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Instituto Privado Fray Luis Beltrán
Actividades para Biología de 3° año
Profesores:
Ana Laura Spizer D [email protected]
Sandra Domínguez B y C [email protected]
Marcos Sola 3 A [email protected]
Estimados alumnos de 3 año. Estas actividades fueron pensadas para que
ustedes las puedan hacer desde su casa. Deberán enviarlas por medio de
correo electrónico a sus respectivos profesores cuando terminen TODAS
LAS ACTIVIDADES: en este caso son tres.
Cuando envíen las actividades, deberán especificar curso y sus nombres,
por ejemplo: “Actividades – 3 A, B, C o D Biología alumno Juan Pérez”
Herramientas para trabajar
El uso de modelos ¿Quién? ¿Yo?
Conceptos, modelos, teorías, y leyes son sistemas explicativos que usamos para dar cuenta de las observaciones. Estos son abstracciones que se alejan de la realidad observada, pero que nos sirven para explicar, interpretar y predecir lo que observamos. Estas construcciones teóricas deben tener un sustento evidencial; se basan, generalmente, en evidencias. Este aspecto de la ciencia está relacionado con la capacidad creativa de los científicos. En los párrafos siguientes discutiremos el uso de modelos, ya que es muy corriente en la escuela Media. En general, todas aquellas ideas inventadas que explican observaciones acotadas se llaman modelos. Las teorías son modelos de gran alcance, ya que tienen la capacidad de explicar un conjunto más amplio de observaciones. En ciencia, usamos modelos que reproducen aquello de lo que estamos hablando. Los modelos nos permiten analizar e intentar comprender cosas que en la realidad no podríamos o serían muy difíciles de observar. Los modelos son, además, herramientas de pensamiento. Nos ayudan a pensar y comprender ciertos fenómenos. Cuando usamos modelos en clase, es importante tener en cuenta algunos aspectos:
Sus limitaciones. Los modelos son construcciones y, como tales, son recortes que hacemos de la realidad. Es decir, las limitaciones están dadas por la naturaleza de los modelos ya que, en general, son simplificaciones de la realidad y, como tales, no toman en cuenta todos sus aspectos.
Los modelos no son verdaderos ni falsos, ya que no son el fenómeno sino una representación. Los modelos son buenos o malos según se adecuen o no a nuestras necesidades.
Es importante recalcar la naturaleza temporal de los modelos; si uno no resulta adecuado, lo cambiamos. La revisión de modelos es un paso necesario en la construcción del conocimiento.
En general, los modelos que usamos en la escuela son imágenes o representaciones físicas de lo estamos estudiando. Estos se construyen usando analogías o sistemas que suponemos se comportan de una manera similar. Un ejemplo de modelo comúnmente utilizado en la escuela es describir el corazón como una bomba. Cuando trabajamos con
analogías y comparaciones, es importante hacer explícitas las relaciones, es decir,
establecer no sólo las similitudes entre el objeto y el concepto científico en cuestión,
sino también las diferencias entre ellas. ¿En qué se parecen la estructura del ADN y
una escalera caracol? Ambas tienen peldaños (en el caso del ADN, estos están
representados por los puentes de hidrógeno) y se enrollan. ¿En qué se diferencian? La
escalera se usa para subir o bajar de nivel, pero no podemos decir lo mismo de la
estructura del ADN.
Actividad 1
1. ¿En qué consistía el modelo atómico? (podés buscar la respuesta en tus carpetas
y/o libros de segundo o primer año)
2. Observá el siguiente video como ejemplo de modelo matemático aplicado a la
Biología:
https://www.youtube.com/watch?v=Sdn5Phjmq3I
O lo podés buscar así: “Las Matemáticas del Coronavirus”. Realiza un breve comentario
sobre el video: ¿Qué nos muestra? ¿Qué aporte realiza las matemáticas para entender
al coronavirus? ¿Qué te pareció el video?
PARA RECORDAR: ¡Conocimientos previos para tener en cuenta!
Leer, analizar y responder:
EVOLUCIÓN QUIMICA Y CELULAR
En 1953, en la Universidad de Chicago, los químicos Stanley
Miller (izquierda) y Harold Clayton Urey (abajo), realizaron un
experimento fundamental: la reproducción en laboratorio de las
condiciones imperantes en la Tierra primitiva hace cuatro mil
millones de años. El experimento consistió en colocar en un matraz
de 500cc, mezclas gaseosas que se suponían se hallaban en la Tierra
primitiva: H2, NH3, CH4 y H2O (en forma de vapor), también
hicieron otras pruebas con CO2 en lugar de CH4, con idénticos
resultados. Este recipiente se hacía hervir y los gases producidos
circulaban por un sistema cerrado de tubos hacia otro matraz, más
grande, de 5000 cc de capacidad, donde
eran sometidos a descargas eléctricas semejantes a las que existían
en la atmósfera primitiva. Este proceso se repitió varias veces, es
decir, se hicieron varias pasadas de los gases y compuestos
producidos por el aparato ideado por Miller y Urey, los productos
de estas reacciones se acumulaban disueltos en la parte inferior del
mecanismo. El sistema tenía también llaves en diferentes partes de
los tubos para extraer muestras en distintas etapas del experimento.
Después de una semana se pudieron identificar compuestos como
aminoácidos, aldehídos, ácidos y azúcares.
Fig. 1 - Aparato usado por Miller y
Urey para reproducir las
condiciones de la atmósfera
primitiva
La importancia de este experimento
radica en que comprobó que era
posible, en las condiciones que
presentaba la atmósfera primitiva, que
se sintetizaran compuestos orgánicos
esenciales para los seres vivos como los
aminoácidos, hecho que era sostenido
por la hipótesis de Oparin y Haldane.
El bioquímico británico J. B. Haldane, en 1929, publicó su teoría que señalaba que la
atmósfera de la Tierra primitiva era reductora, sin oxígeno libre. Esta carencia de O2
significaba que la capa de ozono aún no se había formado, recordemos que es esta capa la que
actualmente filtra las radiaciones ultravioletas provenientes del Sol, y que fue originada por la
actividad fotosintética de organismos vivos, que no existían en ese momento de la evolución.
Según este autor las UV proporcionaron la energía necesaria para las uniones químicas,
de compuestos orgánicos formados a partir de H2O, CO2 y NH3. Como no existía O2 estos
compuestos no eran destruidos por las UV, como sucedería actualmente, y podían ser
almacenados en los mares y océanos primitivos.
El bioquímico ruso A. I. Oparin en 1924, había expuesto en una breve monografía, ideas
muy parecidas con respecto al origen de la vida, ya señalamos sus diferencias con respecto a la
fuente de carbono (Haldane estaba a favor del CO2 y Oparin del CH4).
Pero los trabajos de ambos pasaron sin mucho eco entre la comunidad científica, debido
a que gracias a los experimentos de Pasteur, había sido desechada la teoría de la generación
espontánea (que afirmaba que la vida surgía de la materia inerte: no viviente); y la hipótesis
de Oparin y Haldane parecía avalar esta teoría, pero no era así. Estos investigadores sostenían
que la vida podía haber surgido a partir de materia no viviente solamente en las condiciones
de la Tierra primitiva, que incluía además la no competencia con otros seres vivos.
Al aparecer la vida destruyó las condiciones que la hicieron
posible.
Estos dos investigadores diferían con respecto a las condiciones iniciales que consideraban
básicas para la evolución de la vida, Haldane sostenía que la capacidad para reproducirse y
generar descendencia con características bioquímicas semejantes era la condición
fundamental y necesaria para que se dieran los pasos evolutivos posteriores. Es decir, que para
este autor primero apareció el “gen desnudo“, una molécula que sobrevivió porque pudo
producir copias idénticas a sí mismas con los materiales que halló en el medio circundante
(Fig. 2).
Fig. 2 - Esquema del gen desnudo
En cambio, Oparin estaba a favor de la existencia del “ coacervado“, una acumulación de gotas
en ese caldo primitivo que podía metabolizar, o sea intercambiar materia y energía con el
medio ambiente, y competir con otras gotitas para sobrevivir , reuniendo más gotitas o
utilizando la energía del caldo orgánico para mantenerse unidas .
LAS CONDICIONES DE VIDA
Los sistemas vivientes tienen tres exigencias fundamentales:
1- una barrera o límite (la membrana) que separa el organismo vivo de su entorno,
2- un metabolismo catalizado por enzimas,
3- un grupo de genes que guardan y hacen circular la información, con capacidad de autoduplicarse para transmitir una copia exactamente igual a los descendientes.
Los primeros organismos vivos quizás incrementaron su metabolismo incorporando
enzimas y moléculas transportadoras de energía, a través de las cuales se podrían
enlazar las reacciones que liberan y las que consumen energía.
Los seres vivos actuales realizan la transferencia de energía por medio de 3 vías
principales:
1- el ciclo ATP-ADP,
2- las reacciones de óxido-reducción y
3- el transporte de electrones a través de moléculas que contienen porfirinas,
como los citocromos y la clorofila.
ORIGEN DE LOS EUCARIONTES (células eucariotas)
Las evidencias fósiles de los primeros eucariontes son de hace 1500-1700 millones de
años. En base a las semejanzas en los sistemas de información, vías metabólicas y tipos
moleculares podemos inferir que los eucariontes provienen de antepasados procariontes.
¿Cómo fue este proceso?. En 1981, Lynn Margulis, de la Universidad de Massachusetts,
propuso la teoría endosimbiótica, que plantea que las mitocondrias, los cloroplastos y tal vez
los centriolos y flagelos provienen de vínculos simbióticos
entre dos procariontes. Así los cloroplastos derivarían de
antiguas bacterias fotosintéticas y las mitocondrias de
formas aeróbicas heterótrofas(bacterias). El progenitor de
cloroplastos y mitocondrias pudo haber ingresado en un
procarionte como una presa para ser digerido o como un
parásito interno. Éstos resistieron y se perpetuaron junto
con la célula huésped, por lo tanto sus descendientes también contenían estos endosimbiontes;
con el tiempo la relación les proporcionó beneficios mutuos, y el simbionte se volvió incapaz
de subsistir fuera de la célula huésped. Cada parte de esta relación contribuye con una función
importante, los cloroplastos pueden usar CO2 para sintetizar compuestos orgánicos más
complejos(glucosa), las mitocondrias introdujeron la vía metabólica aerobia (más eficiente en
rendimiento de ATP); capacidades de las que carecía la célula huésped, ésta les proveía los
nutrientes y una barrera protectora del medio (la membrana plasmática).
Fig. 5 - Modelo endosimbionte
Los argumentos a favor de esta teoría
son:
1- la existencia, en la actualidad, de numerosas relaciones endosimbióticas (el tunicado
colonial Diplosoma virens lleva procariontes fotosintéticos dentro de sus células; las termitas,
en su intestino llevan un protozoo Myxotricha paradoxa, que tiene bacterias espiroquetas como
endosimbiontes que funcionan como flagelos).
Diplosoma virens, es una suerte de esponja.
Termitas
2- la estructura y función de cloroplastos y mitocondrias incluye rasgos procariontes como
ADN circular no asociado a proteínas, reproducción por fisión binaria, ADN, ARN e
información para la síntesis proteica como la de los procariontes (incluyendo ribosomas,
ARNt, y ARN, ADN polimerasas); sistema de transporte de electrones como el de las
eubacterias.
3- comparación de las secuencias de ADN de estas organelas: las secuencias proteicas y de
ARNr de los cloroplastos y mitocondrias están relacionadas, se han hallado en las eubacterias
y no están presentes en arqueobacterias o eucariontes.
Actividad 2 A. Evolución química y celular
1. En este texto te presento un grupo de científicos que pensaron y propusieron
teorías sobre cómo habrá sido la Tierra primitiva, es decir, cómo era nuestro
planeta en sus primeros millones años de vida. Lo que necesito es que
determines (que selecciones y escribas) ¿qué diseñaron, qué pensaban, qué
comprobaron: Stanley Miller y Harold Clayton Urey? Y ¿qué diseñaron y lograron
comprobar Haldane y Oparin? Podés hacer un cuadro comparativo
2. Realizá una línea histórica sobre la evolución química y celular
3. Te desafío (podés pedir ayuda) Explicar la siguiente oración: “Al aparecer la vida
destruyó las condiciones que la hicieron posible.”
4. ¿Qué es el gen desnudo y el coacervado?
5. El origen de los eucariontes, es decir las células eucariotas. ¿Qué propuso
Margullis? ¿Cuáles son los argumentos a favor? Buscá en internet los
argumentos en contra.
6. Buscá en el diccionario las palabras que no conozcas y deje registro de ellas en
la carpeta
7. Realizá un informe sobre su postura u opinión
Bonus: a continuación, te adjunto un par de videos muy buenos para comprender
un poco más lo leído.
https://www.youtube.com/watch?v=qdvp8TYrCmg
¿Qué Fue El Experimento De Miller-Urey?
https://www.youtube.com/watch?v=KRs77NlysQ0
Teoría endosimbiótica
ORGANIZACIÓN CELULAR
TEORÍA CELULAR
La célula es la unidad de vida más pequeña. Es la unidad
anatómica y fisiológica de todos los seres vivos. Dos
científicos alemanes el botánico Mattias Schleiden (1804-
1881) y el zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) fueron
los primeros en señalar que "Los cuerpos de las plantas y de los animales están compuestos por células y por productos celulares" enunciando el postulado inicial de la
Teoría Celular
Posteriormente, Rudolph Virchow (1821-1902) amplio la Teoría
Celular y afirmó: "Todas las células proceden de otra preexistente". Por lo tanto, las células no surgen por generación espontánea a partir
de materia inanimada. Otra importante conclusión de la Teoría
Celular afirma que todas las células actuales, tienen un origen común.
La evidencia más importante, sobre el origen común de todas las
formas celulares, radica en las similitudes básicas de sus estructuras y principalmente
de su composición molecular.
Tabla 1.2 – Postulados de la Teoría Celular
1- Todos los seres vivos están formados por células y productos celulares (unidad
anatómica)
2- Las funciones de un ser vivo son el resultado de la interacción de las células que
lo componen (unidad fisiológica)
3- Toda célula sólo puede tener origen en una célula progenitora.
4- Toda célula tiene la información hereditaria del organismo del cual forma parte,
y esta información pasa de una célula progenitora a una célula hija.
CARACTERÍSTICAS DE LAS CÉLULAS
Todas las células están cubiertas por una membrana externa, llamada membrana
plasmática, que las separa de otras células y del medio circundante con el cual
intercambian materia y energía. Este intercambio está altamente regulado y es
selectivo. De esta forma la membrana plasmática debe actuar no sólo como límite
celular sino también como barrera selectiva. Por lo tanto, la célula, mantiene una
composición química muy ordenada y diferente a la del entorno. Todas las células
poseen un metabolismo o conjunto de reacciones químicas, que posibilitan el
mantenimiento de la vida. Este metabolismo para sustentarse necesita de una o más
fuentes de energía. Las células, necesitan de distintivos tipos de moléculas energéticas:
* Monedas energéticas, como el ATP
* Moléculas combustibles, como la glucosa o los ácidos grasos
* Moléculas de reserva de energía, como el glucógeno o el almidón
ESTRUCTURA DE LAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS
Las bacterias pueden
definirse como organismos unicelulares procariontes que se reproducen por fisión
binaria. Contienen toda su información genética en un único cromosoma bacteriano
circular. También poseen sistemas productores de energía y biosintéticos necesarios
para el crecimiento y la reproducción. Poseen como característica particular una pared
rígida de peptidoglicanos. Son generalmente de vida libre y poseen ADN
extracromosómico en forma de plásmidos, estos codifican genes de resistencia a
antibióticos o factores "sexuales" como los pili.
MEMBRANA PLASMÁTICA
Las células están separadas del medio que las rodea por una delgada lámina
denominada membrana plasmática, que define los límites de las mismas.
Hace 3700 millones de años, la formación espontánea de una estructura similar
a la membrana plasmática de las células actuales permitió aparición de los primeros
seres vivos. Sin esta barrera protectora, las células estarían expuestas a los rigores del
mundo externo, no podrían regular su medio interno y, en consecuencia, no serían
viables. La membrana plasmática no aísla a la célula completamente, sino que
constituye una barrera altamente selectiva, que tiene la propiedad de regular el
intercambio de materiales entre la célula y el medio que la rodea. La membrana es una
estructura muy delgada: sólo tiene un espesor de 6 a 10 nm (1nm=10-9m). Por lo tanto,
se necesitarían mil membranas plasmáticas apiladas, una sobre otra, para igualar el
espesor de esta hoja de papel.
Singer y Nicholson propusieron en 1972 un modelo estructural para las membranas al
cual denominaron modelo del mosaico fluido. De acuerdo al mismo las membranas son
“disoluciones bidimensionales de lípidos y proteínas.” Según este modelo, la estructura
de la membrana sería una delgada lamina formada por dos capas superpuestas de
lípidos (también llamadas hemimembranas), con la fluidez propia de los aceites, en la
cual se encuentran insertadas proteínas. Esto le confiere el aspecto de un “mosaico”.
Esquema del "Modelo del mosaico
fluido" de las membranas
Esquema de la
ultraestructura de una célula
animal idealizada
Esquema de la
ultraestructura de
una célula vegetal
idealizada
Actividad 3
1. Realice un mapa conceptual sobre este tema
2. Observa los dibujos de célula animal y vegetal. Realiza un cuadro donde figuren
los organoides que comparten como los que son individuales de cada célula
3. Te desafío: ¿Por qué la Teoría Celular es una Teoría?
OBSERVACIONES: Para estas actividades pueden usar el cuadernillo de técnicas de
estudio