Biología General

• Escuela Preparatoria Oficial Nº 259

• Guía de estudio 1er parcial

• Profr. Edgar R. Báez Ramírez

Parte 1: GeneralidadesLa ciencia es el conjunto de conocimientos sistematizados que nos permiten explicarlos fenómenos por sus principios y sus causas para enunciar leyes generales.En el uso corriente la palabra ciencia(del latín scire: = saber, conocer; y del griego isemi=: conocer, tener noticia de) se aplica a una gran variedad de disciplinas o actividadesintelectuales que tienen ciertas característicasen común.A continuación se citan algunos conceptos de Ciencia:"Es el conocimiento de las cosas por sus principios y causas" (Aristóteles)."Es el conjunto de conocimientos que nos conducen a la verdad" (Mario Bunge)."Es la explicación objetiva y racional del Universo" (Eli de Gortari)."Es un sistema organizado para el estudio riguroso del mundo natural" (George H. Fried).

Además las ciencias Naturales y exactas utilizan el método deductivo, ya que lacomprobación se realiza por medio de la demostración lógica.

La Biología es una cienciaexperimental, que utilizauna metodología precisapara manejar losconocimientos y principiosque la constituyen yorientan hacia labúsqueda de la verdad.Hoy en día los fenómenosbiológicos pueden conrelativa facilidad sermedidos, observados yrepetidos cuantas vecessea necesario hasta quearrojen resultadosconfiables, y pueden sercontroladas todas lasvariables que en ellosparticipen, como lo exigela ciencia.

La histología por ejemplo es la rama de la Biología que se encarga del estudio y clasificación de los tejidos...

…así como la Citología se encarga del estudio y clasificación de las células y donde su principal herramienta es el microscopio…

… y hablando del microscopio, ¿Quién fue el creador de este aparato?

Aunque existe una polémica y algunos Italianos le adjudican este maravilloso invento a Galileo,pero en realidad el primer microscopio fue inventado, por una casualidad en experimentoscon lentes.Entre 1590 y 1600, el óptico holandés Zacharías Janssen (1580-1638) inventó un microscopiocon una especie de tubo con lentes en sus extremos, de 8 cm de largo soportado por tresdelfines de bronce; pero se obtenían imágenes borrosas a causa de las lentes de mala calidad.El mayor reconocimiento lo recibe el holandés Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723), ya queperfeccionó el microscopio usando lentes pequeñas, potentes, de calidad, y su artefacto era demenor tamaño.Alrededor del 1676 logró observar la cantidad de microorganismos que contenía el aguaestancada.También descubrió los espermatozoides del semen humano; y más adelante, en 1683, lasbacterias.Durante las siguientes décadas los microscopios fueron creciendo en precisión y complejidady fueron la base de numerosos adelantos científicos, entre ellos el descubrimiento de la célula…

… una célula (del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño) es la unidadmorfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamañoque puede considerarse vivo. Así tenemos que Robert Hooke descubrió las células observandoen el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta que estaba formada por pequeñascavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal. Por ello cada cavidad se llamócélula. No supo demostrar lo que estas celdillas significaban como constituyentes de los seresvivos. Lo que estaba observando eran células vegetales muertas con su característica formapoligonal.

Y ya que hablamos de gente famosa, que tal Gregorio Mendel ¿te suena?, ¿qué tiene que ver con la biología?...

Pues los primeros trabajos en genética fueron realizados por Mendel.Inicialmente realizó cruces de semillas, las cuales se particularizaron porsalir de diferentes estilos y algunas de su misma forma. En susresultados encontró caracteres como los dominantes que secaracterizan por determinar el efecto de un gen y los recesivos por notener efecto genético sobre un fenotipo heterocigótico.

Parte 2: Método científico

El método científico,

del griego: -μετά = hacia, a lo

largo- -οδός = camino-;

y del latín scientia =

conocimiento;

camino hacia el

conocimiento,

es un método de

investigación usado

principalmente en la

producción de conocimiento

en las ciencias.

¿Recuerdas el ejercicio que revisaste en clase?, si ese que hablaba de una

comunidad de murciélagos que eran estudiados por un grupo de científicos para

demostrar si los murciélagos no utilizan la visión para alimentarse.

Lee con atención y escribe la letra correspondiente según las etapas del método científico:A) ObservaciónB) Planteamiento del problemaC) HipótesisD) ExperimentaciónE) Análisis, síntesis y confrontaciónF) Conclusión

*Para llevar a cabo este experimento se colocaron 300 murciélagos de la misma especie. Todos se marcaron con anillos; a 150 murciélagos que constituyeron el grupo experimental se les colocó un antifaz. El grupo testigo estaba formado por murciélagos desprovistos de antifaz.Se liberaron todos los murciélagos al mismo tiempo y en el mismo lugar; al día siguiente se colectaron los murciélagos que tenían anillo y, después de un lavado intestinal, se analizaron los contenidos estomacales para ver qué comieron. La base de datos estuvo conformada por el número de murciélagos recuperados y con contenido estomacal._______*Si el sentido de la vista está muy desarrollado en los murciélagos, entonces estos podrán ver a los insectos en la oscuridad y así atraparlos. ________*Los murciélagos cazan insectos en la oscuridad. ___________*Si los murciélagos poseen una modificación estructural para poder detectar a los insectos entonces no es necesaria la visión. _________*De este estudio puede afirmarse que los murciélagos no utilizan la visión para capturar a los insectos; por tanto, los murciélagos deben poseer alguna adaptación particular que les permita capturar a sus presas sin verlas. _______

*Se recuperaron 146 murciélagos del grupo experimental y 136 del grupo testigo.En el primer grupo se obtuvo un promedio de 150 insectos en el contenido estomacal, con un rango de 110 a 170, mientras que en el grupo testigo el promedio de insectos fue de 100 con un rango de 70 a 140.Al organizar y analizar estadísticamente estos datos se vio que la diferencia entre la cantidad de insectos en los dos grupos no fue significativa. ______

De las Ramas de estudio de la Biología, podemos discernir lo siguiente:La botánica, la fisiología, la citología, la zoología y la anatomía, son ramas de la Biología, y todas ellas se apoyan de la taxonomía, que es la encargada de clasificar, en este caso taxonomía biológica, pero ¿de qué se encarga cada una de ellas?

Se encarga del estudio de las bacterias:____________________Se encarga del estudio de las células:______________________Se encarga del estudio de los animales:____________________Se encarga del estudio de las partes de un organismo vivo:______________Se encarga del estudio de las plantas:______________________Se encarga del estudio de las funciones de un organismo vivo:___________

Las etapas o pasos del método científico, son diversos en nombre y número, según el autor que se consulte. Mencionaremos como las más comunes en la experimentación científica las siguientes en orden: 1.Observación 2. Problema 3. Hipótesis 4. Diseño Experimental 5. Experimentación 6. Resultados 7. Teoría 8. Ley

Bacteriología

ZoologíaAnatomía

BotánicaFisiología

Citología

Parte 3: Ramas de estudio y método científico

El conocimiento que se tiene en la actualidad acerca de los seres vivos es tan amplio que eltrabajo del biólogo se desarrolla por especialidades.

Los seres vivos (especies) se pueden conocer y estudiar desde diferentes perspectivas deestudio o ramas. Enseguida se mencionan algunas ciencias, Ramas de la Biología:

Citología. Células

Genética. Herencia.

Ecología. Interrelación de los seres vivos con su medio ambiente.

Fisiología. Funcionamiento de los seres vivos.

Etología. Comportamiento de los seres vivos.

Paleontología. Restos o vestigios de los seres vivos fosilizados.

Histología. Tejidos.

Taxonomía. Se encarga de clasificar y nombrar a los seres vivos.

Embriología. Formación y desarrollo de los seres vivos, hasta su nacimiento.

Evolución. Cambios heredables que sufren los seres vivos a través de las generaciones.

Anatomía o Morfología. Estructura y conformación de los seres vivos.

La mayoría de estas ramas del saber se aplican a cualquiera de los grupos de seres vivosconocidos como reinos, los cuales son: monera, protoctista, fungi, plantae y animalia.

Existen ramas especializadas, que se encargan de estudiar un grupo de seres vivos de alguno oalgunos de los reinos, por ejemplo:

Bacteriología Se encarga del estudio de las bacterias (Reino monera).

Botánica Es el estudio de los vegetales (Reino plantae).

Ficología Estudia a las algas (actualmente ubicadas en los reinos: monera, protoctista y plantae)

Micología. Estudia a los hongos (Reino fungi)

Microbiología Estudia microorganismos como hongos (fungi), bacterias(monera), micoplasmas, protoctistas (protista); y virus.

Zoología Estudia a los animales (reino animalia) y se divide a su vez en varias disciplinas ociencias como las siguientes: Herpetología, estudia a los reptiles; Entomología, estudia a losinsectos; Ornitología, estudia a las aves; Mastología, estudia a los mamíferos;Helmintología, estudia a los gusanos; Ictiología, estudia a los peces; Malacología, estudia a losmoluscos, etc.

Algunas de estas ramas se especializan en partes más pequeñas, como por ejemplo laconquiología, que estudia las conchas de los moluscos y que es practicada por naturalistasperitos (conquiólogos).

Etimológicamente la palabra célula se deriva del latín "cellula" que significa celda pequeña, equivale a "citos" en griego. En 1665 Roberto Hooke introdujo el término célula como resultado de la observación de una estructura del corcho, en forma de celdilla. Hooke fue pionero en realizar investigaciones microscópicas y publicó sus observaciones, entre las que se encuentra el descubrimiento de las células vegetales.Los científicos alemanes, Matias Schleiden (botánico) y Theodor Schwann (zoólogo) hicieron afirmaciones concisas, aunque generalizadas, en artículos publicados durante 1839, señalando que las plantas y animales son agrupaciones de células: "unidades anatómicas y fisiológicas". Fue así como a través de esas publicaciones el concepto de la célula como unidad de la vida empezó a ser aceptado a principios del siglo XIX. En 1858 Rodolph Virchow, en relación con la reproducción, enuncia que las células se originan de la división de las ya existentes.Esta serie de observaciones conformaron lo que ahora denominamos, "teoría celular", misma que establece:

- Todos los seres vivos están estructurados anatómicamente por unidades llamadas células.

- Las células son también las unidades funcionales de los seres vivos.

- Todas las células se originan de células preexistentes.

Parte 4: La célula

La célula consta de tres estructuras principales: membrana celular, citoplasma y núcleo.La membrana celular, también llamada membrana plasmática, citoplasmática, o fundamental,se observa claramente con el microscopio y limita a la célula del medio ambiente que la rodea,controlando el paso de materiales hacia el interior o exterior de ella. Está formada por un par decapas proteínicas densas, una interna y otra externa (donde se encuentran la mayor cantidad deproteínas), que a su vez rodean a una bicapa fosfolipídica menos gruesa y de menor densidad;puede encontrase además una pequeña cantidad de carbohidratos adheridos a las proteínasexternas. En general, la membrana está constituida por un 52% de proteínas, un 40% de lípidosy un 8% de carbohidratos, aunque esta proporción puede cambiar en función del tipo de célula.

La membrana celular es la estructura que ayuda a controlar el paso de materiales entre la célulay su ambiente. La membrana puede impedir que algunas substancias como proteínas y lípidos,entren a la célula, pero permite el paso de azúcares simples, oxígeno, agua y bióxido decarbono.

Es la porción comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear; está constituido por la llamada matriz citoplásmica, citoplasma o citósol (porción líquida), que contiene a los organelos (estructuras con funciones especializadas) y a las llamadas inclusiones (materiales orgánicos e inorgánicos que carecen de función especializada).

La matriz citoplásmica está constituida en su mayor parte por agua, es el lugar en donde se efectúa la mayor cantidad de procesos celulares pues contiene a las moléculas orgánicas (aminoácidos, cofactores, azúcares y ácidos grasos) responsables de los mismos, así como enzimas y " monedas energéticas" (ATP).

Citoplasma

La matriz citoplasmática o citosol representa el verdaderomedio interno de la célula, pero se encuentra soportado poruna estructura proteínica denominada citoesqueleto.

El citoesqueleto desempeña funciones relacionadas con elmovimiento y el sostén celulares; consta de tres tiposdiferentes de proteínas que dan origen a su vez a tresestructuras distintas: microtúbulos, microfilamentos yfilamentos intermedios.

El nucléolo, es el material comprendido entre la membrana plasmática

y la envoltura nuclear, y es una estructura compuesta de dos fases.

El aparato de Golgi se llama así en honor a quien en 1898 descubrió su

presencia en las células. Consiste en un grupo de 3 a 20 sacos aplanados

llamados cisternas apilados como tortillas, su función es procesar,

empacar y distribuir materiales que se mueven a través de la célula y

salen de ella.

El citoplasma es el sitio donde se ensamblan y construyen las

subunidades que constituyen los ribosomas.

El citoesqueleto, es la estructura y sostén de la célula. Está formado

por una red de filamentos y túbulos interconectados que se extienden

desde el núcleo hasta la membrana celular.

Los lisosomas son organelos que se forman a partir de las membranas

del aparato de Golgi, con un gran contenido de enzimas digestivas

hidroliticas, además participan en la muerte celular programada

(apoptosis).

Los ribosomas son pequeñas estructuras libres en el citoplasma o

unidos a la superficie del retículo endoplasmatico rugoso, además

carecen de membrana y se encuentran tanto en Eucariontes como

en Procariontes: son el sitio de traducción en la síntesis de

proteínas.

El retículo endoplasmático consiste en una red de sacos

aplanados, tubos y canales interconectados entre sí, su función está

relacionada con la síntesis de proteínas. Se presenta en dos formas,

liso y rugoso.

La mitocondria está limitada por una doble membrana, la exterior

lisa y la interior forma plegamientos o crestas, este organelo

convierten los alimentos en energía.

Todas las células eucariontes poseen núcleo, que se desempeña

como la sala de control de todas las actividades de la célula, así

como el director en una fabrica quien ordena y dispone de la

información y da instrucciones.

Basándose en la presencia o ausencia de una envoltura, que rodea al material genético (DNA), existen dos tipos distintos de células.

Procariontes: del griego pro antes ,y carion núcleo; que literalmente significa antes del núcleo, cuyo material hereditario no está limitado por una envoltura nuclear.Son las formas de vida más antigua y abundante que se conoce, evolucionaron a partir de las protocélulas. Son organismos que carecen de núcleo, en su lugar tienen un nucleoide y su DNA es circular. Son organismos unicelulares catalogados en los dominios Archae y Eubacteria.

Eucariontes: del griego eu=verdadero, y carion=núcleo; “células con núcleo verdadero.Abarcan organismos unicelulares y coloniales, multicelulares , pluricelulares, con una organización de tejidos, órganos y aparatos. Su DNA esta contenido en el núcleo el cual está rodeado por una envoltura nuclear, tiene también organelos delimitados por membrana que realizan funciones especificas dentro de la célula.

Parte 5: La célula eucariota y procariota

Cuando la célula ha alcanzado su máximo crecimiento y madurez, entra en un período dedivisión o reproducción que es el proceso biológico vital de todos los organismos; es importanteporque contribuye al enlace entre las generaciones, contrarresta la extinción del individuo ymantiene los niveles de la población asegurando la continuidad genética.Existen dos tipos de división celular: la mitosis o división de células somáticas, y la meiosis,división de células germinativas. Estos procesos forman parte de una larga secuencia de eventosconocida como ciclo celular o tiempo de generación que es una repetición alternante deperíodos de crecimiento, seguidos por divisiones sucesivas de la célula. En muchas células latotalidad del ciclo se completa en un lapso de pocas horas; en otras tarda muchos días, mientrasque en algunas más, se estaciona permanentemente en una fase, o bien el estacionamientopuede ser temporal como ocurre en la ovogénesis (formación de células germinales femeninas).

Parte 6: Reproducción celular

La mitosis (del griego mitos, hebra) es un proceso que ocurre en elnúcleo de las células eucarióticas y que precede inmediatamente a ladivisión celular, consistente en el reparto equitativo del materialhereditario (ADN) característico. Normalmente concluye con laformación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de lapartición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas.La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es elfundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de lareproducción asexual.

Es el medio de reproducción de las células somáticas, por medio del cual una célula madre daorigen a dos células hijas con las mismas características que la progenitora. La división celularprovee células nuevas para el crecimiento, para curar las heridas y para remplazar partesdañadas del organismo.

La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es unproceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya quees propio de la división celular de los gametos (produce células genéticamente distintasy, combinada con la fecundación, es el fundamento de la reproducción sexual y la variabilidadgenética).En organismos sexuales existen células llamadas gametos o células germinales (óvulo yespermatozoide) que se forman por un tipo especial de reproducción celular denominadomeiosis, que consta de dos etapas o periodos denominados Meiosis I o primera divisiónmeiótica y, Meiosis II o segunda división meiótica. En este tipo de reproducción una célulallamada madre, que contiene un número completo de cromosomas (diploide, se representacomo 2n), da origen a cuatro células hijas, con la mitad de cromosomas que la progenitora(haploides, representadas como n).

La meiosis es más larga que la mitosis y sus dos etapas o periodos, se subdividen a su vez enetapas o intervalos menores.

Conviene que elabores un cuadro comparativo haciendo notar las diferencias entre la mitosis y la meiosis para poder comprender mejor cada una…

Características Esto es la: MitosisNúmero de cromosomas en las células hijasNúmero de divisiones celularesNúmero de células hijas producidasProducto final

Características Esto es la: MeiosisNúmero de cromosomas en las células hijasNúmero de divisiones celularesNúmero de células hijas producidasProducto final

FIN