Libro de Biologia

COMPETENCIAS

3 rara

BACHILLERATO Marta Patricia Velzquez Ocampo

3

ST Distribucin, S.A. de C.V.Gustavo Baz 47-A, Parque Industrial Naucalpan, Naucalpan, Estado de Mxico.Telfono: (01 55) 53 01 35 81

Miembro de la Cmara Nacional de la Industria Editorial, registro nmero 3342.

Derechos reservados 2009 Primera edicin: Mxico D. F., noviembre de 2005 Segunda edicin: Mxico D. F. , enero de 2008 Tercera edicin: Estado de Mxico, enero de 2009 Primera reimpresin de la tercera edicin: Estado de Mxico, enero de 2010

2009, Marta Patricia Velzquez Ocampo

ISBN: 978 607 7529 11 8

Director general: Joaqun TrejosDirector editorial: Alonso TrejosEditor en jefe: Giorgos KatsavavakisCoordinadora editorial: urea CamachoEdicin: urea Camacho

Director de arte: Ernesto BolaosDiagramacin: Daniela Hernndez, Jeffrey TorresDiseo de portada: Milagro TrejosIlustraciones: Andrs Ramrez, Anthony Sharpe, Miguel CabreraAsistente de produccin: Laura LpezFotografas: Stockxchange, archivo ST Editorial

Impresin: Transcontinental

Prohibida la reproduccin total o parcial de este libro en cualquier medio sin permiso escrito de la editorial.Impreso en Mxico. Printed in Mexico.

Esta reimpresin de Biologa 1, de Marta Patricia Velzquez Ocampo se termin de imprimir en enero de 2010 en los talleres de Reproducciones Fotomecnicas S. A. de C. V., con domicilio en Democracias #116, col. San Miguel Amantla, Delegacin Azcapotzalco, C.P. 02700 Mxico, D. F.

Velzquez Ocampo, Marta Patricia.

Biologa, 1: bachillerato / Marta Patricia VelzquezOcampo; il. Andrs Ramrez, Anthony Sharpe, Miguel Cabrera. -- 3a ed. -- Mxico: ST Editorial, 2009.232 p.: il.; 26 cm.Bibliografa: p. 227Incluye cuadernillo de actividades adicionalesISBN 978-607-7529-11-8

1. Biologa Estudio y enseanza (Superior). 2. Biologa Manuales de laboratorio. I. Ramrez, Andrs, il. II. Sharpe, Anthony, il. III. Cabrera, Miguel, il. IV. t.

574-scdd20 Biblioteca Nacional de Mxico

3contenido

Presentacin 6 Organizacin del libro 7 Competencias 8

UNIDAD 1 CARACTERSTICAS DE LOS SERES VIVOS

Evaluacin diagnstica 12

TEMA 1: INTRODUCCIN A LA BIOLOGA 15La biologa como ciencia 15

Campo de estudio de la biologa 17Relaciones interdisciplinarias 20Relacin de la biologa con la tecnologa y la sociedad 22

TEMA 2: NIVELES DE ORGANIZACIN DE LA MATERIA 25Desde las partculas hasta el ecosistema 25Niveles de organizacin de la materia (infogrfico) 28Mtodo cientfico y su aplicacin 30

Observacin 31Planteamiento del problema 31Informacin previa 31Hiptesis 32Diseo experimental 32Experimentacin 33Anlisis de los resultados 33Conclusiones 33Informe escrito 34Teora 34

Lmites de la biologa 35

TEMA 3: CARACTERSTICAS DISTINTIVAS DE LOS SERES VIVOS 37Estructura celular 38Metabolismo 38Homeostasis 39Reproduccin 39Crecimiento y desarrollo 40Irritabilidad 40Adaptacin 40Fronteras de la vida 41

TEMA 4: COMPOSICIN QUMICA DE LOS SERES VIVOS 42Bioelementos primarios y secundarios 42Molculas inorgnicas de inters biolgico 45

Agua 45Escala de pH 47Sales minerales 48

Biomolculas orgnicas 50Carbohidratos 51

4Lpidos 57Protenas 61cidos nucleicos 65

Requerimientos nutricionales de los seres vivos 69

TEMA 5: TEORAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 74Teora de la generacin espontnea 74Teora de la biognesis 75Teora de la panspermia 77Teora de la evolucin qumica 78

La Tierra primitiva 78Experimento de Miller-Urey 79Reacciones de condensacin 80Sistemas precelulares 80

Concepciones actuales sobre el origen de la vida 81

Autoevaluacin 85

UNIDAD 2BIOLOGA CELULAR


TEMA 6: LA CLULA 91Clula procaritica 92Clula eucaritica 93Endosimbiosis 94

TEMA 7: ESTRUCTURA Y FUNCIN CELULAR 97

Estructura de las clulas animal y vegetal (infogrfico) 98Sistema de membrana 101

Membrana celular 101Retculo endoplsmico 103Aparato de Golgi 104Vacuolas 104Vesculas 105

Material gentico 105Ncleo 105Nucleoide 106

Matriz citoplasmtica y componentes celulares 107Citoesqueleto 107Ribosomas 108Lisosomas 108Mitocondrias 109Cloroplastos 110

TEMA 8: METABOLISMO CELULAR 112

Energa y seres vivos 112Qu es la energa? 113Reacciones exotrmicas y endotrmicas 114El ATP y la energa en las clulas 116Control de la clula en sus reacciones metablicas 117

Enzimas 118Catabolismo y anabolismo 120

Nutricin celular 121

5Nutricin auttrofa 121Nutricin hetertrofa 128

Respiracin 130Respiracin aerobia 131Respiracin anaerobia y fermentacin 134

Autoevaluacin 137

UNIDAD 3DIVERSIDAD BIOLGICA


TEMA 9: VIRUS 143Definicin y caractersticas 143Clasificacin de los virus 146

Retrovirus 146Importancia de los virus 146

Viroides y priones 148

TEMA 10: CLASIFICACIN DE LOS SERES VIVOS 150Linneo 151Whittaker 152Woese 153rbol filogentico actual (infogrfico) 154

TEMA 11: DOMINIO EUBACTERIA 156

Definicin y caractersticas 156Criterios de clasificacin 158Importancia de las bacterias 159

TEMA 12: DOMINIO ARCHAEA 161

Definicin y caractersticas 161Criterios de clasificacin 162Importancia de las arqueobacterias 163

TEMA 13: DOMINIO EUKARIA 164

Definicin y caractersticas 164Criterios de clasificacin e importancia 165

Reino Protista 165Reino Fungi (hongos) 174Importancia de los hongos 177Reino Plantae (plantas) 177Reino Animalia (animales) 182

Mxico como pas megadiverso 191

Autoevaluacin 193

SECCIN FINAL

Prcticas de laboratorio 196 Autoevaluaciones complementarias 217 Autoevaluacin final 221 Respuestas 225 Fuentes consultadas 227 Estudio eficaz 228

presentacin

6

La biologa es una ciencia fascinante que nos muestra las maravillas de la naturaleza, describe los procesos que mantienen la vida y las relaciones entre todos los seres vivos, incluidos nosotros, los seres humanos.

Nadie aprecia aquello que no conoce y por ello es indispensable que los jvenes conozcan el mundo vivo, descubran sus secretos y por medio del conocimiento lleguen a valorarlo y a buscar estrategias para conservarlo. De all nace la importancia de la enseanza de la biologa en el bachillerato.

Asimismo, es importante desarrollar en los estudiantes una cultura y actitud cientficas, y fomentar la bsqueda de respuestas a los problemas planteados, mediante la observacin sistemtica y el examen objetivo de evidencias experimentales.

Este libro tiene como objetivo presentar la biologa de manera sencilla y accesible, sin per-derse en listas interminables de nombres y procesos complicados que desalientan el estudio de esta ciencia. Se presenta la informacin completa, pertinente y actualizada de cada tema, manejada de manera atractiva. Igualmente, se muestra la relacin de los contenidos con la vida cotidiana, para despertar el inters de los alumnos, y se describe la biodiversidad que nos rodea haciendo nfasis en la gran variedad de especies que forman el patrimonio natural de nuestro pas.

El presente libro se apega totalmente al programa de Biologa 1 propuesto por la Direccin General del Bachillerato (DGB), tanto en contenido como en las actividades que propone, para lograr el aprendizaje significativo. Como sabemos, el actual modelo edu-cativo ha incorporado el enfoque basado en competencias, mediante la aplicacin de estrategias para que los alumnos aprendan y vayan desarrollando sus habilidades, a partir de la reflexin, el anlisis de lecturas, la experimentacin y la respuesta a problemas que los induzcan a pensar.

Entre los temas que se analizan se encuentran: caractersticas de los seres vivos, mtodo cientfico, componentes qumicos en los seres vivos, teoras acerca del origen de la vida;

la clula, su metabolismo y sus funciones, incluidas la fotosntesis y la respiracin; y la biodiversidad, basada en la clasificacin ms actualizada de los seres vivos.

El principal objetivo de este libro es que tanto profesores como estudiantes disfruten y lleguen a sentir cada vez ms el

asombro y aprecio por el mundo vivo que los rodea, y as contri-buir a mejorarlo y conservarlo.

De antemano, se agradece cualquier comentario o sugerencia por parte de los lec-tores que sirvan para mejorar esta obra. Se pueden enviar a la autora a la siguiente

direccin electrnica: [email protected]

Como un apoyo adicional al libro, el docente podr encontrar material didctico que com-plementar su labor en el aula, en nuestra pgina web: bachillerato.st-editorial.com

6

qu se anacientfico, componentes

asbuir a mejorarlo

De antemano, se agtores que sirvan para

direccin electrnica:

Como un apoyo adicionaplementar su labor en

del libroorganizacin

7

87

Explicar en un ambiente participativo los niveles de complejidad entre una clula procaritica y una eucaritica,

a travs del anlisis comparativo de la estructura y la funcin de la unidad bsica de los seres vivos: la clula.

Introduccin

UNIDAD 2BIOLOGA CELULAR

Objetivo

Clula

anabolismo

catabolismo

se mantiene viva por su

metabolismo

auttrofa

hetertrofa

tienees de diferentes

nutricin

procariontes

eucariontes

tipos

fase luminosa

fase oscura

realiza procesos de

fotosntesis

anaerobia

aerobia

respiracin

ncleo

membrana y derivados

citoplasma

organelos citoplasmticos

est formada por

cromosomas

nucleolo

aparato de Golgi

REL

RER

vacuolas

citoesqueleto

mitocondria

cloroplastos

lisosomas

La clula, surgida en los mares primitivos de la Tierra, ha sido el origen de una gran diversidad de formas de vida. De acuerdo con nuestros conocimientos, todos los seres vivos son o han sido una clula. Las hay primitivas y complejas, algunas forman parte de plantas, otras de hongos o de

animales, y muchas viven como unidades independientes que sobreviven en el medio ambiente o dentro de un organismo al que parasitan. La clula es la unidad ms pequea de vida, capaz de realizar funciones metablicas y de reproducirse por s misma; es una maravilla en su pequeez

y grado de organizacin.Si conocemos la clula, comprenderemos cmo funciona el organismo, el verdadero origen de las enfermedades y los procesos en que se fundamenta la vida misma. Internmonos, pues, en las pginas del mundo celular.

LA CLULA TEMA6

Anton Von Leeuwenhoek. Nacido en Delft, Holanda, el naturalista Anton von Leeuw-enhoek observ por primera vez una clula ampliada en su lente. Sus instrumentos le

permitieron realizar descubrimientos de gran importancia, como la identificacin y cata-logacin de protozoos, bacterias, infusorios, glbulos de la sangre, espermatozoides, etc.

RETRATO

LEE Y COMENTA

A algunos les gusta el fro

La accin enzimtica depende exquisitamente de la estruc-tura terciaria y cuaternaria de la protena globular, en la medida en que afecte al sitio activo. En consecuencia, muchas enzimas son termolbiles, es decir, no funcionan a temperaturas ms altas, ni siquiera dentro de los lmites fisiolgicos normales. Una de estas enzimas es responsa-ble del color en los gatos siameses porque funciona bien

en las reas perifricas ms fras del cuerpo, como las ore-jas, el hocico, las patas y la punta de la cola, pero se inac-tiva en las partes ms abrigadas del cuerpo. Por razones similares, los conejos himalayos son negros cuando se los cra a temperaturas de unos 5C; son blancos y de orejas, patas delanteras, hocico y rabo negros cuando se los cra a temperatura ambiental normal, y blancos.

Curtis, H. Biologa. 4a ed. Buenos Aires: Mdica Panamericana, 1985, pp. 207-208.

Ganchos

Ventosas

Tenia que vive en el intestino

del hospedero (ser humano o

ganado)

Progltides maduros

Los progltides maduros caen al

suelo con las heces del hospedero

Los huevos se pegan a las hierbas en el terreno

El ganado se come los huevos de la teniaLos seres humanos se comen la

carne infectada y mal cocida

Cisticercos en la carne vacuna

Figura 29.

Ciclo de vida de la Tenia saginata.

87

autoevaluacin

I. Anota en la lnea una P para caractersticas de clulas procariontes o una E para caractersticas de clulas eucariontes.

1. Son ms evolucionadas.

2. No tienen ncleo definido.

3. Su ADN es circular.

4. Su ADN tiene forma de filamentos.

5. Tienen ncleo y organelos.

6. Las bacterias son un ejemplo de este tipo de clulas.

7. Se piensa que se originaron por endosimbiosis.

II. Correlaciona las columnas.

a. Citoplasma.

b. Ncleo.

c. Membrana.

d. Ribosoma.

e. Cloroplasto.

f. Lisosoma.

g. Mitocondria.

h. Retculo endoplsmico.

i. Aparato de Golgi.

1. Sitio donde se lleva a cabo la fotosntesis.

2. Controla la entrada y salida de materiales.

3. Contiene la informacin gentica de la clula.

4. Sitio donde se modifican y envan hacia fuera sus-tancias que produce la clula.

5. Por l circulan las sustancias de la clula.

6. Contiene enzimas digestivas para destruir partculas extraas o alimenticias.

7. Sitio donde se fabrican las protenas.

8. Es la central de energa y respiracin de la clula.

IV. Ordena la secuencia de los eventos que suceden en la respiracin aerobia.

La gluclisis da lugar a dos molculas de cido pirvico.

Se producen 32 molculas de ATP en la cadena de transporte de electrones.

El oxgeno es el ltimo aceptor de iones hidrgeno y se produce H2O.

El cido pirvico se transforma en acetilcoenzima A.

La glucosa entra al citoplasma de la clula.

En el ciclo de Krebs se produce NADH y se libera CO2.

Estimado/a docente,

para ampliar esta autoevaluacin visite:

bachillerato.st-editorial.com

86

UNIDAD2 BIOLOGA CELULAR

Posteriormente, en 1858, Rudolf Virchow (1821-1902) la complement con el tercer principio fundamental que dice:

s La clula es la unidad de origen. Toda clula proviene de otra clula preexis-tente. La reproduccin se deriva del desarrollo y la divisin de la clula.

Veamos ahora cules son los principales tipos de clulas y su evolucin.

Clula procaritica

Las clulas procariticas son las ms primitivas (pro, antes; karion, ncleo). Muy probablemente, las primeras clulas sobre la Tierra fueron de este tipo. De acuerdo con los registros fsiles, se calcula que aparecieron hace unos 3 800 millones de aos. En la actualidad, las bacterias y arqueobacterias son las representantes de este tipo celular. Su tamao es muy pequeo, generalmente de una micra de ancho y no pasa de unas cinco micras de largo.

Una de las caractersticas ms distintivas de las clulas procariontes es que poseen una molcula de ADN circular llamada cromosoma bacteriano, que se encuentra libre en el citoplasma, en una zona llamada nucleoide. Es decir, este tipo de clulas carece de un ncleo propiamente dicho, as como de los organelos caractersticos de clulas ms evolucionadas.

Casi todas contienen una pared celular relativamente rgida que le da forma y proteccin a la clula. Dicha pared es permeable y con frecuencia est recubierta en su parte externa por polisacridos pegajosos que ayudan a la clula a adherirse a las superficies donde viven, ya sean rocas, objetos u otros seres vivos. En algunas ocasiones, tambin pueden contener una cpsula gruesa y gelatinosa formada por polisacridos o protenas; esta cpsula las protege de los sistemas de defensa de los organismos y las hace ms peligrosas pues les permite provocar severas infecciones.

En las clulas procariontes hay una membrana plasmtica que regula la entra-da y salida de sustancias, y tambin participa en algunas de las reacciones meta-blicas al servir como soporte a enzimas y protenas involucradas en diversos procesos, como la fotosntesis o la respiracin.

En el citoplasma bacteriano se advierte la presencia de pequeos ribosomas, que son las unidades productoras de protenas, y una serie de sustancias como las

enzimas, que realizan los procesos del metabolismo celular.Algunas de las clulas bacterianas (figura 1) contienen

flagelos, que les permiten desplazarse y estn compuestos por la protena flagelina. Algunas bacterias tambin

poseen pequeas vellosidades, llamadas pilus o fimbrias, que les ayudan a fijarse en la superficie

apropiada.A pesar de su aparente simplicidad, los

organismos procariontes han tenido gran xito adaptativo, ya que han persistido a travs del tiempo y han invadido todos los ambientes: agua, aire, tierra, mares, lagu-

nas saladas, ambientes extremos, o bien, el interior de otros organismos con los que

conviven y a los que no necesariamente perju-dican. Algunos son fotosintticos, otros se nutren

de los dems; se les encuentra en todas partes.

por la proposeen peq

fimbrias,

el interioconviven y

dican. Algde los dem

Cpsula

Flagelo

Pared bacteriana

Membrana plasmtica

Ribosomas

Nucleoide

Figura 1.

Clula bacteriana.

Nucleoide.

Regin del citoplasma de la clula bacteriana

donde se encuentra su cromosoma.

2

1

7

o, como las ore ore ore ore ore ore---- pero se inace inace inace inac--- Por razones s

cuando se los

3

Figura 29.

Ciclo de vidCiclo de vidCiclo de vidCiclo de vidCiclo de vida a TeniaTeniaTeniaTenia

saginata..

4

probablemeacuerdo comillones drepresentade una mic

Una de lasposeen unaencuentra este tipo

NucleoideNucleoide. Nucleoide. Nucleoide. Nucleoide. Nucleoide. NucleoideNucleoide

Regin del Regin del Regin del citoplasma Regin del Regin del

5

6

Como apoyo al texto principal, el libro contiene una serie de secciones complementarias que le dan un valor agregado.

Evaluacin diagnstica: evala los conocimientos previos que tienen los estudiantes para enfrentar los temas.

Mapa conceptual: permite visualizar en forma sinttica los principales conceptos de la unidad. [1]

Toma notas y retratos: descripcin de los aportes cientfi-cos que han dejado descubrimientos o personajes importan-tes para el desarrollo terico y prctico de la ciencia. [2]

Lecturas: proporcionan informacin adicional sobre algn tema de inters, para ser comentado en clase, de acuerdo con los lineamientos que plantee el profesor o profesora. [3]

Ilustraciones: brindan informacin valiosa para motivar la inteligencia visual y resolver problemas y ejercicios. [4]

Glosario: se incluye en los mrgenes de algunas pgi-nas la definicin de trminos importantes. [5]

Autoevaluacin y respuestas: serie de ejercicios que tiene la finalidad de evaluar el conocimiento adquirido en cada unidad. Al final del libro se incluyen las respuestas impares de todas las autoevaluaciones, con el fin de que los estudian-tes completen su proceso de aprendizaje. [6]

Prcticas adicionales: en cada autoevaluacin se incluye el sitio web de ST Editorial, donde el docente podr acce-der, mediante una clave personal, a ejercicios adicionales para sus alumnos. [7]

Prcticas de laboratorio: requieren material accesible y equipo bsico de laboratorio. Su objetivo es motivar a alumnos y guiarlos a la investigacin experimental.

Infogrficos: presentan en dos pginas informacin rela-cionada con la unidad. Recurren a imgenes descritas mate-mticamente y que invitan a los estudiantes a asumir una posicin activa en su proceso de enseanza-aprendizaje.

Estudio eficaz: son recomendaciones concisas y tiles acer-ca de cmo estudiar y prepararse para los exmenes. Incluye una descripcin de mapa mental y mapa conceptual para que los estudiantes puedan crear los suyos.

construir un nuevo ser humanocompetencias

El enfoque de competencias, como com-plemento del paradigma constructi-vista de la educacin, es una herra-mienta que nos permite comprender que el ser humano tiene un potencial ilimita-do de capacidades que puede descubrir y desarrollar con ayuda de su familia y de las instituciones educativas.

El aprendizaje significativo por parte de los estudiantes requiere saber conocer, sa-ber hacer, saber convivir y saber ser, para atender la solucin de situaciones proble-mticas, en un contexto determinado de la

vida real y con criterios previamen-te establecidos.

Educar con el enfoque en competencias representa

crear experiencias de apren-dizaje suficientes para

que los estudiantes movilicen sus capa-cidades de forma inte-gral, e indispensables

para realizar satisfac-toriamente sus

actividades.

La conciencia y el desarrollo de las ca-pacidades del individuo pueden llevar-lo a la articulacin de otras competencias para sus nuevos retos de aprendizaje. La complejidad de las competencias puede ir en aumento, en dependencia de los intereses y necesidades personales del individuo y de las situaciones que debe atender en su mundo familiar, social, cul-tural, poltico y laboral.

Las competencias esenciales o genri-cas les permitirn comprender el mundo, aprender a vivir en l y aportar lo propio para transformarlo en niveles superiores. Existen categoras generales en las com-petencias que deben consolidar, y cada una se subdivide en las competencias es-pecficas que formarn el perfil del egre-sado de este nivel educativo. Este tipo de competencias se podrn entretejer ms adelante con las competencias disci-plinares y las laborales, que conforman un todo armnico y le dan pleno sentido al proceso educativo.

Profesoras y profesores tienen la fun-cin de motivar, orientar e impulsar las potencialidades de sus estudiantes; es-tablecer los resultados de aprendizaje por cada competencia y prever las evi-dencias alcanzadas (de producto, cono-cimiento, proceso o actitud). Al evaluar las competencias debern considerar si las evidencias obtenidas lograron los re-sultados de aprendizaje esperados y, as, determinar si los estudiantes han alcan-zado tal o cual competencia.

Las competencias son capacidades que la persona desarrolla en forma gradual durante el proceso educativo, que incluyen conocimientos, habilida-des, destrezas y actitudes, en forma integrada, para dar satisfaccin a las necesidades individuales, acadmicas, laborales y profesionales.

mticas, en un contexto determinado de la vida real y con criterios previamen-

te establecidos.

Educar con el enfoque en competencias representa

crear experiencias de apren-dizaje suficientes para

que los estudiantes movilicen sus capa-cidades de forma inte-gral, e indispensables

para realizar satisfac-toriamente sus

actividades.

un todo armnico y le dan pleno sentido al proceso educativo.

Profesoras y profesores tienen la fun-cin de motivar, orientar e impulsar las potencialidades de sus estudiantes; es-tablecer los resultados de aprendizajepor cada competencia y prever las evi-dencias alcanzadas (de producto, cono-cimiento, proceso o actitud). Al evaluar las competencias debern considerar si las evidencias obtenidas lograron los re-sultados de aprendizaje esperados y, as, determinar si los estudiantes han alcan-zado tal o cual competencia.

A continuacin, se muestran algunos ejemplos de este libro donde se aplican las once compe-tencias genricas:

Conocerse, valorarse y abordar los problemas y retos a partir de objetivos.

Aprender por iniciativa e inters propio a lo largo de la vida.

Ser sensible al arte, apreciarlo e interpretarlo en todas sus expresiones.

Elegir y practicar estilos de vida saludables.

comunicacin

autorregulacin y cuidado de s

1 5

3

7

2

pensamiento crtico

Desarrollar innovaciones y proponer soluciones a problemas a partir de un mtodo seleccionado.

Mantener una postura personal sobre temas de inters y considerar otros puntos de vista de manera crtica y reflexiva.6

4Escuchar, interpretar y emitir mensajes pertinentes en distintos contextos, mediante la utilizacin de herramientas y medios apropiados.

trabajo colaborativo o en equipos

Contribuir al desarrollo sustentable del medio ambiente, de manera crtica y con acciones responsables.11

9

10

Participar con una conciencia cvica y tica en la vida de la comunidad, de la regin, de Mxico y del mundo.

Mantener una actitud respetuosa hacia la diversidad de culturas, creencias, valores, ideas y prcticas sociales de otras personas.

aprendizaje autnomo

responsabilidades cvicas y ticas

Participar y colaborar de manera efectiva en trabajos de equipo.

8

U1/p. 78 (construye y aprende)


U3/p. 168 (aplica y aprende)


Sec. final/p. 200 (vayamos ms lejos)


U1/p. 77 (experimenta y aprende)


U1/p. 35 (experimenta y aprende)

U3/p. 191 (ejercicio 2)

U1/p. 61 (protenas, prrafo 2, fig 29)

U1CARACTERSTICAS

DE LOS SERES VIVOS

12

diagnsticaevaluacin

Mis conocimientosResponde las siguientes preguntas.

1. Describe las caractersticas ms representativas de un ser vivo.

2. Cul es el objeto de estudio de la biologa?

3. Explica la diferencia entre una clula y una molcula.

4. Nombra dos ejemplos de carbohidratos.

5. Explica la funcin principal de los lpidos en los seres vivos.

6. Menciona dnde se ubica el ADN de un ser humano.

7. Menciona dos teoras que hablen del origen de la vida.

8. Describe la teora de la generacin espontnea.

13

EVALUACIN DIAGNSTICA

Mis habilidadesExplica qu aspectos deberas tomar en cuenta para resolver un problema aplican-do el mtodo cientfico.

Mis destrezasElabora un mapa mental en el que representes las biomolculas que forman a los seres vivos.

Mis actitudesResponde lo que se te pide.

1. Da tu opinin acerca de la importancia de la biologa en tu vida cotidiana.

2. Expn tus puntos de vista acerca de las teoras del origen de la vida.

Si observas el paisaje que te rodea, te percatars de que nuestro entorno est conformado por infinidad de formas en las que se manifiesta la vida: desde pequeos insectos, hasta enormes rboles que llegan a ser milenarios. El paisaje de nuestro mundo sera desolador si no estuviera embellecido por los colores y formas de los seres vivos que comparten con nosotros este planeta.Cmo se inici la vida?, cmo

ha surgido esa gran diversidad de especies?, cmo se transmiten los caracteres hereditarios? Preguntas como stas han sido esenciales para el ser humano y son objeto de estudio de la biologa.En esta unidad aprenders cmo se trabaja en la ciencia y cul es el campo de accin de la biologa, sus alcances y sus lmites. Nos adentraremos en el campo de la biologa molecular y de las teoras

que ha formulado el ser humano para entender y explicar el origen de la vida. En este aspecto, la ciencia sigue avanzando y todava no podemos decir que ya se tiene la teora definitiva; tal vez seas t quien contribuya a esclarecer lo que se inici hace cientos de aos y nos hagas mirar hacia nuevos horizontes. Los temas que estudiaremos los puedes ver en el mapa conceptual de esta pgina.

Introduccin

UNIDAD 1CARACTERSTICAS

DE LOS SERES VIVOS

Explicar el origen y las caractersticas de los seres vivos a partir de la conceptualizacin de la biologa como ciencia, su campo de estudio, su importancia y su relacin con otras ciencias. Analizar

las bases qumicas inherentes a los seres vivos y comparar las diferentes teoras acerca del origen de la vida y sus caractersticas distintivas, as como su contextualizacin en situaciones reales.

Objetivo

Biologa

seres vivos

es la ciencia de los

se estudian por el

estructura

metabolismo

reproduccin

crecimiento

homeostasis

adaptacin

tienen

caractersticas distintivas

observacin

experimentacin

se basa encomo

mtodo cientfico

molcula

clula

rgano

sistema

organismo

poblacin

ecosistema

se ubican en

niveles de organizacin

generacin espontnea

panspermia

evolucin qumica

se han formulado

teoras desu origen

agua y minerales

carbohidratos

lpidos

protenas

cidos nucleicos

formados por

componentes qumicos

se relaciona con

geografa

qumica

matemticas

fsica

ciencias afines

como comoque abarcan

15

TEMA1INTRODUCCIN A LA BIOLOGA

Desde tiempos inmemoriales, el ser humano ha tenido la inquietud de conocer, describir y explicar los fenmenos relacionados con la vida: de este modo naci la biologa.

En un principio, la biologa fue una disciplina predominantemente des-criptiva que consista en hacer un largo inventario de todas las especies de plantas y animales del planeta. Los naturalistas los bilogos del pasado se dedicaban a colectar organismos y describirlos minuciosamente, asignndoles un nombre cientfico.

La biologa como ciencia

La biologa fue objeto de largas discusiones filosficas que pretendan explicar la esencia de la vida a partir de la reflexin influida por las ideas precon-cebidas de los que participaban en ellas. Poco a poco, al apoyarse cada vez ms en una observacin cuidadosa y metdica de los fenmenos naturales, la biologa pas de ser una ciencia descriptiva y algunas veces subjetiva a ser una ciencia experimental y objetiva (figura 1), de manera que se fueron cam-biando viejas ideas para dar lugar a nuevas teoras cientficas.

16

UNIDAD1 CARACTERSTICAS DE LOS SERES VIVOS

La biologa actual se basa en tres teoras que causaron gran controversia en el momento de ser propuestas, pero que estn ampliamente fundamentadas por todas las evidencias generadas y documentadas hasta la fecha.

Estas tres teoras, pilares de la biologa actual, son:

Teora celular. Demuestra que todos los seres vivos estn formados por clulas y por lo tanto da unidad al mundo vivo.

Teora de la evolucin. Muestra que los seres vivos que conocemos con toda su diversidad tuvieron un origen comn y estn emparentados entre s.

Teora del gen. Nos muestra la base de la continuidad, de la permanencia de los caracteres hereditarios que van pasando de una generacin a otra.

As, hoy en da, a travs de la unidad, diversidad y continuidad de los seres vivos, podemos integrar la enorme gama de fenmenos biolgicos y estudiar-los objetivamente.

La tecnologa es un gran apoyo para la ciencia, y nos ha permitido en aos recientes la comprensin de los fenmenos biolgicos en todos los niveles, desde el microscpico y bioqumico, hasta la imagen macrocsmica de nues-tro planeta azul visto desde el espacio, lo que nos ha hecho cobrar conciencia de que la Tierra semeja un enorme ser vivo que responde como un todo a los daos que recibe (figura 2).

Adems, los grandes avances de la biologa molecular han permitido al ser huma-no no slo comprender la forma en que funcionan los seres vivos, sino tambin la manera en que stos pueden ser reprogramados genticamente. La biologa ha cobrado una enorme importancia, tanto por los avances de la gentica como por la creciente necesidad de encontrar alternativas para disminuir el impacto ambiental

producido por el ser humano en los diversos ecosistemas del planeta, al grado de que se dice que estamos viviendo actualmente en el siglo de

la biologa.Los descubrimientos que se han realizado han permitido

controlar enfermedades que antes nos asolaban, desarrollar nuevas estrategias para una mayor produccin de alimen-tos y desarrollar biotecnologas que facilitan la vida de la humanidad. Sin embargo, la biologa va ms all del desa-rrollo de tecnologa que pueda mejorar la calidad de vida de los seres humanos; para muchos la biologa sigue siendo

una gran aventura, el reto de develar los secretos de la natu-raleza por el simple hecho de atreverse a hacerlo.Asumamos el reto y disfrutemos del viaje.

Figura 1.

La biologa nace de la inquietud

por explicar los fenmenos

naturales.

Figura 2.

La tecnologa moderna nos ha permitido

ver a la Tierra como un enor-

me ser vivo.

producidogrado

la b

raA

17

INTRODUCCIN A LA BIOLOGA TEMA1

Campo de estudio de la biologa

Al leer el peridico podremos encontrar una noticia sobre el descubrimiento de una nueva cura para el cncer y, ms adelante, podemos leer algo referente a un fsil de dinosaurio recin descubierto en alguna zona de nuestro pas. Al encender la televisin, tal vez escuchemos en las noticias que hubo una protesta de los ambientalistas por la comercializacin de productos transgni-cos o que se ha observado un nuevo virus que hace estragos en la poblacin. Camino a la escuela, observamos un insecto volando sobre una flor, mientras nos ponemos a resolver en la mente los problemas que tenemos de tarea. En todo lo que nos sucede da a da interviene la biologa (figura 3).

La biologa estudia los seres vivos en todos sus niveles, desde la molcula hasta el individuo completo. Estudia tambin los genes, as como las bases neuronales del pensamiento, la forma en que funcionan los seres vivos, las relaciones de las especies con su medio ambiente, el origen de las enfermeda-des que nos deterioran, el comportamiento animal y la historia de la vida.

En trminos ms concretos, la biologa es una ciencia experimental y siste-mtica que pretende describir los procesos que comparten los seres vivos, la forma en que se mantiene y multiplica la vida, la biodiversidad y las relaciones de los organismos con su medio ambiente.

As, pues, la biologa se puede estudiar en un laboratorio o en el campo; podemos interesarnos en los procesos microscpicos que ocurren en los seres vivos, estudiar las biomolculas, o bien, estudiar los rganos de un animal o una planta. Podemos de igual forma estar interesados en todo un conjunto de organismos, su comportamiento y sus respuestas ante los cambios ambientales.

La biologa es una ciencia experimental y sistemtica que pretende brindar una des-cripcin de los procesos que comparten los seres vivos, la forma en que se mantiene y

multiplica la vida, la biodiversidad y las re-laciones que existen entre los organismos y su medio ambiente.

TOMA NOTA

Figura 3.

Has pensado en qu otras actividades de tu vida diaria participa la biologa? La alimentacin es una de ellas.

18


La biologa abarca un campo tan amplio del conocimiento, que se estudia de manera especializada en alguna de sus ramas. Veamos cules son las ms importantes y lo que estudia cada una de ellas en los cuadros 1, 2 y 3 que se muestran a continuacin.

CUADRO 1

PRINCIPALES RAMAS DE ESTUDIO DE LA BIOLOGA

Rama Objeto de estudio

Bioqumica Compuestos y reacciones qumicas de los seres vivos.

Biofsica Procesos fsicos de los seres vivos.

GenticaProcesos hereditarios, desde el nivel molecular, el nivel celular, el de un individuo y el de la poblacin.

Citologa Estructura y procesos celulares.

Histologa Tejidos de animales y plantas.

Anatoma Estructura y localizacin de rganos y sistemas de los seres vivos.

Fisiologa Funciones de los seres vivos.

Embriologa Procesos del desarrollo, a partir de la fecundacin.

Paleontologa Fsiles y evidencias de la evolucin.

Etologa Comportamiento animal.

Ecologa Relaciones de los seres vivos entre s y con su medio ambiente.

EvolucinHistoria de la vida y las teoras sobre el proceso que dio lugar a la biodiversidad actual.

TaxonomaClasificacin de los seres vivos, de acuerdo con los criterios establecidos por los avances en anatoma, fisiologa, bioqumica y gentica.

CUADRO 2

OTRAS RAMAS DE LA BIOLOGA, SEGN LOS ORGANISMOS QUE ESTUDIAN


Microbiologa Organismos de tamao microscpico, abarcando virus, bacterias, protozoarios y hongos

Virologa Virus

Bacteriologa Bacterias

Micologa Hongos

Ficologa Algas

Protozoologa Protozoarios

Botnica Plantas

Zoologa Animales

19


CUADRO 3

RAMAS DE LA BIOLOGA, SEGN EL TIPO DE ANIMALES QUE ESTUDIAN


Ictiologa Peces

Ornitologa Aves

Herpetologa Anfibios y reptiles

Entomologa Insectos

Mastozoologa Mamferos

APLICA Y APRENDEUn ornitlogo y una entomloga salieron al campo para complementar sus actividades. De pronto, encontraron un ave nica que se pos sobre un rbol y rpidamente devor un insecto que representaba una nueva especie recin descubierta. Cul de los dos profesionales lament lo ocurrido?

LEE Y COMENTALee las siguientes notas sobre investigaciones cientficas recientes. Identifica las ramas de la biologa que intervienen en cada una de ellas. Seala cul te interes ms y por qu.

La cocana y la qumica cerebral

El consumo de cocana y de otras drogas afines produce una fuerte adiccin ya que altera la produc-cin del neurotransmisor dopamina, vinculado con la sensacin de placer y el hbito adictivo. Pero lo interesante aqu es que los mismos cambios ocurren cuando se somete a los adictos a estmulos ambienta-les que pueden asociarse con el consumo de la droga. As, se podr profundizar en la investigacin de los mecanismos de la adiccin, sin necesidad de que los sujetos investigados estn sometidos al consumo fre-cuente de la droga. El doctor Leonard Howell, quien

trabaja con monos adictos y es investigador del centro para estudio de Primates Yerkes, de Georgia, Estados Unidos, report lo anterior durante un encuentro aca-dmico de la sociedad estadounidense de Neurocien-cias, celebrado recientemente en California. Howell y sus colegas buscan desarrollar bloqueadores de la produccin de dopamina que sean ms efectivos que los actualmente disponibles en el mercado, los cuales slo funcionan una vez que se ha consumido cocana. Queremos dice Howell encontrar algo que evite, en forma definitiva, el consumo de la droga.

Cmo ves? Mxico: UNAM, ao 1, nm. 2, enero 1999, p. 5.

20


Las peligrosas semillas del codo de fraile

[...] Un foco de alerta se prendi el pasado mayo en Jalisco cuando la Secretara de Salud del estado report 16 casos de intoxicacin y dos muertes, causados por ingerir una semilla quema grasa conocida como codo de fraile o yoyote. Esta especie, Thevethia peruviana, es un arbusto de 3 a 9 m de altura, posiblemente originaria de Mxico. El jugo lechoso que se extrae de su tronco se ha utilizado en la medicina tradicional para tratar afecciones de la piel y la infusin de sus hojas en la curacin de hemorroides. Los curanderos tambin la usan para combatir el mal de ojo y la cada de mollera, y con sus frutos secos se elaboran los cascabeles que portan algunos danzantes en manos y pies [...].

Hace algunos aos el codo de fraile empez a utilizarse para controlar la obesidad; segn los yerberos sus semillas que-man la grasa corporal. Y efectivamente, si se ingieren peque-as porciones de estas semillas, parecidas a una almendra, se baja de peso. Mucha gente lleg a la conclusin de que si con un pedacito se lograba eliminar esos molestos kilos de ms, por qu no tomarse el doble? Al fin y al cabo, como es natural no hace dao, cierto? Lamentablemente no. Esta planta contiene un compuesto que afecta el funcionamiento del corazn y la dosis teraputica est muy cercana a la dosis letal [...]. Es por eso que esta planta ha sido retirada de los mercados y se sanciona a quien la vende.

Cmo ves? Mxico: UNAM, ao 4, nm. 45, agosto 2002, p. 6.

Detener el envejecimiento de las clulas Hace aproximadamente un ao, un grupo de investigado-res biomdicos anunci que haba descubierto una manera de detener el envejecimiento de las clulas. Jerry Shay y Woodrig Wright, profesores de biologa y neurociencia de la Universidad del Centro Mdico Sudoeste de Texas, en Dallas, Estados Unidos, tomaron clulas del prepucio (subproducto de circuncisiones) y les agregaron un gen que produce una enzima llamada telomerasa. Normalmente, las clulas del prepucio se dividen cerca de 60 veces antes de envejecer. Pero en este caso las clulas se han dividido ms de 300 veces y no presentan an seales de vejez. Otros investigadores han realizado experimentos similares

con clulas de retinas humanas. Estas clulas tambin parecen ser inmortales. Los investigadores todava no pue-den saber si este mtodo para detener el envejecimiento celular podr ser de alguna utilidad para retardar el enve-jecimiento del cuerpo humano, debido a que esa telome-rasa tiene un lado oscuro: se encuentra en 85% de todos los tumores cancergenos. sta podra ser la razn por la que las clulas cancergenas proliferan sin ningn control. Pero si los investigadores logran entender ms a fondo cmo acta la telomerasa, existe la posibilidad de que desarrollen mtodos que logren contrarrestar en alguna medida tanto el envejecimiento como el cncer.

Cmo ves? Mxico: UNAM, ao 1, nm. 10, septiembre 1999, p. 7.

Mejor vida para los murcilagos

Cumple 10 aos el Programa de Conservacin de Murci-lagos de Mxico (PCMM). Probablemente muchas personas pensaran que sera mejor que este grupo de cientficos encaminara sus esfuerzos a proteger, por ejemplo, a los pumas o al lobo mexicano, en vez de gastar dinero, tiempo y esfuerzo en los antipticos murcilagos. Para entender la importancia de los murcilagos es intere-sante hacer un ejercicio mental: que pasara si, con una varita mgica, los pudiramos desaparecer de la faz de la Tierra? Cosas, todas, terribles. Por ejemplo, frutos como higos, ciruelas, zapotes, guayabas, capulines y pitahayas se veran sin sus dispersores de semillas ms importantes, debido a que los murcilagos acarrean de dos a cinco veces ms semillas que las aves. Adems,

las poblaciones de mosquitos en muchos sitios creceran enormemente, ya que cada milln de murcilagos destru-ye unas 10 toneladas de insectos por noche (y slo en el noreste del territorio nacional se calcula que viven ms de 50 millones de ejemplares). Los murcilagos tambin realizan labores conservacionistas: cuando un terreno de la selva es cortado y quemado, las primeras semillas que llegan a la zona son las que transportan los quirpteros, nombre cientfico de estas aladas criaturas. El PCMM es un programa que fund y dirige Rodrigo Medelln Legorreta, investigador del Instituto de Ecologa de la UNAM, y cuen-ta con la colaboracin de sta, de la Bat Conservation International y del Instituto Nacional de Antropologa e Historia [...]

Cmo ves? Mxico: UNAM, ao 7, nm. 76, marzo 2005.

Relaciones interdisciplinarias

Los cientficos, especialmente de las pocas actuales, no trabajan aisla-dos. Siempre hay distintos ngulos para atacar un mismo problema, y al participar especialistas de varias disciplinas es posible lograr un mejor resultado. Por ejemplo, podramos citar el caso del descubrimiento de la estructura del ADN.

21


Al principio, Mendel hablaba de caracteres hereditarios que se manifes-taban en sus experimentos con chcharos, pero no saba dnde se ubicaban fsicamente estos misteriosos caracteres. Posteriormente, los citlogos descu-brieron los cromosomas, que estaban dentro de las clulas; y luego los qu-micos entraron en accin al identificar la naturaleza qumica de los cidos nucleicos, pero no saban cul era la forma de la molcula. Entonces, los fsicos se hicieron cargo del problema y utilizaron aparatos especializados para tomar imgenes del ADN y dieron a conocer sus resultados. Finalmente, un bilogo y un fsico, Watson y Crick, publicaron su famoso modelo de la doble hlice del ADN.

Actualmente, muchos de los estudios que se hacen del ADN se apoyan en el uso de computadoras para poder manejar la enorme cantidad de datos que se obtienen, cuando por ejemplo se estudia el genoma de un organismo, es decir, cuando se quiere descifrar toda la informacin gentica de una determinada especie. El producto de dichas investigaciones muchas veces es materia de controversia porque algunas de sus aplicaciones se pueden considerar con-trarias al bien y a la moral. Se habla entonces de la tica en la ciencia y, ms especficamente, de la biotica.

Veamos ahora otro tipo de estudio biolgico. Se ha observado que el guepardo es un animal en proceso de extincin.

Se ha tratado de ubicar el hbitat en el que viven los pocos que quedan y para esto se marcan en un mapa las zonas donde se les ha podido localizar. Asimismo se estn haciendo conteos de los ejemplares para determinar esta-dsticamente cuntos nacen y cuntos mueren cada ao. Se analiza su pasa-do y las razones por las cuales ha llegado a disminuir tanto su poblacin.

APLICA Y APRENDE

1. Qu disciplinas estn involucradas en el estudio del guepardo?

2. Hagamos un recuento de las ciencias vistas hasta ahora que se relacionan con la biolo-ga. Identifcalas en el texto de las relaciones interdisciplinarias.

22


Seguramente tus respuestas de la actividad anterior indican que las ciencias relacionadas con la biologa son:

Qumica. Nos proporciona los fundamentos para entender la naturaleza mo-lecular de la estructura de los seres vivos, las reacciones que se llevan a cabo en sus procesos metablicos, la forma en que stos son regulados y los factores que pueden alterarlos.

Fsica. Da las bases para el estudio de los procesos de intercambio de materia y energa que suceden en los seres vivos, como la conduccin elctrica en las c-lulas nerviosas, el transporte de material en una membrana, la regulacin de la temperatura de un organismo, as como la ultraestructura de las molculas.

Matemticas. Se aplican cuando hacemos conteo de organismos, cuando analiza-mos los datos que se obtienen en un experimento o cuando elaboramos grcas para, a partir de ellas, deducir informacin sobre algn modelo experimental.

Historia. Nos puede describir eventos que han sucedido y que han impactado a los seres vivos.

Geografa. Nos indica dnde se encuentra el hbitat de una especie y cules son los climas de determinada regin para establecer la relacin con su ora y su fauna.

tica. Disciplina losca que establece la naturaleza moral de las acciones que se realizan, en este caso, con respecto a la aplicacin de las nuevas tecnologas biolgicas que se han desarrollado.

Relacin de la biologa con la tecnologa y la sociedad

Tal vez t imagines a un cientfico como a un personaje aislado y excntrico. Nada ms alejado de la realidad. Un cientfico es una persona como cualquier otra que tiene problemas econmicos, vota por algn partido poltico y tiene sus convicciones acerca de la religin o la filosofa. Al ser una actividad huma-na, la investigacin cientfica se ve afectada por factores sociales, econmicos y polticos; a su vez tambin influye en stos. Muchas de las teoras cientficas han sido influenciadas por el pensamiento filosfico de su tiempo y han tenido una trascendencia social y poltica importante.

En nuestro pas el desarrollo cientfico se ha visto limitado por factores econmicos y polticos. Los centros de investigacin se han multiplicado y han mejorado sus instalaciones y equipo; sin embargo, an queda mucho por hacer para que se reciba el impulso y apoyo necesarios, de manera que nuestra investigacin cientfica pueda responder a las necesidades actuales.

La interdisciplinariedad consiste en la relacin y cooperacin entre las diferentes ramas de una ciencia en este caso, de la Biologa, as como entre otras ciencias como la qumica, la

fsica, las matemticas, la geografa, etc. Con esta mutua ayuda se logran mejores resultados en las investigaciones de los fe-nmenos a estudiar.

TOMA NOTA

23


Por eso se requiere crear conciencia de que la actividad cientfica forma parte importante del quehacer humano de una sociedad.

La ciencia puede concebirse desde dos perspectivas distintas. En primer lugar, existe la llamada ciencia pura, que es la investigacin cientfica siste-matizada que se lleva a cabo para descubrir los misterios de la naturaleza. La ciencia pura o ciencia bsica ha descubierto infinidad de procesos que nos permiten entender mejor los fenmenos de la vida, desde procesos a nivel macroscpico, hasta los ms finos y detallados comportamientos de las mol-culas que conforman un ser vivo. La ciencia pura brinda la informacin sobre la cual se desarrolla la ciencia aplicada. La ciencia aplicada, por su parte, con-siste en hacer uso prctico del conocimiento, es decir, de investigar un fenme-no determinado con la finalidad de resolver algn problema concreto.

En realidad ambos enfoques se combinan; la vida del ser humano ha podi-do mejorar, tanto por los avances en la investigacin biolgica bsica, como por la ciencia aplicada que los ha convertido en realidades tangibles con las que tenemos contacto todos los das.

Las ciencias aplicadas relacionadas con la biologa son la medicina, la agronoma, la veterinaria y las ciencias ambientales. En todas ellas se pretende elevar la calidad de la vida humana y, por lo tanto, de la sociedad.

La combinacin de la tecnologa con la biologa ha dado lugar a la biotec-nologa, que se ha utilizado desde tiempos ancestrales; por ejemplo, al utilizar microorganismos para fermentar el jugo de uva y producir vino.

En la actualidad los avances de la biotecnologa han sido espectaculares. El descubrimiento de la estructura del ADN ha abierto la posibilidad a la modifica-cin gentica de diversos organismos, a la obtencin de productos como vacunas, hormonas y medicamentos que antes nunca se hubiera imaginado obtener.

Asimismo, los avances de la tecnologa, puestos al servicio de la ciencia, han permitido perfeccionar las tcnicas de diagnstico de enfermedades, gracias al uso de ultrasonido, pruebas de resonancia magntica, marcadores de con-traste y mucho ms.

Estamos tambin ante un nuevo panorama en cuanto al desarrollo de cul-tivos mejorados, con plantas transgnicas que pueden resistir heladas, suelos empobrecidos y todo tipo de plagas, y que adems producen frutos que resis-ten muchos das en el mercado sin deteriorarse.

El ganado y los animales de granja han sido mejorados por nuevas tcnicas genticas: tienen rendimientos ptimos, se mantienen sanos y proporcionan productos de alta calidad calidad, aunque no se ha demostrado que sean ino-cuos para el ser humano o los dems seres vivos (figura 4).

Planta transgnica.

Planta a la que se le ha insertado un gen de otra especie, que puede ser animal, planta o bacteria.

Figura 4.

Los alimentos transgnicos han generado grandes contro-versias: algunos afirman que pueden causar daos a la salud y al equilibrio ambiental, mien-tras que otros sealan que son benficos para la economa.

24


Hemos aprendido a utilizar los microorganismos a nuestro favor, al modi-ficarlos genticamente hemos logrado que elaboren detergentes, saborizantes, azcares y mucho ms.

Las enfermedades que antes causaban gran mortandad ahora son curables, el promedio de vida del ser humano se ha ido elevando cada vez ms, de alrededor de los 35 aos en la poca romana a 70 aos o ms en la mayora de los pases desarrollados.

Los retos que quedan por vencer son las nuevas enfermedades para las que an no existe cura, tales como el sida y el cncer, aunque se han alcanzado avances muy importantes en las investigaciones al lograr tratamientos que prolonguen y provean una calidad de vida aceptable a los que padecen estos males.

Por otra parte, necesitamos enfrentar los problemas ambientales que hemos generado por varios aos y para ello lo mejor que podemos hacer es intensifi-car la investigacin en busca de soluciones, sin olvidar que de nuestra actitud ante la naturaleza depende nuestra supervivencia; somos parte del mundo vivo y por lo tanto es nuestra responsabilidad conservarlo.

No podemos negar que los avances de la biotecnologa han sido formida-bles y que todos nos hemos visto beneficiados por ellos; sin embargo, surge la interrogante acerca de lo que el futuro pudiera depararnos al modificar en un instante seres vivos que tardaron millones de aos en evolucionar. Las consecuencias pudieran emerger cuando ya no haya posibilidades de dar mar-cha atrs. sta es la razn por la cual se hacen llamados de atencin sobre la utilizacin de las nuevas tecnologas: deben ser usadas con cuidado, midiendo cada paso y escuchando las voces que apelan a la reflexin sobre la forma en que son aplicadas.

CONSTRUYE Y APRENDEElabora en equipo un peridico mural donde se muestren los avances de la biologa y su impacto en la sociedad. Realicen en el grupo un debate acerca del tema y elaboren sus conclusiones.

25

TEMA2NIVELES DE ORGANIZACIN DE LA MATERIA

Se cree que la materia del universo se origin de una gran explosin ocurrida hace miles de millones de aos. Las primeras partculas formadas fueron muy pequeas, y ahora son parte de los elementos qumicos que conocemos: protones, electrones, neutrones y otros ms. stas se fueron agrupando por accin de fuerzas fsicas de atraccin y repulsin, y dieron lugar a los primeros tomos.

Desde las partculas hasta el ecosistema

A travs del tiempo, la materia se ha agrupado y reagrupado, dando lugar a estructuras de mayor tamao y grado de complejidad. As, podemos decir que la materia existe en el universo en distintos niveles de complejidad, segn como se encuentre organizada.

Cuando los tomos se combinan pueden llegar a formar molculas, por ejemplo, el hidrgeno combinado con el oxgeno forma el agua. Aqu los dos elementos combinados constituyen una estructura con mayor nivel de com-plejidad, que no es slo la suma de sus partes, sino que asume una forma y funcin distintas a las que tenan sus elementos originalmente. As, vemos que el oxgeno y el hidrgeno son gases, mientras que el agua es un lquido.

26


Las molculas pueden unirse y formar estructuras ms complejas: los orga-nelos celulares, como lisosomas, cloroplastos, mitocondrias o ribosomas; que conforman una clula.

Una clula no es slo la unin de un conjunto de molculas que forman organelos, sino que stas se encuentran organizadas y cooperan entre s para cumplir ciertas funciones y dar lugar a una estructura de mayor complejidad.

Las clulas pueden ser sencillas como la de una bacteria o complejas como una neurona humana o un linfocito.

Algunas clulas son en s un organismo, otras se asocian y forman colo-nias y otras son parte de un tejido, que es la unin de clulas que cumplen una funcin determinada. As, el tejido muscular permite el movimiento, mientras que el tejido epidrmico es la capa externa que protege a los seres vivos.

Los tejidos, a su vez, forman parte de rganos que conforman los sistemas de un organismo vivo. Por ejemplo, el corazn y los vasos sanguneos con-forman el sistema circulatorio de animales y humanos, y el sistema vascular de una planta est formado por los tejidos del xilema y del floema y por dos rganos principales: la raz y el tallo.

Como vemos, un organismo puede tener varios sistemas funcionando coor-dinadamente, lo que los mantiene con vida. La organizacin en este caso es crucial, ya que cualquier evento que altere la disposicin de los elementos que conforman ese ser vivo puede producir la muerte. La muerte sera, entonces, el proceso en el que se desorganiza la materia viva.

Un organismo un pato, una hormiga o un pino es un enorme con-junto de tomos perfectamente organizados que dan lugar al maravilloso proceso de la vida. Sin embargo, los niveles de organizacin de la materia llegan todava ms all: los organismos de una misma especie forman parte de una poblacin como los peces de una laguna o las ardillas de un bosque, y sta, a su vez, es parte de una comunidad en la que conviven distintas especies en un espacio comn por ejemplo, las ardillas junto con los rboles y los insectos del bosque. Estos elementos, al interactuar con los elementos no vivos del ambiente, como el sol, el agua o el suelo, confor-man un ecosistema. Todos los ecosistemas de nuestro planeta forman parte de la biosfera, que es el nivel de organizacin ms alto que conocemos. Para que esa biosfera funcione adecuadamente y sobreviva, es importante que cada organismo que la forma asuma el papel que le corresponde.

En el cuadro 4 puedes ver ejemplos de los diferentes niveles de orgni-zacin que hemos explicado. Tambin puedes revisar el infogrfico de las pginas 28 y 29 para que, por medio de las imgenes, te quede ms claro este tema.

Por su descubrimiento de la estructura del ADN, el bilogo y zologo estadounidense James Dewey Watson (1928) y el biofsico britni-co Francis Harry Compton Crick (1916-2004)

recibieron el premio Nobel de Fisiologa y Me-dicina en 1962. Como vers en el infogrfico, el ADN pertenece al nivel molecular dentro de la organizacin de la materia.

TOMA NOTA

27

NIVELES DE ORGANIZACIN DE LA MATERIA TEMA2

CONSTRUYE Y APRENDEElabora un cartel en el que pegues recortes de imgenes que representen los distintos niveles de organizacin de la materia y explcalo en clase. Puedes apoyarte en el infogrfico de las pginas 28 y 29.

CUADRO 4. NIVELES DE ORGANIZACIN DE LA MATERIA

Nivel Ejemplos

Partcula subatmica Protn, neutrn

tomo Hidrgeno, carbono

Molcula CO2, H2O, protena

Organelo Mitocondria

Clula Muscular

Tejido Msculo cardiaco

rgano Corazn

Sistema Circulatorio

Organismo Ardilla

Poblacin Grupo de ardillas

Comunidad Ardillas, plantas, insectos, aves

Ecosistema Ardillas, plantas, insectos, aves, sol, tierra, agua (bosque)

Biosfera Planeta Tierra

APLICA Y APRENDEElabora un mapa mental donde expliques cada uno de los niveles de organizacin de la materia.

Niveles de organizacin de la materiaCon el objetivo de hacer ms sencillo el estudio de la naturaleza y los seres vivos, se han establecido diferentes niveles de orga-nizacin, que van desde los tomos hasta los ecosistemas o la biosfera del planeta. Sin embargo, es importante hacer nfasis en que esta divisin es artificial, ya que en realidad todos los elementos se encuentran interconectados y dependen unos de otros para su funcionamiento. En las imgenes podrs ver cmo un elemento de un nivel es fundamental para la conformacin del siguiente nivel, as que uno no existe sin el otro.

Nivel atmico (tomo)

Nivel molecular (ADN)

Nivel celular (neurona)

Nivel de tejido (tejido nervioso)

Nivel de rgano (encfalo)

Nivel del organismo (ardilla voladora siberiana)

Nivel de aparato (sistema nervioso)

Niveles ecolgicos (poblacin, comunidad, ecosistema)

Esta coleccin tiene como propsito cubrir las necesidades de la currcula propuesta por la DGB. Los libros se apegan totalmente a los programas de estudio de dicha institucin y estn elaborados con el enfoque de educacin basado en competencias.

Coleccin Bachillerato

Marta Patricia Velzquez Ocampo es licenciada en Biologa por la Facultad de Ciencias de la UNAM. Su experiencia docente es de ms de 25 aos, obtenida en instituciones

como la UNAM, el Colegio de Bachilleres y la Universidad del Valle de Mxico. Es elaboradora de los programas de Biologa 2 y Temas selectos de biologa 1 y 2 de la DGB.

Es autora de los libros Biologa 2 y Temas selectos de biologa 1; adems, es coautora de Temas selectos de biologa 2, todos publicados por ST Editorial.

Sobre la autora

El contenido de este libro est estructurado en tres unidades. Su objetivo es dotar a los alumnos de los elementos necesarios para comprender los diversos aspectos involucrados en el estudio de la biologa, como el mtodo cientfico y su aplicacin, los estudios genticos, la evolucin de las especies y la clasificacin de los seres vivos. Cuenta con una serie de interesantes actividades que se pueden desarrollar individual o colectivamente, cuya finalidad es reforzar los temas tratados de forma prctica. Adems, ayuda a los alumnos a entender de qu manera los seres vivos interactan entre s y con su ambiente fsico, as como la importancia de mantener el equilibrio ecolgico, de respetar y cuidar a todos los seres vivientes, parte fundamental de su educacin y formacin para la vida.

s Cuadro de competencias.s Tres infogrficos especiales.s Lecturas de actualidad.s0RCTICASDELABORATORIOs%STUDIOElCAZ

Valoresagregados

s#ONOCER LOS ELEMENTOS DELMEDIOambiente (externos) que alteran los procesos biolgicos.

s#ONOCERLOSPROCESOSINTERNOSQU-micos) que han propiciado la apa-ricin de la vida sobre la Tierra.

s%NTENDERELORIGENYEVOLUCINDEla biologa como parte del conoci-miento humano y la importancia que tiene el estudio de otras cien-cias para complementarla.

ISBN 978 607 7529 11 8

Documents

Libro de Biologia