fotosíntesis.
SITUACIÓN DIDÁCTICA
Realiza la siguiente lectura con la que se aborda el tema de las calorías y los alimentos,
de modo que puedas conocer las unidades de medida de la energía en los procesos metabólicos de los organismos vivos.
La energía que necesitamos
El cuerpo humano necesita de energía para desarrollar todas sus funciones y esta energía es proporcionada mediante la ingesta de alimentos. Las calorías son una forma de
medir la energía. La caloría (cal) se define como “la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua”. La
kilocaloría (kcal) es igual a 1000 cal. Aunque la caloría es una unidad muy empleada, la
unidad de energía del Sistema Internacional de Unidades es el julio (J), de manera que
Fig. 100 una caloría equivale a 4.19 J. Los alimentos que ingerimos contienen nutrientes y estos
se transforman en energía. La medida de la energía que aportan los diferentes nutrientes se efectúa en kilocalorías, aunque en el lenguaje habitual se habla de calorías. La
cantidad de energía que aportan los nutrientes es la siguiente: 1 g de proteínas aporta
aproximadamente 4 kcal. 1g de hidratos de carbono aporta aproximadamente 3.75 kcal.
1 g de lípidos aporta aproximadamente 9 kcal. Existen otros elementos de la dieta que no
aportan energía, como las vitaminas y las sales minerales, sin embargo, juegan un papel
importante en la producción de moléculas energéticas.
CARACTERÍSTICAS Y SÍNTESIS DEL ADENOSÍNTRIFOSFATO (ATP)
El ATP es una molécula conformada por tres partes, la primera es la adenina que es una
base nitrogenada, la segunda es la ribosa que es un azúcar, y la tercera parte por tres
grupos fosfatos. En todas las células vivas, la energía está almacenada en una pequeña
molécula llamada adenosíntrifosfato (ATP), el cual conserva la energía disponible por muy
cortos periodos. Puede considerarse como la moneda energética de la célula, para lo cual
utilizaremos el siguiente ejemplo: cuando se trabaja para ganar dinero, se podría decir
que esta energía está simbólicamente almacenada en el dinero ganado. La energía que
la célula requiere para uso inmediato está guardada de manera temporal en el ATP, como
104
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
si fuera dinero en efectivo. Cuando se gana un dinero
extra, puede guardarse en una alcancía. De manera
similar, una célula puede almacenar la energía en los
enlaces químicos de lípidos, almidones o glucógeno.
Al igual que nosotros, la célula no puede gastar más de
lo que gana, así que debe realizar algunas actividades
para evitar quedarse sin energía, lo que significaría su
muerte. Así como el dinero que se gana no se almacena completo por mucho tiempo, el ATP se consume
pronto y debe de reemplazarse de inmediato.
Fig. 101
Cuando el grupo fosfato terminal de la cadena se desprende de la molécula del ATP, decimos que se hidroliza y dicho grupo fosfato es capaz de unirse a otra
molécula para aportar energía a una reacción en un
proceso metabólico. Es la energía que la célula puede
utilizar para realizar sus funciones vitales o para catalizar reacciones endotérmicas (Solomon, 2013).
Por otro lado, el adenosíndifosfato es un compuesto
intermedio en la generación de energía, se puede decir
que es la parte del ATP sin un fosfato. Es una molécula indispensable en la producción de
energía celular, ya que es quien capta los fosfatos que se desprenden del ATP. Se puede
ejemplificar fácilmente el origen del ATP con la siguiente reacción: ADP+P --> ATP. El proceso de transformación de ATP en ADP y la respectiva liberación de energía y la nueva
formación de ATP es casi instantáneo, la síntesis de la molécula de ATP en las células
eucariotas se lleva a cabo principalmente en el interior de las mitocondrias. Una condición
interesante es que la proporción de existencia de ATP y ADP es de 10 a 1, ya que las
células deben asegurar que la energía esté disponible siempre, y aunque la proporción
es mucho mayor, la célula no es capaz de almacenar grandes concentraciones de ATP. El
ser humano guarda en los músculos pequeñas cantidades de ATP a nivel de una molécula que se llama creatina fosfato; como dato sorprendente en un día es que una persona
sana en reposo un día utiliza alrededor de 45 kg de ATP.
Fig. 102
METABOLISMO
Entendemos por metabolismo la suma de todas aquellas reacciones
químicas que se desarrollan al interior de los
seres vivos. El metabolismo consiste en una
gran cantidad de reacciones químicas enlazadas, para formar rutas
metabólicas que generan moléculas simples a
partir de moléculas complejas o viceversa. Como
ejemplo podemos men-
Fig. 103
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
105
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
cionar el caso de la degradación del glucógeno almacenado para aportar glucosa
a la sangre y, por el contrario, la formación de lípidos a partir de la degradación de
glucosa.
Los seres vivos han desarrollado, gracias a la adaptación, diversas maneras de
obtener los nutrientes que requieren, ya sea por degradación de moléculas, o por
la construcción de ellas. Se denomina organismos autótrofos a todos aquellos que
tienen la capacidad de producir moléculas orgánicas a partir de compuestos inorgánicos. Existe un tipo de organismos autótrofos que para la síntesis de las biomoléculas requieren la luz del sol, por lo cual se les denominan fotótrofos y a aquellos que
tienen la capacidad de utilizar la energía que se desprende de reacciones químicas
inorgánicas se les denomina quimiótrofos, por ejemplo, las bacterias que crecen en
la materia en descomposición que se nutren de los gases que ahí se generan. Los
organismos heterótrofos son aquellos que utilizan moléculas orgánicas para producir la energía que requieren para sus procesos vitales. Existen diversos tipos de
organismos heterótrofos, como es el caso de aquellos que adquieren las moléculas
por medio de la dieta, al “comerlas”, y a ellos se les denomina fagótrofos. Existen
otro tipo de organismos que adquieren las biomoléculas del ambiente, absorbiendo
los productos que requieren en su forma más simple, como azúcares simples, agua
y proteínas. A estos se les llama heterótrofos por absorción.
En el siguiente esquema puedes observar una clasificación más completa de los
organismos según su metabolismo, así como ejemplos de cada uno de ellos:
CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS POR SU
TIPO DE METABOLISMO
Tanto el anabolismo como el catabolismo requieren de la participación de diferentes
moléculas, entre ellas, algunas proteínas que facilitan el proceso de construcción o
degradación de otras moléculas y que se les denomina enzima.
106
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
APLICA LO APRENDIDO...
ACTIVIDAD 7
Elabora un mapa conceptual sobre el tema de metabolismo, en el que integres el
concepto de anabolismo y catabolismo, así como algunos ejemplos de cada uno.
LECTURA
ENZIMAS
Las reacciones químicas que se producen en
los organismos vivos, usualmente pueden requerir de algunas moléculas mediadoras o catalizadoras para que puedan efectuarse. Este
tipo de moléculas indispensables para que las
reacciones se lleven a cabo son un tipo de proteínas especiales y por su función catalizadora
se denominan enzimas. Así mismo, las moléculas sobre las que actúan dichas enzimas se
les denomina sustratos. Por ejemplo, la degradación de la lactosa contenida en la leche, es
degradada por una enzima llamada lactasa,
siendo el sustrato en esta reacción la lactosa.
Las enzimas, al tener una naturaleza proteica, poseen una región de aminoácidos
en el que reconocen a su sustrato, esta región es llamada sitio activo o sitio catalítico y es el sitio más importante de la enzima. El mecanismo de acción enzimático
se lleva a cabo cuando una enzima se une a una molécula específica, denominada
sustrato, para fragmentarla en dos o más productos.
Catalizador. Elemento o molécula que facilita
las reacciones
químicas.
Fig. 104
Existen muchos procesos en los seres vivos que requieren de la participación de
las enzimas, quizás uno con el que estés más familiarizado es el proceso digestivo,
en el que puedes encontrar diversas enzimas producidas por el aparato digestivo. A
continuación, se mencionan algunos ejemplos:
TABLA CON EJEMPLOS DE ENZIMAS Y SUSTRATOS
Videos:
Enzimas, mecanismos de acción:https://www.youtube.com/watch?v=ckv10T41fJc
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Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
ENZIMAS EN ACCIÓN
PROPÓSITO: apreciar la diferencia de velocidad entre una reacción química y una
reacción química catalizada.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Materiales:
•
Agua oxigenada
•
Un trozo de papa cruda
•
Un par de vasos de precipitado
PROCEDIMIENTO
Para apreciar la diferencia de velocidad entre las reacciones catalizada y no catalizada debes poner agua oxigenada en cada uno de los dos vasos de precipitado
(25 ml).
Uno de ellos lo dejan sin nada y al otro le colocan un trozo de papa pelada y cruda.
Inmediatamente podrán observar cómo, mientras en el primer vaso no se aprecia
prácticamente nada, en el que contiene el agua y el trozo de papa comienza a producirse un fuerte burbujeo.
EXPLICACIÓN
La papa contiene una enzima llamada “catalasa”, la cual tiene una función antioxidante. Al introducirla en el agua oxigenada, sucede que esta enzima separa el agua
del oxígeno, mediante la siguiente reacción.
H202 ---> H2O + 1/2 O2
Es decir, la catalasa acelera la reacción de descomposición del agua oxigenada,
lo cual se puede corroborar por las burbujas que se producen. Estas burbujas se
originan por la rápida liberación de gas oxígeno O2 en agua H20.
Responde a las siguientes preguntas, coméntalas con tus compañeros de equipo y
posteriormente con el grupo. Corrige o confirma tus respuestas.
108
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
1. ¿Cuál es la evidencia de que al descomponerse el peróxido se produce oxígeno?
2. ¿Cómo se demostró que la enzima no se utilizó en la reacción y que no cambió,
por lo cual se usó una vez más?
3. ¿Por qué la temperatura en los tubos 2 y 3 se elevó al reaccionar el macerado con
el peróxido?
4. ¿Qué ventajas tiene para el organismo la presencia de una enzima que rompa el
peróxido en agua y oxígeno?
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109
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
INSTRUMENTO DE AUTOEVALUACIÓN
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguiente:
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
A S P E C T O S A E VA L U A R
GRUPO:
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo de trabajo
del laboratorio y colaboro en la realización de
la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del laboratorio utilizando con cuidado el material del
laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude comprobar
respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y conclusiones
son claros y explican lo ocurrido o comprobado
en el laboratorio.
Contesto correctamente el cuestionario.
●● TOTAL
PROCESOS ANABÓLICOS
LA FOTOSÍNTESIS
La fotosíntesis es el proceso mediante el
cual las plantas utilizan energía luminosa
para convertirla en energía química y que se
almacena en forma de moléculas orgánicas.
Este proceso se lleva a cabo en dos etapas:
1. Primera etapa. Esta fase es totalmente
dependiente de la luz, motivo por el cual
se le ha denominado “fase luminosa”, en
esta fase se produce el oxígeno.
2. Segunda etapa es la producción de moFig. 105
léculas con la energía almacenada en
las moléculas de ATP y NADPH, es la fase de la quimiosíntesis, es independiente de la luz solar, motivo por el cual se le ha denominado “fase oscura”.
110
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
En las células que realizan fotosíntesis existen unos organelos denominados cloroplastos, que están formados por una membrana externa y una interna, entre las que
se encuentra un espacio conocido como espacio intermembrana.
En el interior de los cloroplastos se encuentra un fluido denominado estroma, en el
cual están contenidas las enzimas que intervienen en la formación de moléculas de
carbohidratos.
En el estroma también se encuentra suspendido un tercer sistema de membranas
que al interconectarse forman el tilacoide, en el cual existen formaciones denominadas “grana” que son pliegues entrelazados sobre sí mismos a manera de “pila de
monedas” en las cuales se desarrollan los procesos de la fotosíntesis.
Los pigmentos fotosintéticos de las plantas son un grupo de sustancias químicas
que se desestabilizan con la influencia de los rayos del sol; el más común y fundamental de los pigmentos entre las plantas es la clorofila.
La molécula de clorofila está constituida por un anillo de porfirina que absorbe la
energía luminosa y una cadena hidrocarbonada que le proporciona fijación a las
estructuras de la membrana tilacoide.
Cuando la energía luminosa impacta en la clorofila, un electrón del sistema fotótrofose estimula y salta a un orbital de mayor energía, el cual tiene la capacidad de
desencadenar reacciones químicas apareadas en las que se produce ATP.
Cuando la energía es transferida a una cadena transportadora, el electrón regresa
a sus órbitas de energía habitual en espera de ser estimulado nuevamente. Como
producto final de su metabolismo, los organismos autótrofos producen oxígeno y
agua, así que, para que exista un equilibrio natural de este proceso existen también
seres vivos que requieren como principal sustrato el oxígeno, tal es el caso de todos
los animales.
Fig. 106
PROCESOS CATABÓLICOS
RESPIRACIÓN CELULAR
La respiración celular es el proceso por medio del cual las células producen energía
a partir del catabolismo de biomoléculas como la glucosa, los ácidos grasos e incluso las proteínas. En el caso de la glucosa, este proceso se integra por una serie
de reacciones químicas que producen ATP, el proceso inicia con la degradación de
la glucosa, fenómeno que ocurre en el citosol y es llamado glucólisis; concluye con
procesos metabólicos que se llevan a cabo a nivel de la membrana interna y matriz
de la mitocondria, que reciben el nombre de ciclo de Krebs, cadena transportadora
de electrones y fosforilación oxidativa.
Muchos organismos eucariontes y procariontes realizan respiración aeróbica, una
forma de respiración en la que se requiere oxígeno molecular (O2), durante este tipo
de respiración, los nutrientes se catabolizan para producir dióxido de carbono (CO2)
y agua (H2O).
La mayoría de las células utilizan la respiración aeróbica para obtener energía principalmente a partir de la glucosa, bajo la siguiente ecuación metabólica.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
111
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
C6 H1206 + 602--> 6CO2+ 12H2O + energía
Es importante mencionar que la energía que
se genera como producto en esta acción es en
forma de ATP. Los procesos metabólicos con
los cuales se realizan las reacciones químicas
de la respiración oxidativa se pueden clasificar
en cuatro etapas, las cuales son secuenciadas
y se enuncian en la siguiente tabla (Solomon,
Fig. 107 2012).
En resumen, cada molécula de glucosa que
inicia el proceso de generación de energía y
que termina donando los electrones a la cadena transportadora de electrones en el interior
de la mitocondria produce 34 moléculas de
ATP aproximadamente.
FERMENTACIÓN
Es el proceso celular de producción de energía que se realiza sin la presencia de oxígeno,
tal es el caso de los organismos anaerobios
que se encuentran sumergidos en aguas estancadas o en el intestino de algunos animales, entre otros. También el proceso de producción de energía anaeróbica es realizada por algunas células de animales como
las células del músculo, en el que a través de este proceso se produce el lactato
muscular, que es la sustancia que se produce de la degradación del ácido pirúvico
y que interviene en el proceso de producción de energía en la respiración aeróbica
y anaeróbica. La fermentación solo genera dos moléculas de ATP, a diferencia de
la gran ganancia de ATP que se produce en la respiración aeróbica. En los seres
vivos también existe un proceso anaeróbico en el que no participan las mitocondrias
ni la cadena respiratoria, denominado fermentación. Dicho proceso se realiza por
algunos microorganismos como bacterias, hongos y levaduras, bajo la siguiente
reacción química (resumida):
C6 H12O6 + 6O2 + 12KNO3 --> 6CO2 + 6H2 0+ 12KNO2 + energía
ACTIVIDAD 8
Elabora un organizador gráfico en el que se describan los pasos de la fermentación y la respiración aeróbica, posteriormente preséntala a tu grupo.
NUTRICIÓN
La nutrición a nivel celular es un conjunto de procesos mediante los cuales el organismo
transforma e incorpora las sustancias (proceso anabólico) que han de cubrir las necesidades energéticas y estructurales del mismo.
112
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
La nutrición de un organismo pluricelular es el conjunto de procesos por los cuales los
seres vivos utilizan, transforman e incorporan en sus estructuras una serie de sustancias que obtienen del medio que les rodea; sustancias que, en forma de nutrientes,
están contenidas en el alimento.
Los seres vivos han logrado desarrollar diversas maneras de obtener los nutrientes que
requieren ya sea por degradación de moléculas, o por la construcción de ellas. De esta
manera, se clasifica a los organismos según su nutrición en autótrofos y heterótrofos.
TIPOS DE NUTRICIÓN
•
Nutrición autótrofa. La presentan aquellos organismos capaces de elaborar su
propio alimento, es decir, materia orgánica, a partir de la materia inorgánica (CO2 y
agua). Existen dos tipos según la fuente de energía utilizada: Fotosintéticos cuando
requieren de la luz solar y quimiosintéticos; aquellos que tienen la capacidad de
utilizar la energía que se desprende de reacciones químicas inorgánicas, por ejemplo, las bacterias que crecen en la materia en descomposición que se nutren de los
gases que ahí se generan.
•
Nutrición heterótrofa. Son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez.
Entre los organismos heterótrofos se encuentran multitud de bacterias y sobre todo
animales, como los humanos. Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.
•
Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia
orgánica de otros y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta
manera. Se realiza cuando la célula va consumiendo materia orgánica ya formada.
En este tipo de nutrición no hay, pues, transformación de materia inorgánica en materia orgánica. Sin embargo, la nutrición heterótrofa permite la transformación de los
alimentos en materia celular propia. Poseen este tipo de nutrición algunas bacterias,
los protozoos, los hongos y los animales. Hay varios tipos de nutrición heterotrófica:
holozoica, parásita, saprófita.
•
Nutrición holozoica. Cuando el alimento se obtiene como partículas sólidas que
deben comerse, digerirse, absorberse, como ocurre en casi todos los animales, el
fenómeno recibe el nombre de nutrición holozoica.
Los organismos holozoicos deben constantemente buscar, atrapar y comer otros
organismos; para ello han creado, gran variedad de estructuras sensitivas, nerviosas y musculares, para encontrar alimento, así como varios tipos de sistemas digestivos para transformar estos alimentos en moléculas bastante pequeñas para
ser absorbidas.
Plantas insectívoras como Dionaea Venus, rocío de sol y Sarracenia purpúrea complementan su capacidad fotosintética atrapando y digiriendo insectos y otros animales pequeños (hecho sorprendente en el mundo vegetal) y así las plantas obtienen
aminoácidos y otros compuestos nitrogenados para el crecimiento.
Esta nutrición característica de los animales al ingerir sus alimentos en forma sólida
y posteriormente digerirlos para obtener los nutrientes, en cada tipo de animal se
han desarrollado adaptaciones de acuerdo con su alimentación. Así, por ejemplo,
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113
Bloque III
LA CÉLULA Y SU METABOLISMO
tenemos a los herbívoros que se alimentan de plantas, los carnívoros se alimentan
de animales (carne); los omnívoros se alimentan de plantas y animales.
•
Nutrición parásita. Otro tipo de nutrición heterotrófica, que se encuentra en plantas y animales es el parasitismo. El parásito vive sobre o dentro del cuerpo de una
planta o animal (que se llama el huésped) y obtiene de él su alimento.
Casi todos los organismos vivos son huéspedes de uno o varios parásitos. Algunas
plantas; como de muérdago; son en parte parásitas y en parte autotróficas, pues
a pesar de tener clorofila y sintetizar parte de su alimento, sus raíces perforan los
tallos de otras plantas y absorben de ellas ciertos nutrientes.
Los parásitos pueden obtener su alimento por ingestión y digestión de partículas
sólidas o por absorción de moléculas orgánicas a través de sus paredes celulares,
a partir de líquidos o tejidos del huésped. Algunos parásitos producen al huésped
poco o ningún daño, otros causan enfermedades conocidas, con destrucción de células del huésped o producción de substancias que le son tóxicas porque dificultan
sus procesos metabólicos.
Los parásitos patógenos (que producen enfermedad) del hombre y algunos animales son virus, bacterias, hongos, protozoarios y diversos gusanos. Casi todas las
enfermedades de los vegetales son producidas por hongos parásitos; unas cuantas
por virus, gusanos o insectos. Los parásitos pueden ser ectoparásitos que viven sobre el organismo, como garrapatas, piojos y pulgas; endoparásitos que viven dentro
del organismo que infectan como las amibas, lombrices y parásitos intestinales y
bacterias.
•
Nutrición saprófita. Obtienen, para su nutrición, los residuos procedentes de otros
organismos, tales como hojas muertas, cadáveres o excrementos. Los saprófitos
son casi invariablemente organismos cuyas células están dotadas de pared, que
realizan una nutrición osmótrofa.
Primero secretan enzimas que hidrolizan las moléculas orgánicas de los residuos,
liberando así biomoléculas solubles que luego absorben por ósmosis a través de
sus cubiertas celulares, la pared celular y la membrana plasmática.
Su actividad es crucial en la cadena trófica, pues es el primer paso de un proceso, la
descomposición, que devuelve al entorno en forma de iones libres los componentes
de los organismos muertos, cerrando los ciclos de los nutrientes.
Se les conoce en la cadena trófica como descomponedores y actúan sobre toda
clase de restos orgánicos y, en algunos casos, solo ellos son capaces de reutilizar
provechosamente algunos compuestos.
ACTIVIDAD INTEGRADORA
Con la información estudiada durante el desarrollo de este bloque, elabora un
mapa conceptual interconectando los temas con sus conceptos y ejemplos.
114
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
EVALUACIÓN
Anota dentro de la figura correspondiente los números que describen las
características de una célula procarionte y de una célula eucarionte.
1. Las bacterias son un ejemplo de este tipo de células.
2. Tienen núcleo y orgánulos.
3. No tienen núcleo definido.
4. Son las células más primitivas.
5. Su ADN es circular.
6. Son más evolucionadas.
7. Se piensa que se originaron por endosimbiosis.
8. Su ADN tiene forma de filamentos.
Célula procarionte
Célula eucarionte
Correlaciona las columnas eligiendo el orgánulo o la estructura celular involucrada en la
actividad biológica señalada.
1. (
) Las plantas llevan a cabo la fotosíntesis.
a.Vacuola
2. (
) Comunicación entre las neuronas del cerebro.
b. Núcleo
3. (
) Reproducción de las células de un embrión.
c. Membrana
4. (
) Elaboración de proteínas, como la insulina.
d. Ribosoma
5. (
) Generación de energía por el movimiento muscular.
e. Cloroplasto
6. (
) Destrucción de partículas invasoras, como virus y bacterias.
f. Mitocondria
7. (
) Almacenamiento de pigmentos vegetales en una flor.
g. Lisosoma
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115
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
Competencias
genéricas
4. Escucha, interpreta y emite mensajes pertinentes
en distintos contextos mediante la utilización de
medios, códigos y herramientas apropiados.
CG4.1 Expresa ideas y conceptos mediante representaciones lingüísticas, matemáticas o gráficas.
6. Sustenta una postura personal sobre temas de
interés y relevancia general, considerando otros
puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
CG6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre
ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
CG6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica
prejuicios y falacias.
CG6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus
puntos.
disciplinares básicas
CDBE 2. Fundamenta opiniones
sobre los impactos de la ciencia
y la tecnología en su vida cotidiana, asumiendo consideraciones
éticas.
CDBE 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre
diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
PROPÓSITO DEL BLOQUE
Ilustra la estructura y función de los ácidos nucleicos, asumiendo
una postura crítica acerca del uso de la biotecnología, considerando
el impacto en el ser humano y en la biodiversidad.
INTERDISCIPLINARIEDAD
TRANSVERSALIDAD
●● Física I
●● Eje transversal social
●● Matemáticas III
●● Eje transversal de la salud
●● Eje transversal ambiental
●● Eje transversal de habilidades lectoras
APRENDIZAJES ESPERADOS
●
Comprueba la estructura del ADN y ARN, mediante el trabajo metódico y organizado, permitiéndole la traducción de la síntesis de proteínas.
●
Explica la aplicación de técnicas de manipulación del ADN en diversos campos, favoreciendo el pensamiento crítico y reflexivo sobre las posibles implicaciones en su entorno.
●
Plantea el uso de la Biotecnología en el ser humano y la biodiversidad, reflexionando éticamente sobre sus beneficios y consecuencias.
CONOCIMIENTOS
●● Estructura del ADN y ARN
• Replicación
• Transcripción
• Traducción (síntesis de proteínas)
• Código genético
●● Técnicas del ADN recombinante (ingeniería genética)
• Transgénicos
• Pruebas de ADN
• Vacunas
• Medicina
• Genómica
• Pruebas de diagnóstico
• PCR (reacción en cadena
• de la polimerasa)
• Biorremediación
•
HABILIDADES
●● Reconoce a la molécula
del ADN como la portadora de los caracteres
hereditarios.
●● Representa la molécula
del ADN y la del ARN
estableciendo sus similitudes y diferencias.
●● Identifica los fundamentos básicos de las
técnicas del ADN recombinante y sus aplicaciones en diversos
campos.
●● Analiza las diferentes
posturas acerca del uso
de la Biotecnología.
ACTITUDES
●● Expresa ideas y conceptos favoreciendo su
creatividad.
●● Reflexiona de manera
consciente.
●● Respeta las diferentes
opiniones.
●● Favorece su pensamiento crítico.
●● Se relaciona con sus
semejantes de forma
colaborativa mostrando
disposición al trabajo
metódico y organizado.
Nuevas tecnologías
●● Bioética
•
Ventajas y desventajas del uso de la
Biotecnología
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117
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
INTRODUCCIÓN
El estudio de este bloque te ayudará a desarrollar las destrezas y las habilidades que te permitirán conocer la estructura y función de los ácidos nucleicos,
así como acerca del uso y beneficios de la Biotecnología.
El término “biotecnología” es relativamente nuevo para el público en general, pero, la Biotecnología está presente en la vida cotidiana más de lo que
la gente se imagina. Esta ciencia se ha valido de la Ingeniería Genética para
suprimir, agregar o modificar genes específicos.
Toda esta manipulación incluye métodos donde se emplea la molécula del
ADN permitiendo generar tratamientos, mejorar plantas y animales de uso
para el hombre.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA
Para que puedas valorar qué conocimientos, habilidades y actitudes has adquirido
sobre la Biología hasta este momento, responde las siguientes preguntas:
1. Los nucleótidos del ADN tienen los siguientes componentes, excepto:
A) Timina
B) Desoxirribosa
C) Fosfato
D) Uracilo
2. ¿Qué es la Biotecnología?
3. Menciona algunos beneficios de la Biotecnología en la vida cotidiana.
4. ¿Cómo se llaman los organismos a los que se inserta un gen de otra especie?
A) Evolucionados
B) Enfermos C) Modificados
D) Transgénicos
5. De las siguientes de opciones, el producto que se obtiene gracias al uso de la
Biotecnología es:
A) Madera
118
BIOLOGÍA I
B) Insulina
C) Atún
D) Tintes
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LECTURA
ADN
La estructura de doble hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran en 1953, proporcionó
respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la herencia.
Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la
información genética estaba contenida en la secuencia de las bases
que conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las
investigaciones, se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los
nucleótidos. Un error típico que se puede encontrar en los medios,
incluso en los autocalificados como serios, es el de llamarlo código.
GENÉTICA MOLECULAR
Fig. 108
—Para iniciar, ¿qué es Genética, profesor?
—Podemos definirla en forma muy sencilla: es la rama de la Biología que busca las
causas tanto de las semejanzas como de las diferencias entre los progenitores y los
descendientes; es decir, estudia la herencia.
—Y bien, ¿qué significa el término herencia? — Preguntó el profesor a sus alumnos.
— Eso que se recibe cuando un tío rico se muere —contestó rápidamente uno
de ellos.
—No, no—repuso el profesor. Con gesto serio—. Me refiero al término biológico.
La herencia es el conjunto de características que trasmiten los progenitores a sus
descendientes a través de los genes.
—¿Y dónde se encuentran los genes, profesor?
—¿Cómo se llevan a cabo esas transmisiones?
—Interesantes preguntas, jóvenes. Se irán respondiendo junto con otras durante el
desarrollo del presente bloque.
FUNCIÓN DEL ADN
El ADN tiene la función de “guardar información”. Es
decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus funciones.
Además, a través del ADN, se transmiten esas características a los descendientes durante la reproducción,
tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células. En las
células eucariotas, el ADN está contenido dentro del
núcleo celular, mientras que, en las células procariotas,
Fig. 109
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
119
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
que no tienen un núcleo definido, el material genético está disperso en el citoplasma celular.
El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada
nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar (desoxirribosa), un grupo
fosfato y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son cuatro: adenina
(A), timina (T), citosina (C), y guanina (G), y siempre una A se une a una T y
una C se enfrenta a una G en la doble cadena. Las bases unidas se dice que
son complementarias. El ADN adopta una forma de doble hélice, como una escalera caracol donde los lados son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas
por “escalones”, que son las bases nitrogenadas.
La doble hélice de ADN con las bases nitrogenadas complementarias que se
ubican hacia dentro y establecen uniones no covalentes (o fuerzas de atracción) entre sí mantienen la estructura de la molécula. Las desoxirribosas (azúcares) y los grupos fosfato constituyen las columnas de la molécula.
La molécula de ADN se asocia a proteínas, llamadas histonas, y se encuentra
muy enrollada y compactada para formar el cromosoma. Esta asociación de
ADN y proteínas se conoce como cromatina. La cromatina puede estar enrollada en mayor o menor grado, dependiendo de la etapa en que se encuentra
la célula; por ejemplo, cuando el ADN se ha duplicado antes de que la célula
se divida, la cromatina se compacta en su mayor grado, y como resultado se
pueden visualizar los cromosomas duplicados al microscopio como corpúsculos con forma de X.
Fig. 110
El ADN está organizado en cromosomas. En
las células eucariotas,
los cromosomas son lineales, mientras que los
organismos procariotas,
como las bacterias, presentan cromosoma circular. Para cada especie, el
número de cromosomas
es fijo. Por ejemplo, los
seres humanos tienen 46
cromosomas en cada célula somática (no sexual),
agrupados en 23 pares,
Fig. 111
de los cuales 22 son autosomas y un par es sexual. Una mujer tendrá un par
de cromosomas sexuales XX y un varón tendrá un par XY.
Al formar las cadenas del ADN, cada nucleótido se une a otro a través de
un enlace fosfodiéster constituido entre el OH del carbono 3’ del azúcar y el
fosfato del siguiente nucleótido. Las cadenas de desoxirribonucleótidos están
formadas por estos enlaces. A su vez, las dos cadenas del ADN se unen por
apareamiento de bases, cuando la adenina de una cadena se acopla con la
timina de la otra cadena y la guanina se une con la citosina.
120
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
1. Está formado por dos cadenas (doble).
2. Se forman algunos puentes de hidrógeno en las cadenas que provocan que se
plieguen formando una estructura helicoidal (hélice).
3. La dirección de una cadena es contraria a la cadena complementaria; es decir,
si en el extremo de una de las cadenas se encuentra el grupo OH del carbono
3’, entonces la cadena complementaria inicia con el extremo fosfato, es decir el
extremo 5’ (antiparalela).
Fig. 112
¿Cómo se interpretan las instrucciones escritas en el ADN?
La información está guardada en el ADN en el código de secuencia de
bases A, T, C y G que se combinan para originar “palabras” denominadas
genes. Los genes son fragmentos de ADN cuya secuencia de nucleótidos codifica para una proteína. Es decir que a partir de la información
“escrita” en ese fragmento de ADN se fabrica (sintetiza) un tipo particular
de proteína. Aunque, en realidad, los genes también llevan la información necesaria para fabricar moléculas de ARN (ribosómico y de transferencia) que intervienen en el proceso de síntesis de proteínas. El ARN
(ácido ribonucleico) es una molécula con una estructura similar al ADN.
Un gen no es una estructura que se vea, sino que se define a nivel funcional. Es una secuencia que va a empezar en algún lugar del ADN y va
a terminar en otro. Para conocer un gen se secuencia, se determina la
cantidad de los nucleótidos que lo forman y el orden en que se ubican.
Se dice que el
ADN es una
doble hélice
antiparalela
porque:
Todas las células de un organismo tienen el mismo genoma o conjunto
de genes. Pero en cada célula se expresan los genes que se usan. Por
ejemplo, aunque una célula de la piel tiene toda la información genética
al igual que la célula del hígado, en la piel solo se expresarán aquellos
genes que den características de piel, mientras que los genes que dan
características de hígado, estarán allí “apagados”. Por el contrario, los
genes que dan rasgos de “hígado” estarán activos en el hígado e inactivos en la piel. Lo que no se usa se encuentra mayormente compactado.
Este empaquetamiento puede ser temporal o definitivo.
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121
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
REPLICACIÓN DEL ADN
La síntesis del ADN sigue ciertas reglas básicas:
1. La replicación es semiconservativa; esto es, la doble hélice recién formada estará
constituida por una hebra original y otra recién sintetizada.
2. Las dos cadenas que integran el ADN sirven como patrón para que se forme una
hebra complementaria. Como resultado, las dos hebras originales se separan y se
forma una hebra nueva complementaria a las hebras originales.
3. Los nucleótidos se unen uno por uno de acuerdo con la complementariedad de
bases: adenina con timina y guanina con citosina.
4. Cuando se inicia la replicación, se duplica todo el ADN, siguiendo la ley del todo
o nada.
5. Los nucleótidos se unen siempre al extremo 3’ de la cadena en crecimiento. El
nucleótido que se va a unir trae consigo tres fosfatos en el extremo 5’. El rompimiento del enlace fosfato genera la energía para que se una el extremo OH 3’ de
la cadena en crecimiento y el fosfato 5’ del nucleótido. De este modo, la cadena
crece en sentido 5’- 3’.
6. La cadena de ADN no puede iniciarse por sí sola, requiere un cebador o primer
de ARN.
7. La replicación se inicia en uno o varios puntos de iniciación llamados replicones.
El replicón se forma cuando las enzimas helicasas rompen los puentes de hidrógeno adenina-timina y citosina-guanina.
8. La replicación es discontinua y bidireccional. Esto se debe a que las dos cadenas
tienen una trayectoria opuesta y la dirección de crecimiento requiere que una de
las cadenas se forme de manera continua, en la dirección 5-3 y la otra tiene que
formar fragmentos discontinuos, lo que se explicará con detalle en el apartado
“horquilla de replicación”.
Enzimas de la replicación
La replicación requiere de la acción de varias enzimas que facilitan el proceso.
122
BIOLOGÍA I
•
Helicasas, que rompen los enlaces a-t y c-g, separando las dos cadenas.
•
Primasas, que forman el ARN cebador o primer.
•
Polimerasas, que son la ARN polimerasa y la ADN polimerasa; estas enzimas
unen el nucleótido a la cadena en crecimiento. La ARN polimerasa permite el
crecimiento del cebador y la ADN polimerasa logra el crecimiento de la hebra de
ADN. La ADN polimerasa I retira el cebador.
•
Topoisomerasas, son enzimas que desenrollan la hélice liberando la energía
del giro de la molécula de ADN que está en espiral. Algunas topoisomerasas
pueden cortar la cadena para hacer pasar la hebra y facilitar el desdoblamiento
de la espiral.
•
Ligasas, unen los fragmentos de ADN.
•
Exonucleasas, retiran el ARN cebador de cada fragmento.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Horquilla de replicación
Una vez que se separan las dos cadenas de nucleótidos, se inicia la replicación. El
punto de inicio se llama replicón. La síntesis se inicia cuando la primasa forma un
ARN cebador o ARN primer, uniendo en dirección 5’- 3’ los ribonucleótidos complementarios a la hebra de ADN. Una vez formado el cebador, la ADN polimerasa une
los desoxirribonucleótidos al primer y se inicia la síntesis de la hebra continua en
dirección 5’- 3’.
Fragmentos de Okazaki
A partir del sitio en que se inició la síntesis del ARN primer con trayectoria 5’- 3’,
se va abriendo la hebra de ADN en la dirección opuesta. Al mismo tiempo, se van
formando pequeños fragmentos de ADN que no pueden crecer de modo continuo
porque la burbuja se va abriendo en la dirección contraria de su crecimiento.
La hebra de ADN original que se encuentra colocada arriba tiene una dirección
5’- 3’. Cuando se forma la burbuja, separándose el ADN, se inicia la formación del
primer, justo en el origen de replicación marcado por la línea negra. El ARN lleva
trayectoria hacia la izquierda, pues crece con dirección 5’- 3’. Del otro lado del punto
de inicio, los fragmentos no pueden crecer de manera continua, pues la burbuja se
va abriendo en dirección contraria a la trayectoria de crecimiento. De este modo, se
constituyen pequeños fragmentos que crecen en la dirección 5’- 3’. Estos fragmentos llamados de Okazaki, se forman también en la hebra de abajo. En la hebra de
abajo, la dirección de crecimiento 5’- 3’ puede hacerse conforme la hebra se abre a
la derecha. Hacia la izquierda el crecimiento debe hacerse por fragmentos. El ARN
cebador se va removiendo por la acción de la polimerasa I que actúa como exonucleasa, al tiempo que la ligasa une los fragmentos de ADN.
Fig. 113
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
123
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
ESTRUCTURA DEL ARN
El ARN, llamado ácido ribonucleico, es un
ácido nucleico formado por una cadena de
ribonucleótidos. Cada ribonucleótido está integrado por lo siguiente:
• Un azúcar ribosa
• Una base nitrogenada
• Un fosfato
La principal función del ARN es servir de enlace entre el material genético o ADN y la
síntesis de proteínas.
Fig. 114
El ARN es capaz de leer la secuencia de desoxirribo-nucleótidos del ADN y traducirla en una secuencia de aminoácidos que produzca una proteína específica.
Por esta razón, durante la síntesis de proteínas, intervienen tres tipos de ácido ribonucleico que son distintos en estructura y función. Así, los tipos de ARN son:
1. ARN mensajero. Está formado por una cadena de ribonucleótidos copiados
directamente del ADN. El ARN mensajero se produce a partir de la hebra patrón
del ADN y sirve como molde para dar transferencia a un aminoácido específico,
de acuerdo con el código genético.
2. ARN de transferencia. Está formado por una cadena de ARN que se pliega
formando tres lóbulos. En el lóbulo central se encuentra el triplete que se unirá
al codón del ARN mensajero, denominado anticodón.
3. ARN ribosomal. Está formado por varias subunidades que constituyen un complejo tridimensional. El ARN ribosomal acopla el codón de la cadena del ARN
mensajero con el anticodón del ARN de transferencia. Formación del ARN mensajero a partir de la copia de una cadena de ADN. Mensajero ARN codón.
Fig. 116
Fig. 115
124
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ACTIVIDAD 1
Completa el siguiente cuadro sobre las diferencias entre el ADN y el ARN. En
plenaria y bajo la dirección del profesor, comenten sus respuestas.
ADN
Ácido desoxirribonucleico
ARN
Ácido ribonucleico
Azúcar
Bases nitrogenadas
Estructura
Función
LECTURA
CÓDIGO GENÉTICO
¿Alguna vez le has escrito un mensaje secreto a alguno de tus amigos? Si es así,
tal vez hayas usado algún código para mantener el mensaje oculto. Por ejemplo, tal
vez hayas reemplazado letras de las palabras con números o símbolos siguiendo
un conjunto particular de reglas. Para que tu amigo pueda entender el mensaje, es
necesario que conozca el código y aplique el mismo conjunto de reglas, en reversa,
para decodificarlo.
Fig. 117
EL CÓDIGO GENÉTICO
Es la clave de tres letras o tripletes del
ARN mensajero, que significa un aminoácido específico. El anticodón es el triplete complementario al codón. El ARN de
transferencia contiene los anticodones y
el aminoácido específico del código. El
ARN mensajero contiene los codones,
mientras el ARN de transferencia posee
los anticodones. Las combinaciones de
tres letras para cuatro bases nitrogenadas distintas son por lo menos 64. De estos 64 tripletes, 3 son señales de “stop”,
Fig. 118
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
125
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
mientras que los 61 restantes tienen como significado uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas. Así, algunos aminoácidos son codificados por
varios codones.
Características del código genético
1. Es universal, pues en todos los seres vivos es el mismo, salvo en raras
excepciones.
2. Está formado por tripletes o codones que son tres ribonucleótidos del ARN.
3. Es degenerado, pues existen codones que se repiten para el mismo aminoácido.
TRANSCRIPCIÓN
Es la síntesis de ARN mensajero a partir de un segmento del ADN. El producto
final de ARN mensajero en procariontes se traduce en varios polipéptidos. En
eucariontes, el ARN mensajero es procesado; es decir, algunos segmentos son
eliminados. Los segmentos del ARN mensajero que son eliminados se llaman
intrones y los segmentos que quedan, y que finalmente se traducen en aminoácidos, se llaman exones.
Durante la transcripción intervienen diferentes enzimas capaces de detectar
el sitio de inicio de la síntesis de ARN mensajero por medio de una señal de
iniciación.
Posteriormente, se lleva a cabo la elongación, uniendo los ribonucleótidos
complementarios a la cadena de ADN, hasta que la señal de terminación provoca que el ARN deje de pegar ribonucleótidos.
El ARN mensajero en eucariontes se retira del núcleo a través de los poros de
la membrana y viaja por el retículo endoplásmico hasta el sitio donde los ribosomas llevan a cabo la traducción.
TRADUCCIÓN
Durante este proceso, el ARN mensajero se une a los ARN de transferencia
correspondientes para formar un polipéptido específico. La clave con que se
juntan los codones del ARN mensajero es el código genético. Los codones del
ARN mensajero se unen con los anticodones del ARN de transferencia por
complementariedad de bases; es decir, el codón AUG se une al anticodón UAC
y el aminoácido que se pega es la metionina.
El codón UUU se une al anticodón AAA y se pega fenilalanina. La traducción
también tiene una señal de inicio determinada por el ribosoma. Los factores de
iniciación reconocen el sitio AUG, con el que empieza la cadena de ARN.
En procariontes todos los codones AUG dentro del ARN mensajero generarán
un sitio de inicio de polipéptido, por lo que se dice que el ARN mensajero es
policistrónico en procariontes.
En eucariontes existe solo un sitio de reconocimiento que es el inicio de la
cadena de ARN mensajero, donde se encuentra el codón AUG con el extremo.
La señal de terminación está dada por los codones.
126
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Fig. 119
El ADN de todos los organismos contiene la información genética para que sean
sintetizadas todas las proteínas del ser vivo. El ADN lleva la secuencia de nucleótidos que serán copiados por el ARN mensajero durante la transcripción. Una vez
formado el ARN mensajero, este será traducido por el ARN de transferencia a una
secuencia de aminoácidos que formará la proteína especificada por el ADN. La
síntesis de proteínas se lleva a cabo a través de la transcripción (síntesis de ARN
mensajero) y la traducción (síntesis de polipéptido).
La síntesis del ARN sigue algunas de las reglas de la síntesis del ADN; por
ejemplo:
•
Los nucleótidos se unen uno por uno.
•
Los nucleótidos se unen por el extremo 3’ de la cadena en crecimiento.
•
Cada nucleótido que se va a enlazar contiene 3 fosfatos que al romperse
generan la energía necesaria para que se una al extremo 3’ de la cadena en
crecimiento.
•
La ARN polimerasa es responsable de la unión de los ribonucleótidos que harán
crecer la cadena.
•
Los ribonucleótidos que se van a enlazar se eligen por complementariedad de
bases: donde el ADN tiene nucleótido de adenina, se une nucleótido de uracilo;
donde hay guanina, se pega citosina, y viceversa.
•
La síntesis de proteínas no sigue la ley del todo o nada, sino que hay una señal
de inicio y una señal de terminación de la formación del ARN mensajero.
•
La cadena de ARN se inicia por sí misma sin necesidad de un cebador. No existe analogía con los fragmentos de Okazaki, pues el ARN formado es de una sola
cadena y únicamente se lee una de las hebras del ADN.
Importancia del descubrimiento del código genético en el campo de la Biología
Molecular y la Ingeniería Genética
La aplicación del conocimiento sobre el código genético permitió advertir las secuencias de ADN a través de la secuencia de ARN mensajero y el orden de los
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127
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
aminoácidos en las proteínas mucho antes de que se conociera la secuencia de
nucleótidos del ADN directamente.
Este conocimiento posibilitó detectar la causa de enfermedades a nivel molecular,
por lo que los tratamientos de padecimientos genéticos se concentraron en analizar
la estructura de la proteína defectuosa y tratar a los enfermos aplicándoles la proteína adecuada.
INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA
En el caso de la diabetes, la secuencia
de ADN que produce
la insulina humana se
insertó en el genoma
de bacterias para que
produjeran la insulina
funcional.
Desde 1978, se cuenta con insulina humana producida por bacterias para la atención
de los diabéticos. La
Fig. 120
alteración del genoma
de un organismo insertando genes de otra especie se denomina tecnología del ADN
recombinante. En la industria farmacéutica se requiere la mayor eficiencia en el proceso de extracción de las sustancias químicas que producen los microorganismos y
otros seres vivos. De este modo, para esta industria la ingeniería genética permite
obtener grandes cantidades de un producto.
ACTIVIDAD 2
Contesta las siguientes preguntas. En plenaria y bajo la dirección del profesor, expón tus respuestas, discútanlas en clase. Autoevalúate y corrige tus
respuestas, en caso necesario.
1. Una molécula formada por dos cadenas de desoxirribonucleótidos se
llama:
a) Ácido desoxirribonucleico
b) Ácido ribonucleico
c) Ácido nucleico
d) Base nitrogenada
2. La molécula que contiene la información genética de una célula se
denomina:
128
BIOLOGÍA I
a) Ácido desoxirribonucleico
b) Nucleótido
c) Base nitrogenada
d) Adenina
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
3. La replicación es semiconservativa porque el ADN:
a) Conserva una hebra original y una nueva.
b) No conserva toda la información, pero sí una parte.
c) Solo se replica una parte del ADN.
d) Conserva una réplica formada por cadenas nuevas.
4. Las moléculas formadas por cadenas de nucleótidos se llaman:
a) Ribonucleótido
b) Ácido desoxirribonucleico
c) Ácidos nucleicos
d) Base nitrogenada
5. El ADN se nombra “doble hélice” porque:
a) Está formado por una cadena de nucleótidos que configuran una hélice.
b) Hay dos cadenas de nucleótidos enrollados formando una hélice.
c) El ADN se duplica constantemente durante la replicación.
d) Una cadena de ADN se enrolla formando una hélice doble.
6. El ADN se nombra “doble hélice” porque:
a) Las dos cadenas de nucleótidos contienen ribosa y desoxirribosa.
b) Las cadenas de nucleótidos se disponen en dirección contraria.
c) La dirección de las dos cadenas es la misma.
d) Una cadena de ADN es opuesta a la cadena de ARN.
7. Una molécula formada por un azúcar, un PO4 y una base nitrogenada
se llama:
a) ARN
b) ADN
c) Ácido nucleico
d) Base nitrogenada
8. Durante la síntesis de proteínas, la cadena de ADN sirve como:
a) Molde para que se sintetice la molécula de ARN mensajero.
b) Molde para que se sintetice la molécula de proteína.
c) Molde para que se sintetice la cadena de ARN ribosomal.
d) Molde para que se sinteticen los aminoácidos.
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129
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
9. En los seres vivos, la molécula que se encarga de trasmitir las características a la descendencia es:
a) Una cadena de ribonucleótidos
b) Una doble cadena de desoxirribonucleótidos
c) Una cadena de bases nitrogenadas
d) Adenina, timina, citosina y guanina
10. La unión de las cadenas del ADN se lleva a cabo por apareamiento de bases, que son:
a) Adenina con guanina y citosina con timina
b) Citosina con uracilo y adenina con guanina
c) Timina con adenina y guanina con citosina
d) Adenina con uracilo y citosina con guanina
FUNDAMENTOS DE LA TÉCNICA DEL ADN
RECOMBINANTE Y SU UTILIZACIÓN EN LA
INGENIERÍA GENÉTICA
ACTIVIDAD 3
Lee la siguiente lectura en clase y contesta en plenaria las siguientes
interrogantes.
El conocimiento de los
genes que comenzó desde que Watson y Crick
descubrieron la estructura del ADN, ha ido llevando a los investigadores
a descubrir la forma en
que estos se pueden modificar o insertar en otro
organismo para fines diversos.
Así ha surgido la Ingeniería Genética, una nueva
ciencia que desarrolla
técnicas para cortar genes, modificarlos, insertarlos y lograr que se
expresen dentro de otro
organismo. A toda esta
130
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 121
tecnología se ha llamado tecnología del ADN recombinante o Biotecnología. Productos de ella han sido plantas y los animales transgénicos y un gran número de
productos que se utilizan en la Medicina, la industria y la agricultura.
El desarrollo de las técnicas de ADN recombinante ofrece nuevas oportunidades
para la investigación, ya que simplifica la obtención de grandes cantidades de ADN
que codifican genes específicos, y facilita las investigaciones de la organización,
estructura y expresión génicas.
1. ¿ Qué es el ADN recombinante?
2. ¿Cuál es la importancia del ADN recombinante para la sociedad?
3. Escribe una conclusión acerca de la importancia de la utilización de las técnicas
de la Ingeniería Genética.
UN POCO DE HISTORIA
A partir de los años 70, se desarrollaron las herramientas de la Biología Molecular o
la Ingeniería Genética y esto ocurrió, en comparación con lo que fue el resto de la
historia de la ciencia, de forma muy rápida entre los años 70 y 80. En estas primeras
etapas, se estaba trabajando sobre la posibilidad de manipular los genes, es decir:
a. Tenerlos aislados.
b. Amplificarlos, en el sentido de tener muchas copias
de la misma secuencia.
c. Conocer la secuencia exacta, es decir el orden de
las bases de esos genes.
d. Una vez aislado, poderlo expresar fuera de su lo
calización natural, lo cual tendrá una enormidad
de otras aplicaciones.
La manipulación genética está basada en unas pocas propiedades del ADN que han
permitido avanzar en las técnicas. Recordemos: el hecho de que el ADN sea una
doble cadena, y las cadenas sean complementarias y que la complementariedad
Fig. 122
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131
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
de bases sea un requisito suficiente para que dos cadenas que estaban en simple
hebra se encuentren y se vuelvan a reconstituir es la base de la mayor parte de la
manipulación.
Dos simples cadenas de ADN reconstituyen una doble cadena unida por puentes
de hidrógeno basado simplemente en la complementariedad de bases, en el hecho
de que, si en una de las hebras hay una serie de nucleótidos con las bases GCAT
cualquier otra hebra que tenga CGTA, es decir complementaria, va a poder unirse y
reconstituir una doble cadena en determinadas condiciones de temperatura y de pH
dadas. Esta es una de las características básicas.
Ingeniería Genética: es una técnica que consiste en la introducción de genes en el
genoma de un individuo que carece de ellos. Se realiza a través de las enzimas de
restricción que son capaces de “cortar” el ADN en puntos concretos. Se denomina
ADN recombinante al que se ha formado al intercalar un segmento de ADN extraño
un ADN receptor. Por ejemplo, la integración de un ADN vírico en un ADN celular.
La Ingeniería Genética incluye un conjunto de técnicas biotecnológicas, entre las
que destacan:
•
Tecnología del ADN recombinante: con la que es posible aislar y manipular un fragmento de ADN de un organismo para introducirlo en
otro.
•
Secuenciación del ADN: técnica que permite saber el orden o secuencia de los nucleótidos que forman parte de un gen.
•
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): con la que se consigue
aumentar el número de copias de un fragmento determinado de ADN,
por lo tanto, con una mínima cantidad de muestra de ADN, se puede
conseguir toda la que se necesite para un determinado estudio.
Se abre un campo que ofrece, además, la posibilidad de utilizar plantas y animales
transgénicos, así como microorganismos modificados genéticamente para producir
fármacos u otros productos de utilidad para el hombre, entre los que se pueden
citar: la insulina humana, la hormona del crecimiento, interferones, la obtención de
nuevas vacunas o la clonación de animales. Una puerta abierta que no nos debe
hacer olvidar el impacto perjudicial que un uso inadecuado podría provocar en el ser
humano y en el propio planeta.
TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE
Esta tecnología permite obtener fragmentos de ADN en cantidades ilimitadas, que
llevarán además el gen o los genes que se desee. Este ADN puede incorporarse a
las células de otros organismos (vegetales, animales, bacterias) en los que se podrá
“expresar” la información de dichos genes. (De una manera muy simple podemos
decir que “cortamos” un gen humano y se lo “pegamos” al ADN de una bacteria; si
por ejemplo es el gen que regula la fabricación de insulina, lo que haríamos al ponérselo a una bacteria es “obligar” a esta a que fabrique la insulina. Por tanto, en la
tecnología del ADN recombinante podemos diferenciar cuatro etapas básicas:
132
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
•
•
•
•
Corte específico del ADN mediante enzimas de restricción.
Vector de transferencia.
ADN ligasas.
Inserción del vector con el ADN recombinante en la célula hospedadora.
En la primera etapa del corte específico del ADN mediante enzimas de restricción, estas
enzimas se aislaron en bacterias y se identifican con distintos nombres, siendo lo característico de ellas estos dos principios:
Cada enzima de restricción reconoce una secuencia específica de nucleótidos y corta en
ese punto cada una de las cadenas de ADN.
Los extremos libres que quedan se llaman extremos pegajosos, porque pueden unirse a
otros fragmentos de ADN que hayan sido cortados por la misma enzima de restricción.
En los siguientes dibujos puede observase cómo actuarían estas enzimas:
Fig. 123
En este esquema se indica el lugar en el que corta la enzima de restricción. Se aprecia la
actuación en ambas hebras.
En este esquema se observa el resultado de la actuación de la enzima de restricción. Ha
quedado rota la molécula de ADN, quedando unos bordes pegajosos por donde puede
unirse este ADN, con otro aunque sea de una especie diferente.
Fig. 124
Los fragmentos obtenidos después de la actuación de las distintas enzimas de restricción,
se pueden separar por tamaños, es decir, según el número de pares de nucleótidos que
llevan, mediante la técnica de electroforesis y así estudiar los distintos trozos. Según donde se hallen las secuencias de reconocimiento, un gen
determinado puede estar fragmentado en varios trozos, o
bien un trozo puede contener varios genes, posibilidades
que hay que confirmar.
•
En el proceso de la electroforesis se prepara una
mezcla de fragmentos de ADN y se ponen en distintas soluciones. Los fragmentos se desplazan en
relación inversa con su tamaño, los fragmentos más
pequeños se mueven rápidamente, mientras que los
grandes lo hacen muy lentamente.
Fig. 125
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
133
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE Y SUS APLICACIONES
En las últimas décadas, la tecnología de recombinación del ADN también conocida
como Ingeniería Genética, o más acertadamente recombinación genética in vitro,
ha revolucionado la Biología. El campo de la salud es uno de los más beneficiados
con el desarrollo de esta tecnología. Las investigaciones que se realizan en este
área están enfocadas al diagnóstico oportuno de enfermedades, así como su posible tratamiento a través de la terapia con moléculas recombinantes e introducción
de genes. Además, la manipulación de genes proporcionará en el futuro una herramienta fundamental para la eliminación de enfermedades mortales para el hombre.
APLICACIONES
INDUSTRIA DE ALIMENTOS
Cada día en los supermercados del mundo, las perchas se llenan de productos desarrollados a partir de organismos genéticamente alterados. La industria alimenticia
ha encontrado en la Ingeniería Genética una forma de abaratar costos, aumentar
la producción y encontrar nuevos productos elaborados mediante la investigación
genética.
AGRICULTURA
La tecnología de recombinación celular ha logrado alterar el genotipo de las plantas
con el objetivo de hacerlas más productivas, resistentes a plagas o más nutritivas.
Estos productos son los llamados OGM (organismos genéticamente modificados) o
transgénicos.
Fig. 126
DIAGNÓSTICO DE ENFERMEDADES HEREDITARIAS
La información genética no es solo relevante para el paciente afectado, sino también para la familia inmediata y sus futuros descendientes. La prevención del cáncer
y el mantener una buena calidad de vida de estos pacientes son los objetivos principales. Por eso el diagnóstico precoz a través del análisis de la secuencia del gen
logró extender y mejorar la calidad de vida de los pacientes. También es relevante
el conocimiento de qué tipo de mutación presentan los pacientes, ya que ayuda a
predecir la severidad de la enfermedad, dado que la ubicación de la mutación puede
afectar.
POLIMORFISMOS DEL ADN
Los polimorfismos en el genoma sirven como base para el uso de técnicas de ADN
recombinante en el diagnóstico de enfermedades. Los polimorfismos son variaciones en las secuencias de ADN. En el genoma humano pueden encontrarse millones
de diferentes polimorfismos. Los primeros en ser identificados involucraban mutaciones puntuales, la sustitución de una base por otra, pero también pueden ser
deleciones e inserciones. Algunos polimorfismos, que ocurren dentro de la región
codificante de genes y otros que se encuentran en regiones no codificantes estrechamente relacionadas con genes, están involucrados en la etiología (causa) de
enfermedades heredables.
134
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
El análisis de ADN hace posible examinar variaciones en la secuencia de ADN entre
individuos y entre especies. Se pueden realizar estos estudios a dos niveles: estudiar la variación en sitios reconocidos por enzimas de restricción (por RFLP, técnica
que está en desuso actualmente) y en un nivel más preciso, métodos de secuenciación del ADN que permiten analizar la variación del ADN base por base.
INVESTIGACIÓN FORENSE (LA HUELLA GENÉTICA)
La huella genética se utiliza en la
medicina forense para identificar a
los sospechosos con muestras de
sangre, cabello, saliva o semen.
También ha dado lugar a varias exoneraciones de condenados. Igualmente se utiliza en aplicaciones
como la identificación de los restos
humanos, pruebas de paternidad, la
compatibilidad en la donación de órganos, el estudio de las poblaciones
de animales silvestres, y el establecimiento del origen o la composición
de alimentos. También se ha utilizado para generar hipótesis sobre las
migraciones de los seres humanos
en la prehistoria.
Fig. 127
REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA
Esta reacción es conocida como PCR por sus siglas en inglés (polymerase chain
reaction), es una técnica de Biología Molecular desarrollada en 1983 por Kary Mullis. Su objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN
particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una única copia de ese
fragmento original, o molde.
Esta técnica sirve para amplificar un fragmento de ADN; su utilidad es que tras la
amplificación resulta mucho más fácil identificar con una muy alta probabilidad, virus
o bacterias causantes de una enfermedad, identificar personas (cadáveres) o hacer
investigación científica sobre el ADN amplificado. Estos usos derivados de la amplificación han hecho que se convierta en una técnica muy extendida, sobre todo en
el ámbito de la investigación forense, con el consiguiente abaratamiento del equipo
necesario para llevar a cabo dicha técnica.
VACUNAS
Antes del advenimiento de la tecnología de ADN recombinante, las vacunas se producían a partir de agentes infecciosos, los cuales eran previamente destruidos o
atenuados (alterados de tal manera que no podían multiplicarse en un individuo
inoculado). Ambos tipos de vacunas eran potencialmente peligrosas debido a que
podían estar contaminadas con el agente infeccioso vivo.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
135
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
En efecto, en un pequeño número de casos, la enfermedad fue causada por la
vacunación. Debido a que el sistema inmunitario humano responde a proteínas antigénicas de la superficie del agente infeccioso, se hizo muy atractiva la posibilidad
de producir esos antígenos por técnicas de ADN recombinante. Por estas técnicas,
las proteínas pueden producirse completamente libres del agente infeccioso y se
elimina así todo riesgo de infección.
La primera vacuna recombinante que fue producida de forma satisfactoria fue la
vacuna contra el virus de la hepatitis B. La primera vacuna disponible contra la hepatitis B contenía virus de hepatitis B (HBV) químicamente inactivado. El virus había
sido obtenido de sangre de individuos que se sabía eran portadores de HBV.
Más tarde, se usaron vacunas en las que el virus permanecía vivo, pero había sido
alterado como para que no se multiplicara más en el individuo inoculado (atenuado).
Ambas vacunas, la de virus inactivado y la de virus atenuado, son potencialmente
peligrosas porque pueden estar contaminadas con HBV infectivo.
Las nuevas vacunas, comercializadas desde 1987, fueron obtenidas por técnicas
de recombinación de ADN. Ya que esta vacuna consiste únicamente en la proteína
de superficie del virus, antígeno contra el cual responde el sistema inmune, no hay
riesgo de infección por HBV. El virus contiene un antígeno de superficie (HBsAg,
llamado también antígeno australiano) cuyo ADN ha sido aislado.
DIAGNÓSTICO CLÍNICO
La investigación médica ha recibido de la Ingeniería Genética los conocimientos
necesarios para identificar genes que producen enfermedades catastróficas o incurables. Estos genes pueden ser diagnosticados de manera precoz y curados o
evitados, según el caso.
MEDICINA
Algunas proteínas obtenidas por técnica de ADN recombinante con el desarrollo de
métodos permiten la transferencia de genes específicos de una célula a otra, y la
inducción de la expresión de los mismos en el nuevo hospedador.
La industria farmacéutica ha adquirido una gran potencialidad. Algunas compañías
farmacéuticas han empezado ya la producción de polipéptidos humanos por bacterias o levaduras.
Un ejemplo de estos polipéptidos producidos son hormonas como la insulina, hormona del crecimiento, glucagón, interferón, factores de la coagulación, factor VIII,
etc. Estos productos se encuentran comúnmente en venta en las farmacias y son
producidos por técnicas de Biotecnología.
La aplicación de las técnicas de ADN recombinante a la fabricación de insulina ha
disminuido sustancialmente el precio de dicha hormona. La insulina que era utilizada corrientemente en la terapia de la diabetes se extraía del páncreas de vaca o
cerdo.
Dicha insulina difiere ligeramente en su secuencia de aminoácidos de la insulina
humana, y aunque la mayoría de dichas insulinas controlan los principales síntomas
del diabético, pueden presentarse efectos secundarios, como el deterioro renal y de
136
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
la retina; y generar alergias u otro tipo de reacciones inmunológicas. Esta metodología se utilizó para la producción de la hormona del crecimiento humana (hGH) y
de interferones.
La deficiencia en hormona del crecimiento hipofisaria conduce a una forma de enanismo que puede tratarse por administración de la hormona. Dicha hormona es
característica de cada especie; la fuente de la que se la obtenía anteriormente eran
cadáveres humanos. Su escasa disponibilidad, aún a pesar de sus muchas aplicaciones clínicas, ha constituido un factor condicionante del desarrollo de la investigación sobre la misma.
TERAPIA GÉNICA
Se define como la transferencia in vivo o ex vivo de una secuencia genética para reemplazar material genético defectuoso o conferir una nueva actividad a la célula. Al
principio, se pensó que era un procedimiento apropiado solo para el tratamiento de
enfermedades de origen hereditario, pero actualmente está en experimentación en
enfermedades cardiovasculares, SIDA, cáncer, autoinmunidad y otras patologías.
Esta terapia ha tenido resultados buenos en animales de laboratorio, y la bioseguridad de la transferencia genética ha sido comprobada, dependiendo del tejido
afectado. En humanos, se han logrado algunos éxitos en patologías asociadas al
pulmón y a tumores de piel, pero la gran mayoría de tratamientos se encuentran
en fase experimental en animales de laboratorio y en pacientes en los que otros
tratamientos no fueron efectivos. Igualmente, esta nueva terapia abre nuevos interrogantes éticos y sociales.
LIMPIEZA AMBIENTAL
La tecnología de recombinación de ADN está siendo utilizada para restaurar ambientes contaminados, mediante la utilización de seres vivos (microorganismos)
modificados genéticamente que pueden producir la degradación de basura, derivados de petróleo o desechos industriales tóxicos.
BIOTECNOLOGÍA
La vida en el planeta cada vez se ve más
acechada por amenazas que en su mayoría el mismo hombre ha ocasionado
como el cambio climático, contaminación,
enfermedades, escasez de alimento, entre otras muchas; las cuales en ocasiones
son contrarrestadas por mecanismos propios de la naturaleza; sin embargo, debido a que esto no es suficiente, el mismo
hombre ha tenido que generar alternativas para solventar estas situaciones.
¿Cuáles han sido estas alternativas creadas por el hombre? ¿Cómo lo ha logrado?
Fig. 128
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137
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
ACTIVIDAD 4
Explica con tus palabras lo que entiendes por Biotecnología y cuáles han sido
las primeras aplicaciones de esta en beneficio de la humanidad.
1. La Biotecnología.
2. Sus primeras aplicaciones en beneficio de la humanidad han sido:
3. ¿Cuáles son los productos obtenidos de la Biotecnología en beneficio de la
sociedad?
Si la Biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde la
antigüedad, ¿cómo he evolucionado y en qué variedad de
áreas el hombre la aplica?
LECTURA
Actualmente, la elaboración
de bebidas alcohólicas, pan,
queso y yogur, aunque se
pueden elaborar a nivel casero, su producción masiva
se realiza a nivel industrial;
sin embargo, su elaboración
tiene su origen desde hace
miles de años.
Fig. 129
138
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
UN POCO DE HISTORIA
El término “biotecnología” es relativamente nuevo para el público amplio. Pero, la
Biotecnología está presente en la vida cotidiana más de lo que la gente se imagina.
De hecho, la biotecnología es una actividad antigua, que comenzó hace miles de
años cuando el hombre descubrió que al fermentar las uvas se obtenía un producto como el vino. También es Biotecnología la fabricación de cerveza a partir de la
fermentación de cereales que el hombre empezó a elaborar hace 4000 años, y la
fermentación de jugo de manzanas para la fabricación de sidra. En estos procesos
intervienen microorganismos que transforman componentes del jugo de frutas o
de cereales en alcohol. También es Biotecnología la fabricación de pan mediante
el uso de levaduras, la elaboración de quesos mediante el agregado de bacterias,
y también de salames. El yogur también es un producto que se obtiene mediante
procesos biotecnológicos desde la Antigüedad.
Aunque en ese entonces los hombres no entendían cómo ocurrían estos procesos,
ni conocían la existencia de microorganismos, podían utilizarlos para su beneficio.
Estas aplicaciones constituyen lo que se conoce como Biotecnología tradicional y
se basa en la obtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos
microorganismos. Se puede definir la Biotecnología tradicional como “la utilización
de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre”.
Los procesos biotecnológicos han avanzado a través del tiempo y los campos de su
aplicación se han extendido en el último siglo.
La Biotecnología puede ser subdividida en Biotecnología tradicional que utiliza organismos para la obtención de productos y Biotecnología moderna que utiliza técnicas
de la Ingeniería Genética (metodologías que modifican los genes de un organismo y
los transfieren a otro organismo para que se efectúe la acción deseada para la cual
se modificó el gen). Las dos formas de biotecnologías contribuyen en diferentes
aspectos de la vida del hombre, mejorando su calidad de vida.
El estudio de los genes a nivel molecular y los mecanismos de herencia por medio
de herramientas de Biología Molecular se denomina Genética Molecular. La Genética Molecular incluye casos como estudiar qué genes de una bacteria están involucrados en su capacidad de ser patógena, o cuáles son las rutas genéticas para la
síntesis de una cierta sustancia en un organismo, o realizar un mapa genético para
una cierta especie en el cual se indiquen distancias entre pares de bases dentro de
un cromosoma, entre otras posibilidades.
La Genética Molecular permite conocer los genes involucrados en distintos procesos celulares. La comprensión de estos procesos puede resultar de interés para su
aplicación industrial o agrícola. La investigación de Genética Molecular es el primer
paso que permite caracterizar genes a nivel molecular y funcional, información que
se aplicará en la producción industrial.
La Ingeniería Genética aplica las herramientas de la Biología Molecular para la
construcción de fragmentos de ADN recombinantes con genes de interés y la inserción de los mismos en otros organismos.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
139
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
BENEFICIOS DE LA BIOTECNOLOGÍA EN DIFERENTES CAMPOS
En la actualidad, en el área médica se utilizan una serie de proteínas provenientes de
organismos transgénicos (técnicamente proteínas recombinantes) para el tratamiento de
distintas enfermedades. Por ejemplo, la diabetes es tratada con insulina humana producida en bacterias (es decir insulina obtenida a partir de bacterias transgénicas), permitiendo
tratar esta enfermedad a bajo costo.
Existe una diversidad de proteínas recombinantes que se emplean como fármacos para
el tratamiento de diversas patologías en seres humanos. También pueden producirse antígenos y anticuerpos como proteínas recombinantes, que se emplean en sistemas de
diagnóstico de diversas enfermedades en Chile y el mundo.
Por otro lado, algunas enzimas y aditivos utilizados en el procesamiento de los alimentos
se obtienen desde hace años mediante técnicas de ADN recombinante, es decir, se obtienen a partir de organismos transgénicos.
El examen genético es “el análisis del ARN, los cromosomas (ADN), las proteínas, y los
procesos metabólicos para detectar enfermedades hereditarias, relacionándose con el
genotipo, las mutaciones, el fenotipo, o el cariotipo, con propósitos clínicos” (Holtzman
& Watson, 1997). Puede proveer información acerca de los genes de una persona y de
sus cromosomas a lo largo de su vida. Las clases de pruebas actualmente disponibles
incluyen: monitoreo de los recién nacidos, exploración complementaria, examen del portador, examen prenatal, examen predictivo, huella genética, exámenes de investigación,
examen de diagnóstico, examen forense y examen de búsqueda.
Por su parte, la modificación genética en la fabricación del vino se ha aplicado a las levaduras viníferas. Existen algunas levaduras transgénicas que permiten la producción
de ácido láctico para mejorar problemas de baja acidez. Otro ejemplo son las levaduras
transgénicas que llevan a cabo la fermentación maloláctica (conversión del ácido málico
en ácido láctico), la cual produce una disminución de la acidez y una mayor estabilidad
microbiológica del vino. También existen levaduras transgénicas capaces de incrementar
los aromas varietales por medio de la liberación de terpenos.
En el caso de la producción de cerveza, se ha incorporado a las levaduras genes procedentes de Trichoderma reesei o de T. longibrachiatum que expresan una enzima β-glucanasa que resuelve un problema importante de la fabricación de la cerveza como es el
representado por la colmatación y acúmulo de β-glucanos procedentes de la cebada, que
exige la limpieza de los tanques y un importante gasto desde el punto de vista técnico.
También se han obtenido cepas de levadura de cerveza que portan un gen de S. diastaticus que expresa una glucoamilasa, la cual se caracteriza por degradar las dextrinas
y el almidón, responsables de la gran carga energética de la cerveza (especialmente de
algunos tipos) obteniéndose de esta manera un tipo de cerveza baja en calorías.
¿EN QUÉ ÁREAS SE APLICAN TÉCNICAS BIOTECNOLÓGICAS?
La Biotecnología presenta muchos campos de aplicación.
El sector comercial e industrial encuentra una gran ventaja en la aplicación de
las técnicas biotecnológicas. Podemos decir que el campo de utilidad para estos
sectores es inmenso:
140
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Aplicaciones terapéuticas: productos farmacéuticos (antibióticos, vacunas), hormonas y terapias génicas.
Diagnósticos de enfermedades en humanos, agricultura y ganadería, calidad de
alimentos y calidad ambiental.
Alimentación: mejora de procesos tradicionales de obtención de alimentos y bebidas, nuevos alimentos, aditivos alimentarios, conservadores, colorantes, etc.
Producción de alimentos transgénicos: se denominan alimentos transgénicos a
los obtenidos por manipulación genética que contienen un aditivo derivado de un
organismo sometido a Ingeniería Genética; también se llaman así a aquellos que
son resultado de la utilización de un producto auxiliar para el procesamiento, creado
gracias a las técnicas de la Ingeniería Genética.
Actualmente existe mucha polémica en torno a los alimentos transgénicos, ya que
se ha presentado evidencia de su toxicidad para la salud y el ambiente. Las grandes
compañías biotecnológicas lo niegan, pero la tendencia de consumo de la población
informada se dirige hacia la obtención de alimentos orgánicos libres de OGM (libres
de organismos genéticamente modificados).
En países de América Latina y la India entre otros muchos, así como comunidades
indígenas, viven en una lucha constante por prohibir la entrada de cultivos transgénicos a sus territorios, ya que contaminan a los cultivos originales, pero industrias líderes en el ramo de la Biotecnología como Monsanto quieren expandirse por todo el
mundo y privatizar la semilla para tener el control de la alimentación a nivel mundial.
Medio ambiente: tratamiento de residuos urbanos, agrícolas e industriales, para
biorremedio y biorreparación, producción de energía a partir de biomasa.
Por otro lado, la aplicación de cultivos transgénicos, producto de la Biotecnología
representan grandes daños ambientales: cuando las grandes empresas producen
y venden solo unas cuantas variedades de semillas y luego convencen a los agricultores de todo el mundo para que sólo utilicen estas semillas, se pueden perder
muchas clases de plantas, perjudicando la seguridad alimentaria. Pero el efecto
más dañino de los cultivos transgénicos al medio ambiente es la pérdida de la biodiversidad, que es esencial para la salud del medio ambiente.
ACTIVIDAD 5
En equipo realicen una consulta bibliográfica con imágenes sobre la Biotecnología
en los campos: ganadería, agricultura, industria alimentaria, medicina, ambiental;
indicando los beneficios y aspectos negativos de la biotecnología en sus diferentes campos. Presenten ante el grupo.
Señalen dentro de su exposición la aplicación de la Ingeniería Genética como un
método para modificar el material genético, expresando la utilidad de la misma
para el desarrollo de la Biotecnología moderna en el área que les tocó exponer
a sus compañeros. Pueden consultar en libros recomendados por su profesor o
utilizar información en la web.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
141
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
Información básica sobre Biotecnología:
http://www.comunicacion.amc.edu.mx/?page_id=166
Biotecnología, un poco de historia:
http://www.scribd.com/doc/2368119/Biotecnologia-un-poco-de-historiaLa Biotecnología:
http://www.monografias.com/trabajos14/biotecnologia/biotecnologia.shtml
Historia de la Biotecnología:
http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_biotecnolog%C3%ADa
Introducción al mejoramiento tradicional y la Biotecnología moderna:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=5
¿Qué se oculta detrás de la Biotecnología?:
http://almargen.com.ar/sitio/seccion/tecnologia/biotec/index.html
El lado oscuro de la revolución biotecnológica en América Latina:
www.biodiversidadla.org/Documentos/El-lado-oscuro-de-la-revolucion-biotecnologica-en-America-Latina
LECTURA
INDUSTRIA FARMACÉUTICA
¿La industria farmacéutica crea una gran variedad de medicamentos? ¿Cómo
logra esto?
La industria farmacéutica ha optado por el camino de la Ingeniería Genética o metodología del ADN recombinante. Mediante esta metodología, es posible obtener enormes
cantidades de una proteína, aislada de todos los componentes celulares del organismo
de origen. Esto se consigue por introducción y expresión del gen de interés en un organismo hospedador fácil de cultivar. Este organismo se denomina entonces “organismo
genéticamente modificado” o “transgénico” y la proteína obtenida, “proteína recombinante”. Actualmente los organismos empleados con este fin son microorganismos (bacterias
y levaduras) y células de mamífero cultivadas in vitro, pero también es posible fabricar
Fig. 130 proteínas recombinantes en plantas y en la leche de animales como vacas y cabras.
La primera proteína recombinante aprobada como medicamento fue la insulina, en 1982,
para el tratamiento de pacientes con diabetes mellitus. Hasta ese entonces los pacientes
debían inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos; hoy varios laboratorios farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a partir de
levaduras. Los antígenos y los anticuerpos también pueden producirse como proteínas
recombinantes, y son empleados en la confección de kits o sistemas de diagnóstico de
diversas enfermedades.
Biotecnología y Medicina: Vacunas tradicionales y vacunas de nueva generación:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=29
Biotecnología y producción de antibióticos:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=51
Métodos diagnósticos en Medicina:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=68
Las células madre:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=83
Desventajas de la Biotecnología en la salud humana:
http://progresando-con-la-tecnologi.blogspot.mx/2008/12/desventajas.html
142
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
AGRICULTURA
Fig. 131
Fig. 132
Fig. 133
¿Para qué se modifican genéticamente las plantas?
ACTIVIDAD EXTRACLASE
Lee el siguiente texto y subraya las ideas principales para comentarlas en
clase para el cierre del tema.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
143
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
LOS CULTIVOS TRANSGÉNICOS
Una de las principales aplicaciones de la Ingeniería Genética es incorporar genes a
las plantas para conferirles cierta característica deseada. El empleo de la Ingeniería
Genética en vegetales es lo que se denomina Agrobiotecnología o Biotecnología
Vegetal. Otra aplicación de la Biotecnología Vegetal es el empleo de las plantas
como biorreactores o fábricas para la producción de medicamentos, anticuerpos,
vacunas, biopolímeros y biocombustibles.
La producción de una planta transgénica consta de dos etapas fundamentales denominadas transformación y regeneración. Se denomina transformación al proceso
en donde se inserta el gen que se introduce en el genoma de una célula de la planta
a transformar, y la regeneración consiste en la obtención de una planta completa a
partir de esa célula vegetal transformada.
Para introducir el nuevo gen en el genoma de la célula vegetal se utilizan fundamentalmente dos métodos. El más común utiliza una bacteria del suelo, Agrobacterium
tumefaciens, que en condiciones naturales es capaz de transmitir genes a las células vegetales. El método alternativo consiste en la introducción directa de los genes
en el núcleo de la célula vegetal. Para ello una de las técnicas más usadas es la de
disparar a las células microproyectiles metálicos recubiertos del ADN que penetran
en la célula e integran el nuevo ADN en su genoma. Una vez que una célula vegetal
ha sido transformada, es necesario regenerar la planta entera a partir de ella.
Algunas de las consecuencias de alterar genéticamente las plantas son las
siguientes:
Cuando las grandes empresas producen y venden solo unas cuantas variedades de semillas y luego convencen a los agricultores de todo el mundo para
que solo utilicen estas semillas, se pueden perder muchas clases de plantas,
perjudicando la seguridad alimentaria. Pero el efecto más dañino de los cultivos transgénicos al medio ambiente es la pérdida de la biodiversidad, que es
esencial para la salud del medio ambiente.
Pérdida del control natural de plagas. Algunos cultivos transgénicos se elaboran con plaguicidas que están dentro de ellos. Cuando los plaguicidas se usan
sin un control cuidadoso, las plagas que deben exterminar pueden volverse
resistentes a ellos.
Daño a la vida silvestre y al suelo. Los plaguicidas de los cultivos transgénicos
matan a los insectos y bacterias que son útiles y que viven en la tierra. También
pueden ser dañinos para las aves, murciélagos y otros animales que ayudan
en la polinización de plantas y control de plagas.
Efectos en las plantas cercanas. El polen de los cultivos transgénicos vuela
con el viento y se dispersa a otras plantas similares. Como las plantas transgénicas son nuevas, nadie sabe los posibles efectos que esta situación tendrá
en el largo plazo.
144
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Se recomienda ver los siguientes documentales:
No al maíz transgénico (Greenpeace):
http://www.youtube.com/watch?v=8a4vB0vdfEE
Biotecnología Vegetal:
http://www.ugr.es/~eianez/Biotecnologia/igvegetal-1.html
GANADERÍA
Fig. 134
Fig. 135
¿Solo en el área de ganadería se producen animales transgénicos?
Se recomienda ver el siguiente documental:
INGENIERÍA GENÉTICA - La Granja del
Dr. Frankenstein. Documental Completo en
Español.
http://www.youtube.com/watch?v=3ITNtgy6jeI
Fig. 136
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
145
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
ALIMENTACIÓN
Fig. 137
Fig. 138
EVALUACIÓN
Contesta en tu guía de actividades las siguientes interrogantes y coméntalas
en clase:
La fuente alimenticia de los seres vivos son otros seres vivos, así se forman
las cadenas alimenticias, sin embargo, ahora se habla de organismos transgénicos como fuente de alimento.
1. ¿Qué son los organismos transgénicos?
2. ¿Sabes si en los comercios de tu localidad se venden?
3. ¿Sabes si tú los has consumido?
4. ¿Dónde has escuchado hablar de los alimentos transgénicos?
146
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LECTURA
Los alimentos transgénicos derivan de organismos transgénicos o genéticamente
modificados, en los que se incluyen no solo cultivos vegetales o animales para el
consumo del hombre, sino además enzimas y aditivos obtenidos de microorganismos transgénicos que se utilizan en la elaboración y procesamiento de muchos de
los alimentos que ingerimos.
AMBIENTE
Fig. 139
Fig. 140
Fig. 141
Fig. 142
¿De qué manera podemos reducir o minimizar el daño ocasionado debido a la contaminación del agua, aire, suelo y la amenaza a las diferentes especies que conforman la biodiversidad de nuestro planeta?
Fig. 143
Biorremediación, organismos que limpian el ambiente:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=36
Biotecnología y la limpieza del ambiente:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=46
Plásticos biodegradables o bioplásticos:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=48
Los biocombustibles:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=58
La revolución verde y la Biotecnología:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=59
Técnicas de Biotecnología para la conservación de la biodiversidad:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=89
Biodiesel en el laboratorio escolar:
http://www.porquebiotecnologia.com.ar/index.php?action=cuaderno&opt=5&tipo=1&note=90
Impactos ecológicos de la biotecnología agrícola:
http://www.actionbioscience.org/esp/biotecnologia/altieri.html
ACTIVIDAD 6
Al finalizar las exposiciones, en plenaria integren en la siguiente tabla la información sobre el empleo, beneficios e implicaciones de la Biotecnología en las
diferentes áreas, elabora la tabla en tu cuaderno.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
147
Bloque IV
GENÉTICA MOLECULAR Y BIOTECNOLOGÍA
Áreas de empleo de la
Biotecnología
Agricultura
Beneficios
Implicaciones
Medicina
Ganadería
Medio ambiente
Alimentación
Biorremediación
A R G U M E N T O S A FAV O R
La tecnología genética ha hecho posible que
los alimentos sean más nutritivos, introduciendo ciertas características de plantas y animales,
por lo cual se espera que disminuya la mala
nutrición de muchos seres humanos e incluso
algunos entusiastas creen que, gracias a los alimentos transgénicos, se erradicará el hambre
del mundo, pues los frutos serán más nutritivos
y grandes.
Las plantas serán más resistentes tanto a plagas como a insecticidas, lo que permitirá que
los cultivos se aprovechen al máximo. De igual
manera, los animales aumentarían su resistencia al frío y a las enfermedades, esto ayudaría
a los campesinos a tener mejores ganancias.
Pueden crearse plantas capaces de vivir en
zonas desérticas o con suelo gastado, esto
ayudaría a que incluso en zonas alejadas o empobrecidas del mundo, donde cultivar es difícil
o imposible, se logre una mejor calidad en los
alimentos, pues las variedades de plantas que
se pueden cultivar serían mayores. Estas técnicas ayudarán a conservar especies en peligro
de extinción, pues habrá suficiente alimento
para todos y no habrá necesidad de consumir
más de lo que el mismo hombre produce, las
tierras que pertenezcan a las reservas ecológicas no serán invadidas (no habrá necesidad de
talar la selva pues se podrá sembrar en tierras
gastadas).
ARGUMENTOS EN CONTRA
Aunque los experimentos demuestran que la calidad nutritiva de los
alimentos transgénicos es considerablemente más alta, no se ha podido demostrar que estas alteraciones sean inofensivas para el ser
humano. Algunas consecuencias inesperadas pueden ser alergias,
resistencia a antibióticos, etc.
La mayor parte de los insecticidas son fabricados por las mismas empresas que ahora promueven la investigación genética, éstas cobran
por las patentes de sus semillas, por las mejoras que realizaron en el
ganado, etcétera. Cuando las plantas y los animales desarrollan resistencia a enfermedades o plagas, estas se vuelven más fuertes y se
convierten en un peligro no sólo para los seres humanos sino también
para la fauna silvestre.
El equilibrio ecológico puede verse afectado: se ha demostrado que
al introducir nuevas especies en ambientes que les son desconocidos, trae como consecuencia problemas en el ecosistema. En caso
de que estas fueran adaptables, podrían propagarse y convertirse en
una plaga que destruiría plantas nativas, pues lucharían por espacio, agua, luz, etc. Los animales que llegaran a alimentarse de estas
plantas se verían en dificultades; y si comen plantas nuevas pueden
multiplicar su número de forma alarmante.
El problema más inmediato de estos productos, y que comienza a
amenazar a México, es que la patente es de empresas privadas.
Como se mencionó antes, las empresas que las producen, las venden y cobran por cada una de las semillas, esto puede agravar la
situación del campo, sobre todo en los países más pobres del mundo,
pues los pequeños productores y campesinos tendrán que pagar no
solo por las semillas que compren a estas empresas, sino por aquellas que nazcan en sus campos. Además, la conservación de estas
especies tendría un costo muy alto, la pregunta es ¿quién pagará
para protegerlas?
Fig. 144
148
BIOLOGÍA I
Fig. 145
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 146
EVALUACIÓN
1. ¿Cómo se fabricaba el vino en la antigüedad?
2. ¿Cuál es la importancia del pan en nuestra cultura?
3. ¿A qué se denomina Biotecnología tradicional?
4. Describe algunos ejemplos de productos que se obtienen a través de la Biotecnología tradicional, y que se emplean en diferentes industrias.
5. El proceso de traducción consiste en:
A) Producir una copia del ADN
B) Producir nuevo ADN
C) Interpretar la información y producir una proteína D) Todas las anteriores son correctas.
6. Un gen es:
A) Un triplete
B) Un segmento de ADN para hacer una proteína
C) Un codón
D) Un cromosoma
7. Enzima que participa en la replicación del ADN:
A) Ribonucleasa
B) ADN polimerasa
C) Enzima de restricción
D) ADN
8. Los nucleótidos del ADN tienen los siguientes componentes, excepto:
A) Timina
B) Fosfato
C) Desoxirribosa
D) Uracilo
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149
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
Competencias
genéricas
6. Sustenta una postura personal sobre temas de
interés y relevancia general, considerando otros
puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
CG 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y discrimina entre
ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad.
CG 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus
puntos de vista al conocer nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo
con el que cuenta.
disciplinares básicas
CDBE 2. Fundamenta opiniones
sobre los impactos de la ciencia y
la tecnología en su vida cotidiana,
asumiendo consideraciones éticas.
CDBE 6. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre
diversos fenómenos naturales a
partir de evidencias científicas.
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
PROPÓSITO DEL BLOQUE
Explica la división en el nivel de organización celular, con procesos
degenerativos, de crecimiento y reparación de los tejidos,
valorando la importancia de las técnicas biológicas al servicio de
la salud humana.
INTERDISCIPLINARIEDAD
TRANSVERSALIDAD
●● Física I
●● Eje transversal social
●● Matemáticas III
●● Eje transversal de la salud
●● Eje transversal ambiental
●● Eje transversal de habilidades lectoras
APRENDIZAJES ESPERADOS
•
Comprueba el proceso de mitosis de forma creativa, identificándola en diversos seres vivos.
•
Ejemplifica el ciclo celular favoreciendo su pensamiento crítico, señalando su importancia y
relación con sus posibles alteraciones.
•
Examina la meiosis de la mitosis señalando su importancia a través de la expresión de ideas y
conceptos, mostrando su papel en la reproducción sexual.
•
Explica la diferenciación celular, favoreciendo su pensamiento crítico sobre el uso ético de las
células madre en la medicina.
CONOCIMIENTOS
●● Reproducción celular:
• Mitosis como proceso de
regeneración, crecimiento y
reemplazo.
●● Ciclo celular:
• Cáncer y enfermedades crónico-degenerativas, causas,
efectos y técnicas para su
tratamiento.
• Meiosis, división celular relacionada con la reproducción
sexual.
• Diferenciación celular: Células madre o troncales.
HABILIDADES
●● Describe la importancia de la mitosis
como proceso de regeneración, crecimiento y reemplazo.
●● Analiza el proceso del ciclo celular y sus
implicaciones.
●● Distingue la fase que da lugar a las alteraciones en el ciclo celular y sus consecuencias en el organismo, así como su
tratamiento.
●● Reconoce las células que se reproducen
por meiosis como parte importante del
proceso de reproducción sexual de algunos organismos.
ACTITUDES
●● Muestra flexibilidad y apertura a
diferentes puntos
de vista.
● ● Expresa
ideas
y conceptos favoreciendo
su
creatividad.
●● Favorece su pensamiento crítico.
●● Identifica a las células madre como una
alternativa en la medicina actual.
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
151
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
INTRODUCCIÓN
En este bloque conocerás los tipos de reproducción en los diferentes
seres vivos, los procesos que involucran la reproducción celular y, finalmente, conocerás los distintos logros científicos en el área de la
reproducción celular, sus implicaciones en los distintos rubros como
son Medicina, ambiental, agricultura y ganadería.
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Para que puedas valorar qué conocimientos, habilidades y actitudes has adquirido
sobre la Biología hasta este momento, responde las siguientes preguntas:
1. ¿Para qué se reproducen los seres vivos?
2. ¿Qué relación existe entre el crecimiento y la reproducción?
3. ¿Qué factores condicionan el éxito de la reproducción?
4. Define qué entiendes por reproducción celular.
5. ¿La enfermedad conocida como cáncer tiene alguna relación con la reproducción
celular?
152
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LECTURA
CICLO CELULAR
¿En qué consiste un ciclo celular?
Todos los seres vivos se forman de células. Los más pequeños son unicelulares (microorganismos); en cambio, los organismos superiores, plantas, animales y humanos, son organismos pluricelulares, por lo que la célula es la unidad básica de vida.
Todos los seres vivos se reproducen para generar descendientes y perpetuar las
especies. ¿Pero qué sucede con las células del cuerpo, también se reproducen?
INICIO
Lee con atención el siguiente texto y contesta lo que se te pide.
En la naturaleza, los procesos son cíclicos: los organismos nacen, crecen se reproducen y mueren, y este ciclo se repite una y otra vez. Cada uno de estos procesos
tiene una serie de particularidades, por ejemplo, para nacer se requiere que existan
progenitores, dos progenitores si el organismo es resultado de una reproducción
sexual, o un progenitor si es resultado de una reproducción asexual. Otra particularidad es que los progenitores no pueden reproducirse inmediatamente después de
nacer, requieren primero crecer y madurar para poder reproducirse.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: los seres humanos se reproducen sexualmente.
¿Cómo se reproducen las células de nuestro cuerpo? ¿Cómo se preparan estas
células para su reproducción?
La reproducción es un tema que desde tiempos muy antiguos ha captado la atención de los seres humanos debido a la importancia que tiene en nuestra vida. Ahora
sabemos que la reproducción está basada en la unión de células,óvulos y espermatozoides en el caso del ser humano y otros seres vivos que contienen los cromosomas, largas cadenas de ADN con la información necesaria para procrear un nuevo
individuo que heredará las características de sus padres.
REPRODUCCIÓN CELULAR
Cuando un organismo se reproduce, en realidad lo que ha hecho es reproducir sus
células. Para entender la reproducción de cualquier ser vivo, lo primero que necesitamos es analizar cómo se realiza este proceso en los niveles celular y molecular
(Velázquez, 2009).
COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
153
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
En los organismos pluricelulares, el proceso de división celular por el cual una célula da origen a dos células idénticas con igual dotación de cromosomas, se denomina mitosis. En el caso de las células somáticas humanas, cada célula que se divide
da lugar a dos células hijas con 46 cromosomas.
Las células llevan a cabo el proceso de reproducción debido a que las instrucciones
del ADN se replican y pasan de una célula a otra en forma inalterada con lo que
forman dos células hijas, idénticas en cada reproducción.
Cuando no se manifiestan los fenómenos de la división, se dice que la célula está
en el período de interfase, en el cual el ADN no está compactado y forma una fina
red dentro del núcleo. La mayoría de las células del organismo se divide periódicamente (mitosis o meiosis), siendo notables excepciones las neuronas y las células
musculares. Para lograr esta división, ocurren transformaciones y fenómenos que
se suceden de manera cíclica, constituyendo lo que se denomina el ciclo celular.
CICLO CELULAR
El ciclo celular es el tiempo de vida de una célula, es decir, el tiempo que transcurre
entre una reproducción y otra. Como lo señala el mapa conceptual, el ciclo celular
tiene dos periodos: la interfase, que incluye varias etapas, y la etapa mitótica, en la
cual se presenta la mitosis y la citocinesis.
Cada tipo celular cumple con sus funciones específicas durante la mayor parte de
su vida, creciendo gracias a la asimilación de materiales provenientes de su ambiente, y con ellos sintetiza nuevas moléculas por medio de complejos procesos
regulados por su material genético. Cuando una célula aumenta hasta llegar a un
determinado tamaño, su eficiencia metabólica se torna crítica, entonces se divide.
Las nuevas células originadas en esta división poseen una estructura y función similares a las células progenitoras, o bien derivadas de ellas. En parte son similares
porque cada célula nueva recibe aproximadamente la mitad de orgánulos y citoplasma de la célula madre, pero en términos de capacidades estructurales y funcionales
lo importante es que cada célula hija reciba una réplica exacta del material genético
de la célula madre.
A esta secuencia de fases se la denomina ciclo celular y en general consta de un
periodo donde ocurre un importante crecimiento y aumento de la cantidad de orgánulos (interfase) y un periodo de división celular (mitosis o meiosis).
154
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
LA INTERFASE
Fig. 147
Durante ella, se producen también fenómenos a nivel nuclear imprescindibles para
la división posterior. Cronológicamente podemos dividir la interfase en tres etapas
G1, S y G2.
La fase G1: quiere decir “GAP 1” (Intervalo 1). El estado S representa “síntesis”.
Este es el estado cuando ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa “GAP 2”(Intervalo 2). El estado M representa “Mitosis”o “Meiosis”. Es necesario
señalar que existen excepciones a este ciclo, ya que no en todas las células los
periodos tienen la misma duración. Incluso si consideramos una población celular
homogénea (células del mismo tipo), existen variaciones particulares. Siempre que
se habla de tiempos determinados se hace considerando los promedios de cada
tipo celular.
En cierto momento del ciclo celular, la célula “decide” si va a dividirse o no. Cuando
las células normales cesan su crecimiento por diversos factores, se detienen en un
punto tardío de la fase G1, el punto R (“restricción”), primer punto de control del ciclo celular. En algunos casos, antes de alcanzar el punto R, las células pasan de la
fase G1 a un estado especial de reposo, llamado G0, en el cual pueden permanecer
durante días, semanas o años.
La fase S: comienza la síntesis de DNA y de histonas. Existe otro mecanismo de
control durante el proceso mismo de duplicación del material genético en la fase S,
que asegura que la duplicación ocurra solo una vez por ciclo.
La fase G2: existe otro punto de control en el cual la célula “evalúa” si está preparada para entrar en M (mitosis o meiosis). Este control actúa como un mecanismo
de seguridad que garantiza que solamente entren en mitosis aquellas células que
hayan completado la duplicación de su material genético. El pasaje de la célula a
través del punto R depende de la integración del conjunto de señales externas e
internas que recibe.
REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR
¿Cómo se controla la división celular (y de esta manera el crecimiento celular)? Es
muy complejo. Los siguientes términos corresponden a algunos rasgos que son
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155
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
importantes en la regulación y lugares donde los errores pueden conducir al cáncer.
El cáncer es una enfermedad donde la regulación del ciclo celular sale mal y el crecimiento normal y comportamiento de la célula se pierden.
KdC (kinase dependiente de ciclinas, agrega fosfato a una proteína): junto
con ciclinas son las mayores llaves de control para el ciclo celular, causando que
la célula se mueva de G1 a S o G2 a M.
FPM (Factor Promotor de la Maduración): incluye la KdC y ciclinas que desencadenan la progresión del ciclo celular.
p53: es una proteína que funciona bloqueando el ciclo celular si el ADN está
dañado. Si el daño es severo, esta proteína puede causar apoptosis (muerte celular). Los niveles de p53 están incrementados en células dañadas. Esto otorga
tiempo para reparar el ADN por bloqueo del ciclo celular. Una mutación de la p53
es la mutación más frecuente que conduce al cáncer. Un caso extremo de esto
es el síndrome de Li Fraumeni, donde un defecto genético en la p53 conduce a
una alta frecuencia de cáncer en los individuos afectados.
p27: es una proteína que se une a ciclinas y KdC bloqueando la entrada en fase
S. Investigaciones recientes (Nat. Med.3, 152 [97]). La prognosis del cáncer
en el seno está determinada por los niveles de p27. Reducidos niveles de p27
predicen un mal resultado para los pacientes de cáncer en el seno.
SITUACIÓN DIDÁCTICA
ACTIVIDAD 1
Lean la siguiente lectura complementaria y en plenaria atiendan dudas con
ayuda del profesor.
LECTURA
CICLO CELULAR
Érase una vez una madre de dos niños de 10 y 12 años. Un día, mamá tuvo que
explicarles a sus hijos que tenía cáncer, y no supo muy bien cómo hacerlo, así que
se puso a escribir. Escribió un cuento de princesas en medio de una gran batalla,
con un general vestido con bata blanca dispuesto a ayudarle a ganar la guerra, y un
ejército de células malignas acampando a sus anchas por su cuerpo.
Irene Aparici es esa madre que empezó su particular batalla contra el cáncer de
mama hace un año. Su experiencia, como madre y paciente es la historia que guía
“Mamá se va a la guerra” (editado por Cuento de luz), un relato ilustrado por que
puede ser de gran utilidad para muchas otras “reinas” que están en guerra.
“Yo siempre había escrito para mí, diarios íntimos, relatos... pero nunca había publicado nada”, confiesa con un punto de pudor esta economista y abogada. Sin
156
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
embargo, hace un año, cuando le diagnosticaron un cáncer de mama, la escritura
volvió a salir en su ayuda.
“Cuando me dieron el diagnóstico, me di cuenta de que yo misma tenía muchas
lagunas. Había oído hablar de la 'quimio' como un veneno, pero no sabía cómo funcionaba, qué son las defensas…”. Así que allí mismo, en la consulta, le pidió a su
médico (que se da un aire al general de bata blanca que aparece en el cuento) que
le explicase el cáncer como si ella misma fuese una niña.
“Mamá tiene cáncer”
Ahora ya sí, armada con toda aquella información, Irene y su ex marido se sentaron
frente a frente con sus hijos para explicarles qué le pasaba a mamá. “Hablamos
claramente con ellos, les dijimos que tenía cáncer y necesitábamos que se portasen
bien porque yo iba a estar cansada algunos días... Pero, aun así, me quedé con la
sensación de que se lo podía haber contado mejor”.
De esas dudas nació “Mamá se va a la guerra”, un cuento que ha visto la luz gracias
a una cadena de casualidades y al ejército de amigos con los que Irene mantiene
una fluida correspondencia por correo electrónico.
“Cada vez que iba al médico tenía que contarles las novedades por teléfono a mi
madre, a mis hermanos, a mis amigos... y eso era agotador. Me di cuenta de que no
era bueno para mí”, confiesa a ELMUNDO.es. Así que se le ocurrió mandar un mail
a sus más cercanos contándoles cada pequeña batalla ganada al cáncer, cada fracaso en la quimioterapia, cada inquietud surgida de esta guerra… Empecé a poner
a gente en la lista de distribución, a mis amigos más cercanos, y sin darme cuenta
se lo había mandado a 150 personas”.
Fig. 148
Un día, ese ejército aliado recibió de Irene no solo el último parte médico, sino también el cuento que les había escrito a sus hijos. “Se lo había enseñado un día a mi
oncólogo para que me dijeses si había escrito alguna barbaridad sobre la enfermedad, y pasadas algunas semanas me contó que su esposa, oncóloga infantil, lo estaba usando con sus niños para hablarles del cáncer. Eso me hizo pensar que quizás la historia pudiese ser útil a más gente y me decidí a enviárselo a mis amigos”.
Video del ciclo celular:
www.youtube.com/watch?v=AcKYqRJ8VF8
www.youtube.com/watch?v=mMncJS4nJ74&feature=related
www.youtube.com/watch?v=_LRxFc21oXk
Ejercicios:
ejemplosyejerciciosde.blogspot.mx/2014/07/preguntas-sobre-el-ciclo-celular.html
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157
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
EVALUACIÓN
1. Escribe tu conclusión respecto a la importancia del ciclo celular:
2. El siguiente esquema representa el ciclo celular:
A. Indica qué fases representan las letras.
B. ¿En cuál o cuáles hay transcripción (síntesis de ARN)
y por tanto, síntesis de proteínas?
C. ¿En cuál o cuáles se produce la duplicación de ADN?
D. ¿En cuál o cuáles se sintetiza gran cantidad de histona H1?
E. En el esquema no está representada la fase denominada Go. Explica el proceso que tiene lugar durante esta
fase del ciclo celular?
F. ¿Qué ocurre a partir del punto de restricción? Indica
sobre el dibujo, dónde se localiza.
Fig. 149
¿La reproducción celular siempre
beneficia a nuestro organismo?
LECTURA
ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL
DESORDEN DEL CICLO CELULAR
La leucemia es la principal causa de muerte por cáncer en niños entre 1 y 14 años
de edad. La presencia de cáncer en un niño o en un adulto conlleva una serie de
efectos en la familia, en el círculo social en el que se desenvuelve, y aún en el sector
salud que se encarga de buscar las soluciones médicas para tratar los problemas
del paciente.
158
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
¿Quieres saber más? Consulta la siguiente página:
http://www.amanc.org/
La palabra cáncer es de origen latín y significa “cangrejo”. Se dice que las formas
corrientes de cáncer que se extirpaban desde los tiempos primitivos, adoptaban una
forma con ramificaciones, que se adhiere a todo lo que invade, con la obstinación y
en forma similar a la de un cangrejo. Se observó que los tumores tenían un patrón
de invasión y adhesión firme a los tejidos y se les asoció a las patas de los cangrejos
que pueden agarrar firmemente a sus presas.
PERO, ¿QUÉ ES EL CÁNCER?
Cáncer: es una enfermedad en la que el organismo produce un exceso de células
malignas y estas producen rasgos de un crecimiento incontrolado (crecimiento y
división más allá de los límites, invasión y a veces metástasis) cuando se esparce
por todo el cuerpo vía linfática o sanguínea. Estas tres propiedades diferencian a
los tumores malignos de los benignos, los cuales son limitados, no invaden o producen metástasis. La mayoría de cánceres forman tumores, pero algunos como la
leucemia no lo hacen.
ACTIVIDAD 2
Realiza en forma individual la siguiente lectura acerca del origen celular del
cáncer. Forma equipos para responder las siguientes preguntas en tu cuaderno y coméntalas en clase, escuchando con respeto y atención los comentarios de tus compañeros y profesor:
¿Qué relación tiene el cáncer con la mitosis?
¿Cómo se genera el cáncer a nivel celular?
¿Qué factores desencadenan el crecimiento de
células cancerosas?
CÁNCER
Uno de los componentes más importantes del desarrollo
es el crecimiento celular. El hombre puede llegar a tener
1015 células aproximadamente a partir de las sucesivas
divisiones que tienen lugar en un simple huevo fertilizado. Mientras es joven, la multiplicación celular predomina
sobre la muerte celular, lo cual se traduce en un aumento
de tamaño. En el adulto, el proceso de división celular y el
de muerte celular se encuentran en equilibrio dando lugar
Fig. 150
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Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
a un estado estacionario, donde el número de células permanece relativamente
constante.
El cáncer es un grupo de más de 100 enfermedades diferentes. El cáncer ocurre
cuando las células llegan a ser anormales y permanecen dividiéndose y creando
más células sin control u orden. Todos los órganos del cuerpo están hechos de
células. Normalmente, las células se dividen para producir más células, solamente
cuando el cuerpo los necesita. Este proceso ordenado ayuda a mantener un cuerpo
sano.
Fig. 151
Si las células siguen dividiéndose cuando las nuevas células no son necesarias,
una masa de tejido se forma. Esta masa de tejido extra, llamada un crecimiento o
tumor, puede ser benigna o maligna.
•
Los tumores benignos no son cáncer. Ellos comúnmente se pueden eliminar
y, en la mayoría de los casos, no vuelven. Y más importante, las células de los
tumores benignos no se esparcen a otras partes del cuerpo. Los tumores benignos son rara vez una amenaza para la vida.
•
Los tumores malignos son el cáncer. Las células de cáncer pueden invadir y
dañar órganos y tejidos cercanos. También las células de cáncer pueden ir lejos
de un tumor maligno y entrar en la corriente sanguínea o el sistema linfático.
Así es como el cáncer se esparce desde el tumor original (primario) para formar
nuevos tumores en otras partes del cuerpo. La diseminación del cáncer se llama
metástasis.
CÁNCER A NIVEL CELULAR
Un cáncer es una proliferación descontrolada de células. En algunos casos es rápida, en otros, lenta, pero en todos los cánceres las células no dejan de dividirse. Esto
distingue a los cánceres —tumores malignos— de crecimientos benignos como los
lunares, donde las células eventualmente paran de dividirse.
•
Los cánceres son clones. No importa cuántos miles de trillones de células estén
presentes en el cáncer, todas ellas descienden de la célula ancestral.
•
Los cánceres empiezan como un tumor primario. En ciertos puntos, sin embargo, las células se separan del tumor primario y, viajando por la sangre y la linfa,
establecen la metástasis en otros lugares del cuerpo. La metástasis es lo que
usualmente mata al paciente.
•
Las células cancerosas son normalmente menos diferenciadas que las células
de los tejidos de donde se originan. Mucha gente siente que esto refleja un
proceso de desdiferenciación (vuelta de las células a una condición general o
primitiva), pero es dudoso. Más bien, los cánceres se originan en las células precursoras del tejido; son las células que normalmente están en período de rápida
mitosis y, por lo tanto, no están enteramente diferenciadas.
Las células cancerosas contienen varios genes mutados. Las mutaciones se encuentran en genes que están involucrados en la mitosis; esto es, en genes que
controlan el ciclo celular. Estos genes son proto-oncogenes o genes supresores de
tumores. Lo que probablemente sucede es lo siguiente:
160
BIOLOGÍA I
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•
Una sola célula en un tejido sufre una mutación (línea roja) en un gen del ciclo
celular.
•
Esto da como resultado una leve ventaja para crecer sobre las demás células
del tejido.
•
Dicha célula se desarrolla en un clon, algunos de sus descendientes sufren una
segunda mutación (línea roja) a un proto-oncogene o gen supresor de tumores.
•
Esto favorece la pérdida de regularidad del ciclo celular de esa célula y sus
descendientes.
•
Como la proporción de mitosis en ese clon aumenta, la oportunidad de fomentar
daño en el ADN se eleva.
•
Eventualmente, muchas (quizá seis u ocho) mutaciones ocurrieron, haciendo
que el crecimiento del clon sea completamente no regulado.
•
El resultado: explosión de cáncer.
La mayoría de los cánceres son nombrados por el tipo de célula o el órgano en el
cual empiezan. Cuando el cáncer se disemina, el nuevo tumor tiene la misma clase
de células anormales y el mismo nombre que el tumor primario. Por ejemplo, si el
cáncer de pulmón se disemina al hígado, las células del hígado son células cancerosas del pulmón. Esta enfermedad es llamada cáncer metastático del pulmón (no
es cáncer del hígado).
El cáncer puede presentarse en personas de todas las edades, pero es más común
en personas mayores de 60 años de edad. Una de cada tres personas padecerá
cáncer en algún momento de su vida. Dado que las personas viven más años, el
riesgo de contraer esta enfermedad se encuentra en aumento.
La aparición del cáncer es un proceso prolongado que generalmente comienza con
cambios genéticos en las células y continúa en el crecimiento de estas células con
el transcurso del tiempo. El tiempo desde el cambio genético hasta la presentación
del cáncer se llama el período de latencia. Dicho periodo puede prolongarse durante
30 años o más. Esto significa que algunos cánceres diagnosticados en la actualidad
pueden ser el resultado de cambios genéticos que ocurrieron en las células hace
mucho tiempo.
Fig. 152
En teoría, el cuerpo presenta células cancerosas todo el tiempo, pero el sistema inmune las reconoce como células extrañas
y las destruye. La capacidad del cuerpo
para protegerse del cáncer puede verse
perjudicada por algunos medicamentos e
infecciones virales.
a) En equipos, realicen una investigación documental acerca de los efectos
psicosociales en un individuo que provoca la presencia de cáncer.
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Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
b) Cada equipo elabore un tríptico con la información obtenida, pueden apoyarse con las siguientes lecturas y videos.
Lecturas recomendadas:
Generalidades del cáncer:
www.taringa.net/posts/salud-bienestar/3074194/_Equot%3BCancer_Equot%3B--todo-lo-que-debessaber-deel.html
El cáncer, preguntas y respuestas.
http://fundacionannavazquez.wordpress.com/el-cancer-preguntas-y-respuestas/
Efectos psicosociales del cáncer:
http://www.mayoressincancer.org/doc.php?op=aspectos
Video sobre cáncer:
http://www.dailymotion.com/video/xcdkx4_school?start=176
MITOSIS
La reproducción celular es indispensable en todos los seres vivos; en las células
eucariontes, este proceso se llama mitosis.
¿Qué es la mitosis?
Es la forma de división celular por medio de la cual el núcleo se divide en dos, de
tal modo que cada uno de los núcleos hijos recibe exactamente el mismo material
genético que tenía el núcleo progenitor. La mitosis se lleva a cabo en la mayoría de
las células y favorece el crecimiento, la reparación de tejidos y el desarrollo embrionario. El proceso de mitosis se inicia cuando han completado los procesos del ciclo
celular.
CRECIMIENTO
R E PA R A C I Ó N D E
TEJIDOS
Fig. 153
Fig. 154
DESARROLLO
EMBRIONARIO
Fig. 155
Lee lo siguiente y comenta tus dudas al respecto:
PROCESO DE MITOSIS
Durante la interfase, el núcleo eucariótico aparece encerrado dentro de la membrana
nuclear, con el nucléolo perfectamente diferenciado y con una fibra de cromatina, fácilmente observable por su facilidad para teñirse. La fibra de cromatina contiene el ADN
y las proteínas asociadas al mismo, su aspecto es similar al de una madeja de hilo o
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BIOLOGÍA I
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lana, totalmente indiferenciado. Es una fibra muy larga y fina, aunque al microscopio óptico es imposible diferenciarlo, realmente esta fibra está organizada en unas estructuras
individuales que son los cromosomas. Lo que ocurre es que al estar desespiralizados
y descondensados dentro del núcleo, parece como si todo fuera una estructura única.
Cromatina y cromosoma son genéticamente lo mismo, material hereditario, ADN unido a
proteínas, sin embargo, los cromosomas solo se organizan si la célula realiza la mitosis.
Aunque la mitosis es un proceso continuo, se acostumbra a dividirlo, para su estudio y
reconocimiento, en cuatro fases distintas llamadas: profase, metafase, anafase y telofase.
SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MITOSIS
•
A nivel genético: representa un sistema de reparto equitativo e idéntico de la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información genética.
•
A nivel celular: la mitosis permite la perpetuación de una estirpe celular y la formación de colonias de células (clones celulares).
•
A nivel orgánico: mediante el proceso de la mitosis, se lleva a cabo la reparación y
regeneración de tejidos, como son los casos de cicatrización y regeneración de la piel.
La mitosis permite que todas las células de un organismo pluricelular, a excepción de
las células sexuales, dispongan de idéntica información genética.
La mitosis permite el crecimiento de los organismos pluricelulares por aumento del número de células que conforman su masa corporal constituida por los tejidos y los órganos
que forman a los aparatos y sistemas.
En el proceso de mitosis, la célula reparte sus cromosomas entre sus dos células hijas,
de manera que una sea idéntica a la otra. La mitosis se lleva a cabo de manera continua,
pero para analizarla se divide en cuatro fases, que a continuación se presenta.
F R A S E S PA R A R E C O R D A R L A S FA S E S D E L A M I T O S I S .
PROMETO A ANA TELEFONEARLE
Profase
Pro (antes). En esta etapa se puede observar cuando la membrana nuclear se empieza a desintegrar, generando que los filamentos de cromátida se condensen y los
cromosomas se hacen visibles iniciando un movimiento.
Metafase
Meta (medio). Los cromosomas totalmente condensados y visibles se alinean en el
plano ecuatorial del uso mitótico, justo en este momento se divide en el centrómero y
las cromátidas se separan dando dos células.
Anafase
(en contra de). En esta fase, los cromosomas se dividen rápidamente y forman dos
grupos de cromátidas. Estas se separan por completo con copias idénticas a su material genético.
Telofase
Telo (fin). En esta última fase se observa nuevamente la aparición de una membrana
nuclear y los cromosomas están estrechamente empaquetados dentro de dos núcleos,
uno en cada polo, donde empieza el proceso de separación para formar dos células
hijas idénticas diploides.
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Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
ACTIVIDAD 3
1. En forma individual, realiza una investigación documental sobre las etapas
de la mitosis, detallando los sucesos que se llevan a cabo en cada una de
ellas.
Utiliza los esquemas de apoyo, consulta en textos de la biblioteca, o las
páginas y videos que se recomiendan y escribe los sucesos celulares de
cada una de las etapas en los cuadros correspondientes y posteriormente
discute la información recabada, escuchando con atención a tus compañeros y profesor.
Página web sobre mitosis:
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?GUID=38bd3b06-b982-47d8-8aa4c573a5c6a444&ID=136100&PT=1
Videos de mitosis:
http://fundacionannavazquez.wordpress.com/2008/04/29/las-etapas-de-la-mitosis/
http://www.youtube.com/watch?v=VlN7K1-9QB0
http://www.youtube.com/watch?v=m73i1Zk8EA0&feature=player_embedded (mitosis en tiempo real)
http://www.youtube.com/watch?v=5uPC-HMFNMo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=3KmzhpxIvZ8
http://www.youtube.com/watch?v=w4hey-7-sTg
2. Sintetiza la información y escríbela en los siguientes cuadros para cada
etapa.
PROFASE:
Fig. 156
METAFASE:
Fig. 157
164
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ANAFASE:
Fig. 158
TELOFASE:
Fig. 159
Esquemas de apoyo No. 3. MITOSIS.
Fig. 160
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Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
CONCEPTOS CLAVE
•
La célula haploide es aquella que tiene solo un juego de cromosomas 1n.
•
La célula diploide es aquella que tiene dos juegos de cromosomas 2n.
•
El óvulo fertilizado se conoce como cigoto.
•
Un gameto es siempre unas células haploides.
Puedes verificar tus conocimientos, realizando los ejercicios interactivos sobre mitosis de las siguientes páginas web:
http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/Tema4_1b/mitosis3.htm
http://www.iesjovellanos.com/departamentos/cienciasnaturales/1bach/activbioygeo1.htm#
En los organismos pluricelulares, ¿qué importancia tiene el ciclo celular?
PROCESOS DE CRECIMIENTO, REPARACIÓN
Y RENOVACIÓN CELULAR
¿Cómo beneficia a mi organismo y al de otros seres vivos, el que se lleve a cabo el
ciclo celular? Seguramente alguna vez te has encontrado o has visto alguno de los
casos que aparecen en las fotografías.
Fig. 161
¿Te has preguntado cómo sanan las heridas?
Fig. 162
Fig. 163
ACTIVIDAD 4
Lee el siguiente texto y explica alguna situación en la que después de haberte
herido hayas sanado gracias al proceso de mitosis.
LECTURA
Desde un punto de vista evolutivo, un organismo unicelular es simplemente una
estructura dentro de la cual se realizan las funciones vitales básicas de nutrición y
reproducción. En los organismos pluricelulares; los tejidos, órganos y sistemas se
166
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
especializan en una función determinada y cada célula diferenciada se especializa
para realizar una actividad concreta.
Para un organismo pluricelular, la división celular es un mecanismo cíclico que ocasiona el aumento del número de células y con ello el crecimiento del individuo, además, las nuevas células lograrán una especialización y una funcionalidad concreta.
HERIDAS Y CICATRIZACIÓN
El proceso de cicatrización se realiza regenerando la herida, ya sea formando tejido
igual al que fue dañado o tejido cicatricial.
En el proceso de cicatrización primero se
forma un coágulo, más adelante las células adyacentes inician la mitosis para generar nuevas células. La herida se contrae
y, paulatinamente, se va reduciendo la presencia vascular y de agua en el tejido granular, que gana en consistencia y se transforma finalmente en el tejido cicatricial.
La epitelización cierra el proceso de curación de la herida. Este proceso incluye la
reconstitución de las células epidérmicas
a través de la mitosis y la migración celular, principalmente desde los bordes de la
herida.
Fig. 164
Escribe tu anécdota y el proceso que se llevó a cabo para que sanaras.
Una vez resulté herido con…
Comenta con el grupo tu anécdota y conclusiones, participando propositivamente y
escuchando con respeto y atención.
ACTIVIDAD 5
Realiza una práctica experimental.
LABORATORIO DE BIOLOGÍA I
MITOSIS
PROPÓSITO: diferenciar las etapas de la mitosis, mediante una actividad
experimental.
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167
Bloque V
●
●
●
●
REPRODUCCIÓN CELULAR
Materiales
Puntas de raíces de
● Portaobjetos
cebolla
● Cubreobjetos
Microscopio
● Navajas o bisturí
Pinzas de disección
● Mechero
Vidrio de reloj
● Papel absorbente
Sustancias
● Agua
● Alcohol ácido (3ml de HCl y 97
ml de etanol 95%)
● Solución de aceto-orceína
● Aceite de inmersión
Nota: si el laboratorio del plantel cuenta con preparaciones permanentes de meristemo de raíces de cebolla, no será necesaria la actividad extraclase de esta práctica, ni la preparación de preparaciones temporales. En la preparación permanente
se identificarán las fases de la mitosis.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Todos los organismos pluricelulares: plantas y
animales tienen la capacidad de crecer. ¿Mediante
qué proceso lo llevan a cabo?
•
¿Cuál es tu hipótesis al respecto, donde anticipes los resultados esperados en el desarrollo experimental?
ACTIVIDAD EXTRACLASE
•
Diez días antes de la práctica, requieres preparar el material biológico (cebolla)
que utilizarás en la práctica.
•
Puedes trabajar con cebolla de bulbo pequeño o grande. Si la cebolla tiene raíces, quítalas.
•
Colocar tres palillos de dientes a manera de tripié y colocar la cebolla dentro de
un recipiente con agua. Cuidar que el agua toque la base de la cebolla, pero el
resto de la cebolla no debe estar sumergido en el agua, ya que se pudriría. Dejar
la cebolla en agua para que crezcan las raíces que se utilizarán en la práctica.
Fig. 165
168
BIOLOGÍA I
Fig. 166
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 167
En el laboratorio:
•
Con una navaja corta tres o cuatro raíces de la cebolla. Con las pinzas, toma
dos raíces (siempre por el extremo cortado y no por la punta). Colócalas en un
vidrio de reloj que contenga alcohol ácido (aproximadamente 0.5 ml) y déjalas
de 10 a 20 minutos, evita que la preparación se evapore.
•
Seca las raíces con un trozo de papel filtro y colócalas en un portaobjetos.
•
Con una navaja, corta las puntas de las raíces de la cebolla en unos 2 mm y
desecha los sobrantes. Agrega una gota de aceto-orceína.
•
Coloca una de las puntas de la raíz sobre un portaobjetos, la otra punta de la
raíz déjala para hacer otra preparación por si en la primera no salen los resultados esperados.
•
Coloca sobre el portaobjetos otro portaobjetos y con el pulgar presiona sobre el
portaobjeto con la raíz. Con el papel absorbente, retira el exceso de colorante.
Levanta cuidadosamente el portaobjetos superior y agrega otra gota de colorante. Coloca encima un cubreobjetos.
•
Pon la preparación cerca del calor de la lámpara y déjalo reposar por 5 minutos.
•
Observa al microscopio con el objetivo de 10X y busca células en mitosis. Con
el objetivo de 40X, identifica algunas fases de la mitosis. Agrega una gota de
aceite de inmersión y, posteriormente, con el objetivo 100X identifica al menos
dos fases de la mitosis. Utiliza las microfotografías que se presentan en esta
práctica.
•
Elabora un esquema de cada una:
http://labbio.bligoo.com/tag/celula
•
Dibuja en tu cuaderno las observaciones realizadas en los objetivos de 10X,
40X y 100X.
Fig. 168
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Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
•
¿La interfase es una de las etapas de la mitosis?
•
¿Por qué?
Determina las características que te permitieron identificar cada fase y descríbelas en tu
cuaderno.
P R I N C I PA L E S C A R A C T E R Í S T I C A S :
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno:
1. ¿Qué tipo de reproducción realizan las células del pelo, de las uñas y de
la piel?
2. ¿En qué etapa del ciclo celular ocurre la fase (s)?
3. ¿En qué etapa del ciclo celular ocurre la mitosis?
Práctica alternativa de mitosis: http://www.youtube.com/watch?v=Qx3WfD6UrTM
Elabora un reporte si el profesor te lo solicita donde expliques el desarrollo de la
práctica, incluyendo tus conclusiones al respecto.
170
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN PARA ACTIVIDADES EXPERIMENTALES
Contesta de manera honesta, marcando con una X los siguientes
cuestionamientos.
ACTIVIDAD
E X P E R I M E N TA L #
BLOQUE:
NOMBRE DE LA
ACTIVIDAD
INTEGRANTES
DEL EQUIPO:
FECHA:
GRUPO:
A S P E C T O S A E VA L U A R
SÍ
NO
NO. DE EQUIPO
O B S E R VA C I O N E S
Me integro con facilidad en el equipo
de trabajo del laboratorio y colaboro
en la realización de la práctica.
Aplico las reglas de seguridad del
laboratorio utilizando con cuidado el
material del laboratorio.
Redacto una hipótesis que pude
comprobar respecto a la conservación de alimentos.
Los resultados, observaciones y
conclusiones son claros y explican lo ocurrido o comprobado en
el laboratorio.
Contesto correctamente el
cuestionario.
●● TOTAL
¿Qué células llevan a cabo la meiosis?
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171
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
MEIOSIS
REPRODUCCIÓN SEXUAL
Es el proceso mediante el cual se desarrollan nuevos individuos, para ello los organismos tienen unos órganos especiales llamados gónadas en donde se forman los
gametos o células reproductoras.
Para que se lleve a cabo la reproducción sexual, se necesita de la intervención de
dos individuos: los machos y las hembras.
La condición primordial para que se lleve a cabo esta reproducción es que se unan
(fusión) los gametos. La unión de los gametos da lugar a la formación de una nueva
célula, cuyo desarrollo conduce a la formación de un nuevo individuo de la especie.
REINO ANIMAL
MACHOS
GÓNADAS
HEMBRAS
Testículos
Ovarios
Espermatozoide
Óvulo
GAMETOS
Fig. 169
Fig. 170
El espermatozoide se encuentra formado por una cabeza, la cual contiene la
información genética; una parte intermedia llamada cuello, donde se encuentran
las mitocondrias encargadas de producir la energía necesaria para que este
llegue al óvulo y la cola o flagelo, cuya
función es moverse para provocar su
desplazamiento.
172
BIOLOGÍA I
Estas células no son móviles y se encuentran conformadas por una membrana
protoplasmática o vitelina, la cual protege
y rodea al citoplasma; un protoplasma o
vitelo, donde se encuentran sustancias
nutritivas necesarias una vez que el óvulo
es fecundado y un núcleo que contiene la
información genética.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Contesta las siguientes preguntas en tu cuaderno:
1. ¿Cuáles son las características de la reproducción sexual?
2. A nivel de cromosomas, ¿qué diferencia existe entre una célula somática
y una célula sexual?
3. ¿Por qué es necesaria la meiosis?
MEIOSIS
La meiosis solo se presenta en células sexuales para convertir una célula diploide
en un gameto haploide y causar un cambio en la información genética incrementando así la diversidad de los descendientes.
MEIOSIS: es el proceso que tiene como objetivo la reducción del número de cromosomas de una especie. Es decir, las células diploides se convierten en haploides.
Otro de sus objetivos es establecer reestructuraciones en los cromosomas homólogos mediante intercambios de material genético.
Por lo tanto, la meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente relacionada con la sexualidad y tiene un profundo sentido para la supervivencia y evolución de las especies. A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes
de variabilidad genética.
Fig. 171
Por lo tanto, la meiosis es un mecanismo indispensable para asegurar la constancia
del número específico de cromosomas en los organismos sexuados. La meiosis, a
diferencia de la mitosis, requiere de dos divisiones celulares para que se realice la
reducción cromosómica, a estas se les conocen como 1ª. división meiótica o meiosis I y 2ª. división meiótica o meiosis II. Cada división meiótica consta de las etapas
de la mitosis, pero en la 1ª división meiótica, existen diferencias.
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173
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
Profase I
Los cromosomas homólogos se aparean (formando tétradas, ya que cada cromosoma tiene dos cromátidas). A
este proceso se le llama sinapsis.
Fig. 172
Los cromosomas apareados forman quiasmas, que son
los puntos para intercambiar genes entre las cromátidas
de cromosomas homólogos, proceso que se conoce
como entrecruzamiento o crossing-over; el entrecruzamiento da por resultado la recombinación de genes. La
envoltura nuclear se desintegra y se forman las fibrillas
del huso acromático.
Metafase I
Los cromosomas homólogos apareados (tétradas) se alinean en el ecuador de la célula y cada pareja de homólogos se fija por su centriolo a una fibra del huso acromático. Los cromosomas del par de homólogos se acomodan
“mirando” hacia polos opuestos de la célula.
Fig. 173
Anafase I
Los cromosomas homólogos se separan y un miembro
de cada par se dirige hacia cada uno de los polos de la
célula. Las cromátidas hermanas no se separan.
Fig. 174
Telofase I
Fig. 175
174
BIOLOGÍA I
Desaparecen las fibras del huso acromático. Se forman
dos conjuntos de cromosomas en los polos de la célula, cada conjunto tiene un miembro de cada par de homólogos. Los núcleos resultantes son haploides, ya que
contienen la mitad del número cromosómico, pero cada
cromosoma tiene dos cromátidas. La citocinesis ocurre
en esta etapa. Puede no existir interfase entre la meiosis
I y la meiosis II, o bien, ser muy corta, pero en este periodo no se realiza duplicación del ADN.
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Fig. 176
SEGUNDA DIVISIÓN MEIÓTICA (MEIOSIS II)
1) Profase II
Si los cromosomas se desintegraron después de la telofase I, se condensan de
nuevo. Las fibras del huso acromático se forman nuevamente y se desintegra la
membrana nuclear.
2) Metafase II
Los cromosomas (con dos cromátidas) se alinean en el centro de la célula, se fija un
cromosoma en cada fibra del huso acromático.
3) Anafase II
Las cromátidas de cada cromosoma se separan emigrando a polos opuestos.
4) Telofase II
Fig. 177
Se forman nuevamente membrana
nuclear alrededor de cada grupo de
cromosomas. Cada cromosoma estará formado por una sola cromátida.
Existe citocinesis. Al final de la meiosis, se obtienen 4 células haploides
(células sexuales o gametos).
Ya se ha visto que las dos divisiones
meióticas reducen la cantidad de cromosomas del número diploide (2n)
(dos juegos de cromosomas) al haploide (n) (un juego de cromosomas), lo que posibilita la unión
de dos tipos diferentes de gametos para originar un cigoto diploide (con los dos juegos de cromosomas). Si la producción
de gametos se hiciera por mitosis, la fusión de ellos duplicaría
el número cromosómico del cigoto.
Fig. 178
Así, en la especie humana con 46 cromosomas por célula, la
unión del óvulo y el espermatozoide daría lugar a un huevo
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175
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
con 92 cromosomas. Además de garantizar la permanencia del número específico
de cromosomas, la meiosis es muy importante porque provee la continuidad del
material hereditario de una generación a la siguiente y, a la vez, contribuye a crear
variabilidad en la descendencia.
El “entrecruzamiento” de los cromosomas paternos y maternos durante la profase I
y la “combinación al azar” de esos mismos cromosomas en la metafase I, determinan la producción de una gran variedad de gametos por cada progenitor.
Como los gametos masculino y femenino también se unen al azar para formar un
cigoto, se puede afirmar que este proceso de fusión y la meiosis que le precede,
son importantes fuentes de variabilidad dentro de las especies que presentan reproducción sexual.
La variación en la descendencia constituye la base de los cambios evolutivos que
ocurren con el tiempo. Los individuos que, por sus características hereditarias, pueden adaptarse mejor a las condiciones ambientales tienen mayores oportunidades
de sobrevivir y dejar más descendientes que los individuos con rasgos hereditarios
menos favorables.
ACTIVIDAD 6
Completa el siguiente cuadro sobre las características que tienes de tus
papás.
Nombre del alumno:
Características que tienes de papá
Características que tienes de mamá
Explica la relación que existe entre el ejercicio anterior y la meiosis.
LECTURA
MEIOSIS Y VARIABILIDAD GENÉTICA
La reproducción sexual introduce una importante proporción de variaciones genéticas. La variabilidad genética es una medida de la tendencia de los genotipos (conjunto de genes de un organismo) de una población a diferenciarse.
176
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Cuanto mayor sea la diversidad de gametos formadas en cada progenitor, mayor
será la probabilidad de originar combinaciones diferentes por fecundación, y mayor
será la diversidad de los descendientes. Una célula diploide, con 2 pares de cromosomas homólogos, originará por meiosis 4 gametos haploides (uno de la madre y
otro del padre). En la metafase I se va a determinar en qué sentido migrarán en la
anafase I. Existen dos opciones:
a. Puede ocurrir que los 2 cromosomas paternos migren juntos a un polo y los
dos maternos al opuesto.
b. Puede ocurrir que migren al mismo polo el cromosoma materno del par homólogo y el paterno del par homólogo. Los otros cromosomas migran al polo
opuesto.
Todo sucede porque en la meiosis que experimenta una célula madre se produce
en sus cromosomas unos grupos denominados tetradas, lo que trae como consecuencia entrecruzamientos o intercambios entre las cromátidas que se denominan
quiasmas. Cuando los quiasmas se rompen (o separan), cada cromátida tiene una
riqueza genética cualitativa distinta a la de la célula madre.
La meiosis es importante para la variabilidad genética, ya que gracias a ella existen
diferencias de rasgos con respecto al padre y a la madre, permite una mezcla. Además, la variabilidad permite la evolución de los organismos.
Por tanto, las células generadas por meiosis imprescindiblemente deben combinarse con otra, lo cual siempre crea una mezcla de material genético nueva y única,
que no existía en ninguna de las células originarias, incrementando la variabilidad
genética.
CONSECUENCIAS GENÉTICAS DE LA MEIOSIS:
1. Reducción del número de cromosomas a la mitad: de una célula diploide (ej: 46
cromosomas en el ser humano) se forman células haploides (23 cromosomas).
Esta reducción a la mitad es la que permite que el fenómeno siguiente de la fecundación mantenga el número de cromosomas de la especie.
2. Recombinación de información genética heredada del padre y la madre: el apareamiento de los homólogos y el consecuente entrecruzamiento permite que se
intercambie la información. La consecuencia de este fenómeno es que ningún
hijo heredará un cromosoma íntegro de uno de sus abuelos.
3. Segregación al azar de cromosomas maternos y paternos: la separación de los
cromosomas paternos y maternos recombinados, durante la anafase I y II, se
realiza completamente al azar, por lo que contribuyen al aumento de la diversidad genética.
Tomando como ejemplo la especie humana, podemos ver las consecuencias genéticas de la meiosis:
Cada persona tiene dos juegos completos de 23 cromosomas, un juego que recibió de su madre y otro que recibió de su padre. Como los cromosomas de los dos
juegos son distintos, y en la meiosis se reparten al azar, una persona puede dar
lugar a 223 gametos diferentes (más de ocho millones). Además, su pareja también
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177
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
puede formar el mismo número de gametos diferentes. Por tanto, la posibilidad de
que de una pareja nazcan dos hijos iguales, es prácticamente nula (1/246). Además,
durante la profase I, los cromosomas de cada pareja de homólogos intercambian
fragmentos entre sí, de modo que el número de posibles combinaciones de cromosomas es infinito.
EN CONCLUSIÓN
En este caso, la variabilidad genética se produce cuando los cromosomas paternos
y maternos se cruzan por el llamado entrecruzamiento o crossing over de genes.
Este proceso permite que no haya dos personas idénticas (salvo que sean gemelas). Por este proceso, todos los espermatozoides y todos los óvulos llevan diferente
información.
La variabilidad genética permite la evolución de las especies, ya que en cada generación solamente una fracción de la población sobrevive y se reproduce transmitiendo características particulares a su progenie.
Más información en:
http://www.biodiversidad.gob.mx/genes/vargenetica.html
Ejemplos de variedad genética frutos y hortalizas:
Fig. 179
Fig. 180
Fig. 181
Videos recomendados:
Meiosis: http://www.youtube.com/watch?v=uIS6OxfLFSg&feature=related
Fases de la meiosis: https://www.youtube.com/watch?v=8uF-iJXwVBQ
Fases de la meiosis: http://www.youtube.com/watch?v=uIS6OxfLFSg&feature=related
Recombinación genética: http://www.youtube.com/watch?v=wpMMP24cJlA&feature=related
Mitosis y meiosis: http://www.youtube.com/watch?v=mMncJS4nJ74&feature=related
ACTIVIDAD 7
Completa el siguiente cuadro en tu cuaderno sobre las diferencias entre
mitosis y meiosis.
Aspecto
Mitosis
1. Tipos de células de un
organismo en las que ocurren
estos procesos.
2. Diferencias entre las células
hijas y las células madre en uno y
otro caso.
3. Significado de mitosis y
meiosis en la gametogénesis.
178
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
Meiosis
El siguiente esquema representa una célula que iniciará la división, contesta las
siguientes preguntas al respecto anotándolas en tu cuaderno.
•
¿Cuál es su número diploide?
•
¿Cuántos pares de homólogos tiene?
•
¿Cuántas cromátidas tiene?
•
¿Atravesó la fase S de la interfase?
Fig. 182
Explica por qué:
•
¿Por qué en la ovogénesis solamente se obtiene una célula sexual a diferencia
de la espermatogénesis en la que se obtienen 4 gametos?
DIFERENCIAS ENTRE MITOSIS Y MEIOSIS
1
2
MITOSIS
La MITOSIS o cariocinesis se produce en
células somáticas o formadoras del cuerpo.
MEIOSIS
La MEIOSIS se produce en células sexuales,
germinales o gametos (espermatozoide y óvulo).
En la MITOSIS, por cada célula madre
diploide (2n), se originan 2 células hijas
diploides (2n) con la misma cantidad o
juego cromosómico que la célula madre,
así las células hijas tienen la misma
información genética y el mismo número de
cromosomas que la célula madre.
Las células hijas son idénticas entre sí.
La MEIOSIS, por cada célula madre diploide, se
originan 4 células hijas haploides (n) con la mitad
del juego cromosómico que la célula progenitora. Es
decir, las células hijas son genéticamente distintas a
la célula madre y, además, tienen la mitad de los
cromosomas que ella.
3
4
5
6
7
8
9
1
0
1
1
Las células hijas son genéticamente distintas entre
sí, con genes maternos y paternos mezclados al
azar.
La MEIOSIS es un proceso largo, puede llevar días,
meses o años.
La MITOSIS es un proceso de división
celular corto (dura horas). Es un proceso
continuo.
En la MITOSIS, cada ciclo de duplicación
del ADN es seguido por uno de división, las
células hijas tienen un número diploide de
cromosomas y la misma cantidad de ADN
que la célula madre.
En la MITOSIS, la síntesis del ADN se
produce en el período S (síntesis) que es
seguido por G2 (GAP) antes de la división.
En la MEIOSIS cada ciclo de duplicación del ADN
es seguido por 2 divisiones (meiosis I o reduccional
y meiosis II o ecuacional), y las 4 células hijas
haploides resultantes contienen la mitad de la
cantidad de ADN.
En la MEIOSIS hay una síntesis premeiótica de
ADN que es mucho más larga que en la mitosis, la
fase G2 es corta o falta.
En la MITOSIS, cada cromosoma se
comporta en forma independiente.
En la MEIOSIS, los cromosomas homólogos se
entrecruzan en la profase I.
En la MITOSIS, el material cromosómico
permanece constante, salvo que existen
mutaciones o aberraciones cromosómicas.
(No crea variabilidad genética).
En la MEIOSIS, ocurre ​variabilidad genética ​por la
mezcla de genes y la distribución al azar de las
cromátidas de los cromosomas homólogos. Debido
a ello, cada gameto porta información con
variabilidad respecto a los otros gametos.
En la MITOSIS, los cromosomas de las
células obtenidas tienen información de un
solo progenitor.
Los cromosomas de las células obtenidos por
MEIOSIS
tienen
información
de
ambos
progenitores.
En la MITOSIS no hay entrecruzamiento.
En la MEIOSIS hay entrecruzamiento entre
cromátidas
no hermanas de cromosomas
homólogos.
La MEIOSIS ocurre solamente en células con un
número diploide de cromosomas (para producir
células haploides).
La MITOSIS puede ocurrir en células
haploides o diploides.
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179
Bloque V
REPRODUCCIÓN CELULAR
LECTURA
GAMETOGÉNESIS
Gametogénesis: es el proceso de formación de células gaméticas, gametos o células sexuales, el cual se realiza en las gónadas. Consiste en dos divisiones meióticas
y al final se obtienen cuatro células haploides, que contienen la mitad del número de
cromosomas de la especie.
En la gametogénesis se forman los gametos (por definición haploides, n) a partir de
las células haploides de la línea germinal. Dependiendo del tipo de gametos que se
formen, puede ser ovogénesis o espermatogénesis.
La espermatogénesis es el proceso de formación de espermatozoides por meiosis
en las gónadas (órganos especializados conocidos que en los machos se denominan testículos). Al término de la meiosis, las células se diferencian transformándose
en espermatozoides.
La ovogénesis es el proceso de formación de un óvulo por meiosis en las gónadas
femeninas u ovarios.
DIFERENCIAS ENTRE ESPERMATOGÉNESIS Y OVOGÉNESIS
Debe destacarse que si bien en la espermatogénesis, las cuatro células derivadas
de la meiosis se diferencian en espermatozoides, durante la ovogénesis el citoplasma y orgánulos van a una a una célula más grande: el óvulo y las otras tres (llamadas glóbulos polares) no desarrollan. En humanos, en el caso de las gónadas masculinas se producen cerca de 200000000 espermatozoides por día, mientras que
las femeninas producen generalmente un óvulo mensual durante el ciclo menstrual.
Fig. 183
180
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
¿Qué beneficios tienen los avances en el campo
de reproducción celular en la vida cotidiana?
¿Cómo impactan a nuestra sociedad?
CIERRE
ACTIVIDAD 8
De manera individual, realiza una consulta documental sobre los avances e
implicaciones del conocimiento sobre reproducción celular y sus aplicaciones. Elabora un organizador gráfico de información en tu cuaderno u hojas
blancas, en el que se integren los puntos relevantes que sustentan los tipos
de reproducción celular y de los organismos, así como los avances y las implicaciones de la ciencia y la tecnología en tu comunidad, estado o país, incluyendo el impacto social.
Comenta con tus compañeros tu reflexión al respecto, escuchando con respeto y atención los comentarios de los demás y la retroalimentación del
profesor.
Puedes realizar la consulta en libros o artículos recomendados por tu profesor o en páginas web como las siguientes:
Células madre: Entre la esperanza y la controversia:
http://www.sindioses.org/sociedad/stemcell.html
Material genético y reproducción celular:
http://biologiasegungolgix.blogspot.com/2008/01/material-genetico-y-reproduccin-celular.html
“Un gen inhibe la reproducción celular que al fallar da lugar al cáncer”:
http://ciberapitbiomedical.blogspot.com/2008/06/un-gen-inhibe-la-reproduccin-celular.html
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181
REFERENCIAS
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PEARSON Prentice Hall.
Curtis H. (1995). Biología. Buenos Aires: Médica Panamericana.
Frías, M. (2010). Biología 1, México D.F. Nueva Imagen.
Gama, A. (2011). Biología I: COMPETENCIAS + APRENDIZAJE+VIDA. México: PEARSON.
Hernández C., et al. (2014). Biología II, cuaderno de ejercicios. Primera edición, p. 3 y 4.
Murillo, E y Alonso, M. (2015). Biología II. México. Ed. Umbral.
Starr, C. (2008). Biología. La unidad y la diversidad de la vida. México: CENGAGE.
Velázquez, M. (2010). Biología 2. Tercera edición. México. Editorial ST.
Vázquez, R. (2010). BIOLOGÍA 1. Bachillerato general. Primera edición. Ed. PATRIA. (pp.26-27). México.
IMÁGENES
Fig. 1: https://www.freepik.com/free-vector/science-biology-scribbles_761073.htm#page=1&query=biology&position=0
Fig. 2: https://www.pinterest.cl/pin/863213453551057691/
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Fig. 6: https://www.purotip.com/2012/08/niveles-de-organizacion-de-los-seres.html
Fig. 7: https://conceptodefinicion.de/niveles-de-organizacion-de-la-materia/
Fig. 8: https://pt.slideshare.net/wilsonpinto/induccin-y-deduccin/2
Fig. 9: https://www.slideshare.net/jokacruz/metodo-cientifico-59347678
Fig. 11: http://biologia1liceo2017.blogspot.com/2017/
Fig. 12: http://universidadpedagogica1a.blogspot.com/2017/10/16-los-metodos-de-la-ciencia.html
Fig. 13: http://vichozo.blogspot.com/2012/09/partes-del-microscopio-optico.html
Fig. 14: https://www.uv.mx/personal/tcarmona/files/2016/08/practica-1.pdf
Fig. 15: https://www.freepik.es/foto-gratis/cientifico-femenino-guantes-quirurgicos-mirando-traves-microscopio_7436958.htm
Fig. 16: http://disfrutadelabiologiaygeologia.blogspot.com/2015/11/representacion-esquematica-de-los.html
Fig. 17: http://biologiaterceroiem.blogspot.com/2016/04/homeostasis_2.html
Fig. 18: https://concepto.de/irritabilidad/
Fig. 19: https://gerryvelasco.wordpress.com/2018/10/01/efecto-heliotropico/
Fig. 20: 103: https://www.goconqr.com/es/p/17048451
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Fig. 33: https://pixabay.com/es/photos/h%C3%A1mster-mascota-mam%C3%ADferos-animales-5115245/
Fig. 34: https://pixabay.com/es/photos/naturaleza-flor-parque-planta-4151860/
Fig. 35: https://pixabay.com/es/photos/le%C3%B3n-depredador-mane-gato-grande-3317670/
Fig. 36: https://pixabay.com/es/photos/%C3%A1guila-calva-haliaeetus-leucocephalus-1728739/
182
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
REFERENCIAS
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Fig. 41: https://pixabay.com/es/photos/lechuza-camuflaje-la-vida-silvestre-1576572/
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Fig. 44: https://pixabay.com/es/photos/las-hojas-plantas-hwalyeob-1844312/
Fig. 46: https://pixabay.com/es/photos/mosquito-insectos-agua-danza-871913/
Fig. 47: https://pixabay.com/es/photos/oso-polar-oso-submarino-493940/
Fig. 48: http://www.tello-huila.gov.co/noticias/todo-lo-que-se-debe-saber-sobre-el-agua-para-consumo
Fig. 49: https://pixabay.com/es/photos/sal-mano-alimentos-blanco-51973/
Fig. 50: https://www.freepik.es/
Fig. 51: https://www.facebook.com/DoktuzEspanol/posts/1467670509966958/
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Fig. 54: https://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_de_las_prote%C3%ADnas
Fig. 55: https://www.bolsamania.com
Fig. 56: https://www.infografiasyremedios.com/las-vitaminas-y-sus-funciones/
Fig. 57: https://www.animalgourmet.com/2019/08/14/plato-bien-comer/plato-del-bien-comer/
Fig. 59: https://pixabay.com/es/photos/retrato-mujer-felicidad-personas-3064773/
Fig. 60: https://pixabay.com/es/photos/jirafa-madre-beb%C3%A9-animales-el-amor-4638681/
Fig. 61: https://pixabay.com/es/photos/mono-mam%C3%ADferos-primate-animales-2501201/
Fig. 62: https://pixabay.com/es/photos/cerdos-lech%C3%B3n-cerdito-5240702/
Fig. 63: https://www.slideshare.net/josuecienciasnaturales/genetica-molecular-espaol
Fig. 64: https://slideplayer.es/slide/1831679/
Fig. 65: https://brainly.lat/tarea/4386625
Fig. 66: https://genetics.thetech.org/ask/ask328
Fig. 67: https://www.taringa.net/+ciencia_educacion/los-secretos-del-codigo-celular_i7cxb
Fig. 69: https://slideplayer.com/slide/8346636/
Fig. 70: https://www.blinklearning.com/coursePlayer/clases2.php?idclase=45252189&idcurso=834879
Fig. 71: https://www.shutterstock.com/es/image-vector/school-backpack-full-books-chemical-flasks-704187157
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Fig. 76: https://www.gtush.com/celula-eucariota-y-procariota/
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Fig. 78: https://medium.com/
Fig. 79: https://quizizz.com/admin/quiz/58939968e0b4b30e45ffb931/organulos-de-la-celula-4
Fig. 80: https://winner.fandom.com/es/wiki/Membrana_Celular
Fig. 81: https://marianazir63.wixsite.com/biologiacelular/mitocondra-vacuola-y-lisosomas
Fig. 82, 83, 84, 85, 86, 87: http://lanika.wikispaces.com/file/view/PREPARACION_OBSERVACION_CELULAS.pdf
Fig. 88: https://cocoeldoctor.webnode.es/album/cebollas/cebolla-dibujo-png4/
Fig. 89: https://docplayer.es/55753250-Cosecha-y-poscosecha-ing-cecilia-pardo-del-pino.html
Fig. 90, 91, 94: http://ceujaveranonaturales3.blogspot.com/2013/10/practica-de-laboratorio-observacion-de_8503.html
Fig. 95: http://comps.fotosearch.com/comp/IMZ/IMZ145/microscopio-estudiar-bicho_~sha0003.jpg
Fig. 97: https://www.fotosearch.es/CSP066/k28903029/
Fig. 98: https://nubex.com.co/5-actividades-de-trabajo-en-equipo-en-una-empresa/
Fig. 99: https://pixabay.com/es/photos/hojas-verano-verde-arce-temporada-291024/
Fig. 100: https://pixabay.com/es/photos/pompas-de-jab%C3%B3n-diversi%C3%B3n-ni%C3%B1a-668950/
Fig. 101: https://elearning.easygenerator.com/public/63901-Biolog%C3%ADa-I/#/
Fig. 102: http://cyberspaceandtime.com/bcrW2PLYH8Q.video+related
Fig. 105: https://www.homohominisacrares.net/ecologia/fotosintesis-para-ninos.php
Fig. 107: https://www.emaze.com/@AOOCZFCT/Presentation-Name
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COBACH Colegio de Bachilleres del Estado de Baja California
183
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Fig. 119: https://es.khanacademy.org
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Fig. 121: https://www.picuki.com/media/2182454946618751917
Fig. 122: https://es.scribd.com/doc/187300463/Microbiologia-y-Parasitologia-Guia-1
Fig. 123, 124: https://www.monografias.com/trabajos82/la-ingenieria-genetica/la-ingenieria-genetica.shtml
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Fig. 127: https://slideplayer.es/slide/5253807/
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Fig. 132.: https://www.veterinarioalternativo.com
Fig. 133: https://www.hortalizas.com/
Fig. 134: https://pixabay.com/es/photos/vaca-ternera-ganado-ternero-pastos-5177251/
Fig. 135: https://pixabay.com/es/photos/carne-carnicero-pantalla-escaparate-1030729/
Fig. 136: http://mijalschwartstein.blogspot.com/2015/04/clonacion-de-la-oveja-dolly.html
Fig. 137: http://www.unamglobal.unam.mx/?p=74830
Fig. 138: https://sites.google.com/site/gruposetnicosdelecuadorep/home/ventajas-y-desventajas-del-uso-de-transgenicos
Fig. 139: https://pixabay.com/es/photos/avenida-%C3%A1rboles-de-distancia-a-pie-2215317/
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Fig. 142: https://pixabay.com/es/photos/la-vida-silvestre-ciervos-mam%C3%ADferos-1367217/
Fig. 143: https://energavital333.wordpress.com/2019/05/16/el-reino-animal-y-su-relacion-con-la-humanidad/
Fig. 144: https://br.pinterest.com/pin/503418064566652667/
Fig. 145: http://biotecnologia-upqroo.blogspot.com/2011/04/la-importancia-de-la-biotecnologia-en.html
Fig. 146: http://geneticatrans.blogspot.com/2013/11/cuales-son-los-efectos-de-los.html
Fig. 147: https://www.pinterest.es/pin/769341548818806018/
Fig. 148: https://issuu.com/cuento_de_luz/docs/9788415503163_issuu
Fig. 149: https://docplayer.com.br/87205081-Nucleo-e-ciclo-celular-fasciculo-4-unidade-9.html
Fig. 150: https://www.ngenespanol.com/ciencia/publicacion-patrocinada-ctca-guia-para-entender-el-cancer/
Fig. 151: https://revista.une.org/18/dia-del-cancer-de-mama.html
Fig. 152: http://gabrielauyaguarip5.blogspot.com/2015/04/replicacion-anomala-del-adn-en-celulas.html
Fig. 153: https://www.freepik.es/
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Fig. 161: https://www.webconsultas.com/salud-al-dia/heridas/tipos-de-heridas-4547
Fig. 162: https://www.freepik.es/fotos-premium/herida-caida-rodilla_2290109.htm
Fig: 163: https://www.diariocontraste.com/2017/08/guia-rapida-para-desinfectar-heridas-en-casa/
Fig. 164: https://slideplayer.es/slide/3270793/
Fig. 165: https://pixabay.com/es/photos/an%C3%A1lisis-bioqu%C3%ADmica-bi%C3%B3logo-2030261/
Fig. 166: https://www.elhuertourbano.net/hortalizas/como-cultivar-cebollas-en-la-cocina/
Fig. 167: https://pixabay.com/es/photos/microscopio-investigaci%C3%B3n-cient%C3%ADfico-3184432/
Fig. 169: https://www.lifeder.com/acrosoma/
Fig. 170: https://www.unprofesor.com/ciencias-naturales/partes-de-un-ovulo-3147.html
Fig. 171: https://www.emaze.com/@AORLCCCLZ
Fig. 176: https://www.slideshare.net/cosme001/ciclo-celular-mitosis-y-meiosis-33000568
Fig. 178: https://www.slideserve.com/kay/meiosis
Fig. 179: https://manzanas10.com/tipos-de-manzanas/
Fig. 180: https://foodandwineespanol.com/los-5-tipos-de-maiz-mas-conocidos-en-mexico/
Fig. 181: http://www.bbc.co.uk/spanish/specials/1639_papa/index.shtml
Fig. 182: http://lsprogram.esy.es/cdbiologia/acticelu.html
Fig. 183: https://www.goconqr.com/es-AR/p/2682909
184
BIOLOGÍA I
Guía de actividades del alumno para el desarrollo de competencias
ANEXOS
LECCIONES PARA EL DESARROLLO
DE HABILIDADES
SOCIOEMOCIONALES
ANEXOS
LECCIONES PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES SOCIOEMOCIONALES
DESARROLLO DE HABILIDADES
SOCIOEMOCIONALES
PRESENTACIÓN
Uno de los objetivos de la educación es contribuir a la formación integral de las personas, esto
significa que además de instruirlas en conocimientos; es lograr el desarrollo de su potencial para
alcanzar su proyecto de vida.
En virtud de ello, se pone en marcha el programa “Desarrollo de habilidades socioemocionales” dirigido a nuestros estudiantes, a través del cual se busca trabajar de manera proactiva en sus debilidades, aumentar sus fortalezas, expresar lo que sienten y mejorar su comunicación con los demás,
resolver conflictos, aprender a manejar las presiones de la vida diaria, desarrollar perseverancia y
valorar las consecuencias de sus decisiones.
El desarrollo de habilidades socioemocionales es un conjunto de lecciones dentro del programa
Construye T, para que jóvenes como tú, que cursan la Educación Media Superior, cuenten con las
herramientas o medios para conocer sus emociones, trazar sus metas y mejorar la convivencia con
sus compañeros, amigos y maestros. Dando como resultado, un mejor ambiente escolar.
Durante tus estudios de preparatoria, en los seis semestres y en cada una de tus asignaturas,
realizarás actividades que te ayudarán a desarrollar las habilidades, bajo los siguientes aspectos:
DIMENSIONES
Conoce T
Se enfoca en entender y
trabajar tus emociones.
Relaciona T
Fortalece la interacción
con los demás.
Elige T
Promueve la toma de decisiones responsables.
HABILIDADES
SEMESTRE
Autoconocimiento
Primero
Autorregulación
Segundo
Conciencia social
Tercero
Colaboración
Cuarto
Toma responsable de decisiones
Quinto
Perseverancia
Sexto
Tus profesores llevarán a cabo las lecciones y es muy importante tu participación, pues de esta
forma podrás lograr desarrollar tus habilidades sociales y emocionales.
Si quieres tener más información o compartir tu opinión sobre el tema, puedes ingresar en las siguientes direcciones, con tu correo de CoBachBC:
https://sites.google.com/cobachbc.edu.mx/trabajocolegiado/hse?authuser=0+
https://sites.google.com/cobachbc.edu.mx/trabajocolegiado/buzón
1.4 LOS DEMÁS
“Cada uno muestra lo que es en los amigos que tiene”.
Baltasar Gracián.
Las relaciones afectivas permiten conocer y aprender distintas formas de entender el mundo. La toma de
perspectiva es un elemento muy importante en este valioso intercambio, pues te permite mirar las cosas
desde el lugar de otra persona, ¿cómo lo vería tu mejor amigo?, ¿qué pensaría tu mamá? Así, tu propia
perspectiva se amplía y las relaciones se hacen cada vez más cercanas.
El reto es reconocer la importancia de entender, considerar y apreciar los puntos de vista de otras personas a través de la toma de perspectiva.
ACTIVIDAD 1
Siéntate cómodamente y cierra los ojos por un momento. Imagina a un amigo
o amiga que sea muy importante para ti, en quien confías plenamente.
Visualízalo por un minuto. Después, responde aquí o en tu cuaderno a lo
siguiente:
1. Piensa en alguna situación que haya sido complicada para ti, pero fácil de contar.
Descríbela brevemente.
2. ¿Qué crees que pensaría y haría en esa situación la persona que visualizaste?
3. En general, ¿qué has aprendido de esa persona que haya hecho ampliar tu perspectiva ante distintas situaciones?
ANEXOS
LECCIONES PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES SOCIOEMOCIONALES
ACTIVIDAD 2
Reflexionen colectivamente sobre lo siguiente: ¿por qué es importante considerar los sentimientos y pensamientos de los demás?, ¿de qué manera esto
posibilita la resolución de problemas de una manera pacífica?, ¿cómo podrían
hacerle saber a otras personas que lo que sienten y piensan es importante?
REAFIRMO Y ORDENO
Las personas y grupos con quienes nos relacionamos cotidianamente pueden fortalecernos, si logramos establecer vínculos de confianza y apoyo, e incluso de amistad. Reconocer su influencia en tus deseos, retos y aspiraciones te ayuda a conocerte y saber lo que quieres y que no en tu vida.
Escribe en un minuto qué te llevas de la lección
PARA TU VIDA DIARIA
Invita a tu familia a probar considerar los sentimientos y pensamientos de los demás
cuando enfrenten una situación problemática con alguien y, por supuesto, también
practícalo tú, esto te dará mayor toma de perspectiva en tu vida.
¿QUIERES SABER MÁS?
Te compartimos este video sobre los diferentes puntos de vista y esperamos te
resulte interesante. Escribe en tu buscador “El arte de compartir puntos de vista diferentes: Lucy Rodríguez” o entra aquí: www.youtube.com/ watch?v=6pobwRooqs8
CONCEPTO CLAVE
Perspectiva: enfoque o punto de vista desde el cual se interpretan las experiencias
o se analiza un asunto. Cada persona puede percibir un panorama distinto de una
misma situación: mira desde su perspectiva.
4.4 EL CONTEXTO IMPORTA
“Los humanos forjan su propia historia, pero
no en circunstancias elegidas por ellos”.
John Lanchester.
En el contexto en que nos desarrollamos se atraviesan varias situaciones que han conformado nuestra
historia personal: grupos de pertenencia, creencias, escalas de valores, preferencias, espacios de convivencia, entre otras. Todo esto influye en nuestra toma de decisiones. Es probable que ante una misma
situación, vivida en circunstancias diferentes, reaccionemos de maneras distintas. Es importante tener
conciencia de aquello que nos influye de manera positiva y negativa, y de sus consecuencias, para que
todo aquello que elijamos esté encaminado, en la medida de lo posible, al beneficio personal y social. El
reto es identificar elementos de tu contexto familiar que influyeron en tu perspectiva respecto a un dilema
moral.
ACTIVIDAD 1
a. En parejas lean el siguiente dilema.
El próximo miércoles inicia el torneo de ajedrez varonil, y como el equipo del
salón tiene muy buenas probabilidades de llegar a la final y representar a la escuela en el torneo estatal, el asesor ha indicado que durante las próximas dos
semanas sólo las mujeres harán el aseo del salón a la hora de la salida para
que los hombres puedan entrenar. Tú piensas que las mujeres no tuvieron las
mismas oportunidades cuando fue el torneo femenil, pero el profesor ha dicho
que quien desacate la orden tendrá dos puntos menos en el próximo examen
de matemáticas porque se trata de apoyar a todo un equipo. Tú no puedes
arriesgarte a obtener una baja calificación porque podrías llevarte la materia a
extraordinario, pero tampoco estás de acuerdo en que sólo las mujeres hagan
el aseo. Así que…
b. De manera individual, de acuerdo con tu sexo, toma una decisión.
c. ¿Cuáles fueron los elementos de tu contexto familiar que te influyeron para
tomar esa decisión?
d. Reúnete con tu pareja, compartan su decisión, sus perspectivas y dialoguen al respecto.
ANEXOS
LECCIONES PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES SOCIOEMOCIONALES
ACTIVIDAD 2
a. De manera individual responde las siguientes preguntas.
•
¿Ante un dilema parecido al anterior, cómo reaccionarías si se diera en tu casa?,
¿crees que en tu perspectiva influye el contexto familiar donde te desarrollaste?,
¿por qué?
REAFIRMO Y ORDENO
Revisar cuáles son los elementos de nuestro contexto a la hora de tomar perspectiva y opinar en una situación es importante porque nos permite decidir con mayor
autonomía y ser conscientes y responsables de nuestra elección. Además, nos facilita inferir que seguramente las otras personas atraviesan otras circunstancias o que
viven las mismas, pero de otro modo. Ello nos permite abrirnos al diálogo, reafirmar
o deconstruir y decidir lo que consideramos como mejor opción.
Escribe en un minuto qué te llevas de la lección
PARA TU VIDA DIARIA
Clarificar las situaciones que te influyen a la hora de tomar una decisión te permite
distinguir cuáles inciden de manera positiva y cuáles de manera negativa. Además
de que te permite revisar tu escala de valores y comprender por qué otras personas
pueden tener perspectivas distintas.
¿QUIERES SABER MÁS?
Para revisar cómo las situaciones del entorno influyen en la perspectiva de las personas a la hora que enfrentan un dilema moral, te recomendamos ver la serie televisiva Merlí 1. En cada capítulo los personajes se enfrentan a dilemas y, para las y
los espectadores, se evidencian las situaciones que atraviesan.
CONCEPTO CLAVE
Contexto familiar: es el primer espacio en donde tiene lugar el desarrollo individual
y social de las personas.
1 Serie de televisión española creada y producida por la productora Veranda TV (Grupo Godó y Boomerang TV.)
Ciencias Experimentales
9.4
9.4 VAMOS A AYUDAR-NOS
Vamos a ayudar-nos
“Yo hago lo que usted no puede y usted hace lo que yo
“Yo hago lo que usted
La
comprensión
de lagrandes
situacióncosas”
que vive otra persona
noempatía
puedo. implica
Juntoslapodemos
hacer
no puede y usted hace
desde una conexión entre iguales, valorando la posibilidad de que eso
Teresa de Calcuta
lo que yo no puedo.
que le pasa pueda sucederle a cualquiera. Cuando la empatía es pasiva
Juntos podemos hacer
se queda a nivel del entendimiento del otro, cuando es activa incluye la
La empatía
implica
la comprensión de la situación que vive otra persona desde una conexión entre iguagrandes
cosas”
hacer
algo, de
actuar
para apoyar,
acompañar,
escuchar,
les, valorando
posibilidaddisposición
de que esodeque
le pasa
pueda
sucederle
a cualquiera.
Cuando
la empatía es
Teresa delaCalcuta
pasiva se queda a nivel del contener
entendimiento
del otro,
cuando es
incluye la disposición de hacer algo,
o resolver
una necesidad
enactiva
lo inmediato.
de actuar para apoyar, acompañar,
contener
o incluya
resolveruna
una
necesidad
en lo
inmediato.
El reto
El reto esescuchar,
elaborar un
plan que
actitud
empática
para
ayues elaborar un plan que incluya una actitud empática para ayudar a una persona cercana.
dar a una persona cercana.
ACTIVIDAD
1
Actividad
1
a. De manera individual identifica a una persona cercana que a tu consideración necesita apoyo
a. De manera
individual
identifica
a una tabla.
persona cercana que a tu consideray describe
su situación
en la siguiente
ción necesita apoyo y describe su situación en la siguiente tabla.
¿Quién es?
¿Qué necesidad
tiene?
¿Qué tipo de apoyo
necesita?
¿De qué forma
puedes apoyarle?
Actividad 2
2
a. ACTIVIDAD
En equipos, compartan
los casos de las personas que identificaron y seleccionen el que les
parezca más urgente o al que se les facilite brindar el apoyo.
a. En
compartan
los casos
deincluyan:
las personas que identificaron y seleccionen
b. equipos,
Elaboren un
plan de apoyo
en el que
el que les parezca más urgente o al que se les facilite brindar el apoyo.
• El tipo de apoyo que pueden brindar
• un
Los plan
recursos
materiales
que
necesitan
b. Elaboren
de apoyo
en el
que
incluyan:
•
Las
actividades
que
tienen
que
hacer
• El tipo de apoyo que pueden brindar para brindar el apoyo
• Lo que hará cada integrante del equipo
• Los
recursos materiales que necesitan
• Los resultados que esperan obtener
•
•
•
Las actividades que tienen que hacer para brindar el apoyo
Lo que hará cada integrante del equipo
Los resultados que esperan obtener
Conciencia social
c. Compartan con su grupo el plan que elaboraron y escuchen las opiniones del resto
de sus compañeros para que puedan complementarlo.
1
ANEXOS
LECCIONES PARA EL DESARROLLO DE HABILIDADES SOCIOEMOCIONALES
REAFIRMO Y ORDENO
La ayuda desinteresada que se brinda a quien lo necesita puede ser espontánea o
planeada, en ambos casos es igual de valiosa, pero en el segundo, el valor agregado radica en la posibilidad de emplear de forma eficiente los recursos humanos y
materiales para la satisfacción de la necesidad de esa persona.
Escribe en un minuto qué te llevas de la lección
PARA TU VIDA DIARIA
Comparte este ejercicio con tu familia y proponles que hagan algo similar con una
persona o personas conocidas que requieran apoyo.
¿QUIERES SABER MÁS?
Ve el vídeo “Ser solidario te hace grande” en el que se explican los beneficios de la
solidaridad. Lo puedes encontrar en el siguiente enlace o buscarlo en tu navegador:
https://youtu.be/0WTarjzWyTs
CONCEPTO CLAVE
Ayudar: consiste en interesarse en la vida de los demás y hacer lo posible para que
sientan nuestra presencia y apoyo. Implica disfrutar la alegría experimentada por la
pasión de servir.