Download Profesorado de Biología - Escuela 9-002

2013
PROFESORADO DE BIOLOGÍA
INGRESO
INSTITUTO DE
FORMACIÓN
DOCENTE
9-002
“TOMÁS GODOY
CRUZ”
“Endosymbiosis” por Hunter O'Reilly
Esta pintura ilustra la endosimbiosis, un
proceso por el cual un organismo vive dentro
de otro. Se destacan en forma prominente una
mitocondria y un cloroplasto, se piensa que
ambos han evolucionado durante millones de
años de bacterias y que vivían dentro de otras
bacterias. Los "ojos" verdes y púrpuras de la
figura, abajo a la derecha representan a
Hatena, un organismo unicelular, que
adquiere la capacidad de fotosintetizar
ingiriendo un alga unicelular.
adquiere la capacidad de fotosintetizar
ingiriendo un alga unicelular.
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INGRESO Profesorado de Biología - IFD Tomás Godoy Cruz 9-002
2013
INDICE
PÁGINA
Bienvenida……………………………………………………………………..……………………………….…………………….… 4
Desarrollo del curso de ingreso ……………………………………….………………………………..…..……………..….5
BIOLOGIA
Núcleo 1. El Laboratorio de Ciencias
- El microscopio ………………………………………..…….………………………………….……………………………… 5
- Material de laboratorio ………………………………………………….…..……………...……………………….….. 7
Núcleo 2. Organización y funcionamiento de los seres vivos
Núcleo 3. Evolución de la vida
- El origen de la vida …………………………………………………………………………………………………………….9
- Lamarck y la evolución biológica ……………………………………………………………………………………..11
- Origen del Darwinismo: Un viaje que cambió la historia …….……………………………………………11
- La teoría sintética de la evolución ………………………………………………………………………………….. 13
- Macroevolución ………………………………………………………………………………………………………………13
Núcleo 4. Biología Celular
- Teoría celular ………..………………………………………………………………………………………………………..14
- Características generales de la célula ………………………………………………………………………………14
- Tamaño y forma de las células procariotas ………..……………………………………………………………15
- Célula eucariota ..…………………………………………………………………………………………………………….16
- Organelas celulares………………………………………………………………………………………………………….17
- Composición química de la célula …………..……………………………………………………………………….19
- Cómo entran y salen sustancias de la célula …………………..……………………………………………….20
- Metabolismo celular ……………..………………………………………………………………………………………..21
Núcleo 5. Genética
- Caracteres adquiridos o heredados ………………………………………………………………………………...22
- Flujo de la información genética ……………………………………………………………………………………..23
- Ciclo celular …………………………………………………………………………………………………………………….24
- División celular ………………………………………………………………………………………………………………..26
- Mutaciones ……………………………………………………………………………………………………………………..27
- El ADN y la biotecnología moderna …………………………………………………………………………………28
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Núcleo 6. Clasificación de la diversidad biológica
- Características de los seres vivos …………………………………………………………………………………….30
- La clasificación: Dominios y Reinos ………………………………………………………………………………….30
- La clasificación de los procariotas ……………………………………………………………………………………31
- La clasificación de los eucariotas ……………………………………………………………………………………..33
- La necesidad de una clasificación …………………………………………………………………………………….35
Núcleo 7. El Organismo Humano
- Sistemas del cuerpo humano ………………………………………………………………………………………….39
Núcleo 8. Organización y diversidad de los sistemas ecológicos
- Relaciones tróficas del ecosistema ………………………………………………………………………………….49
- Propiedades del ecosistema ……………………………………………………………………………………………54
Núcleo 9. Materia y Energía
- Materia y energía………………………………………………………………………………………………..………. 58
- Sistemas materiales……………………………………………………………………………………………..……… 63
- Soluciones y sustancias puras……………………………………………………………………………………… 64
- Clasificación de los elementos químicos………….……………………………………………………..…… 68
- Modelo atómico. Partículas subatómicas…………………………………………………….……………… 68
- Concepto de Sistema…………………………………………………………………………………….……………. 71
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………………………..……………………….. 75
PROFESORAS RESPONSABLES (por orden alfabético)…………………………………………………..……. 75
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2013
Bienvenida a los aspirantes a ingresar al Profesorado de Biología
Con estas palabras queremos darte la bienvenida a la Escuela Normal “Tomás Godoy Cruz”.
Esperamos que en esta nueva etapa que hoy inicias puedas cumplir con tus expectativas. En nuestra
escuela te pondrás en contacto con la Ciencia y con las formas de conducir su aprendizaje. Entendemos
que enseñar Ciencia es generar experiencias que estimulen las ganas de preguntarse cómo funciona la
naturaleza. La ciencia no tiene un único método, no tiene una clave para descifrar el mundo que nos
rodea. Sólo la creatividad del ser humano encuentra la forma de develar sus secretos.
Avanzar en este camino significa redescubrir el conocimiento, generar ideas propias y originales,
estimular la reflexión y el análisis. La ciencia es primordialmente una forma de vivir y de actuar ante las
situaciones y circunstancias que en cada momento enfrentamos. La autonomía, la confianza en uno
mismo, la iniciativa, la creatividad y la solidaridad son principios que acompañan a la persona que se
forma en el campo de la ciencia, principios que deben reforzarse cuando además se suma la tarea de
enseñar ciencia. La estructura científica y pedagógica de este Profesorado en Biología está direccionada
en tal sentido. Ésta es nuestra propuesta: reconstruir el conocimiento científico y aplicarlo a la vida. Una
ciencia para todas las personas, no sólo para los científicos. Una ciencia que promueva el desarrollo
humano y la educación integral de nuestros alumnos y tus futuros alumnos.
Desarrollo del curso de ingreso
El presente cuadernillo contiene producciones que han sido elaboradas con el objetivo de
orientar a los aspirantes a ingresar al Profesorado de Biología de nuestra Institución, en el proceso de
revisión y actualización de algunos contenidos básicos necesarios como insumo para el examen de
ingreso.
Para una mayor apropiación de los temas se han elaborado algunas actividades que permiten
fortalecer las competencias: resolución de problemas y comprensión lectora. Cabe aclarar que el
material presentado es un aporte al aprendizaje para rendir el examen, pero no limita las posibilidades
de acceder a otras fuentes bibliográficas que pueden servir para ampliar y profundizar los aspectos aquí
tratados.
Recomendaciones para el uso y aprovechamiento de este cuadernillo
Para que este material didáctico te resulte ameno, de fácil comprensión y cumpla el propósito
de guiarte en el aprendizaje, te brindamos algunas recomendaciones:
 Realizar una lectura minuciosa de cada tema antes de realizar las actividades propuestas. Esto
servirá para comprender mejor los conceptos y reafirmar los conocimientos.
 Elaborar síntesis (resúmenes, mapas conceptuales, esquemas, etc.) y/o hacer uso de resaltador
para destacar las ideas centrales.
 Confeccionar un cuaderno de notas paralelo a la lectura y estudio de este cuadernillo, que
recoja todo el trabajo realizado y las dudas que surjan sobre la marcha.
 Completar, cuando lo crea necesario, la información brindada con bibliografía específica.
Cronograma propuesto
ACCIÓN
Inscripción
Dictado curso de ingreso
Examen de ingreso
Publicación de los resultados
Inicio de clases
FECHA
/2012
de 2012
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Núcleo 1. El Laboratorio de Ciencias
El Microscopio
En 1665 Robert Hooke observó con el microscopio de un delgado corte de corcho y pudo notar
la porosidad del material; dichos poros, en conjunto, formaban cavidades que eran poco profundas y
con forma de cajas, a las que llamó células. Lo que había observado Hooke eran células muertas. Un
tiempo más tarde, Marcelo Malpighi, un reconocido anatomista y biólogo italiano, pudo observar células
vivas y fue el primer encargado de estudiar tejidos vivos en el microscopio.
A mediados del siglo XVII, un comerciante de origen holandés Van Leeuwenhoek describió por
primera vez bacterias, protozoos, espermatozoides y glóbulos rojos mediante el uso del microscopio.
Este hombre sin ningún tipo de preparación científica, puede tomarse como el fundador de la
bacteriología. Él mismo se encargaba de tallar sus lupas sobre pequeñas esferas de cristal, sus diámetros
no llegaban a alcanzar el milímetro.
Con estas diminutas distancias focales; examinó por primera vez los glóbulos rojos y descubrió que el
semen tenía espermatozoides; durante su vida jamás reveló sus secretos ni sus métodos. Falleció en
1723, 26 de sus artefactos fueron donados a la Royal Society de Londres
El ojo humano es capaz de distinguir objetos que están separados como mínimo 100
micrómetros (1 micrómetro es la milésima parte de un milímetro). Esta capacidad se denomina poder
de resolución. Se expresa como la mínima distancia que hay entre dos puntos para que se perciban
como separados y distintos. Por ejemplo al fijar la vista en dos líneas separadas por menos de 100
micrómetros (0,1 mm) se verá en realidad una sola línea gruesa. En cambio si las dos líneas estuvieran
separadas por 120 micrómetros, se percibirán como separadas una de la otra.
La gran mayoría de las células eucariotas miden entre 10 y 30 micrómetros de diámetro (unas 3
a 10 veces menos que el poder de resolución del ojo humano) y las células procariotas son todavía
menores. Para poder distinguir bien las células, es necesario usar instrumentos que superen la
resolución de nuestro ojo, para esto utilizaremos el microscopio óptico.
Se puede definir a la palabra microscopio como un elemento o instrumento que nos facilita la
tarea de observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos por nuestros ojos. Existen
distintos tipos de microscopios, por ende cada uno de ellos posee una función y característica diferente.
El microscopio más común y el primero en ser inventado es el de tipo Óptico. Éste es un instrumento
que posee una o varias lentes que nos permiten tener una imagen aumentada de la sustancia u objeto
que estamos estudiando, su funcionamiento es por refracción. La palabra microscopio se relaciona con
la palabra microscopía, ésta es la ciencia de estudiar los pequeños objetos mediante el uso de dicho
instrumento.Otros tipos de microscopios son el electrónico de transmisión, capaz de aumentar los
objetos muchas veces más que el microscopio óptico, por ejemplo nos permite ver la estructura de la
membrana plasmática, y el electrónico de barrido, que nos brinda imágenes tridimensionales de
estructuras muy pequeñas.
El microscopio óptico está compuesto por diferentes partes las cuales tenemos que conocer
para hacer un buen uso del mismo.
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Partes del microscopio
Ocular: Amplía y capta la imagen
que se forma en los objetivos. Es la
lente que se encuentra próxima al
ojo de quien observa.
Objetivo: Es la lente que se
encuentra cerca del revólver. Es el
elemento vital que permite ver a
través de los oculares.
Condensador: Es el elemento que
concentra los rayos de luz sobre la
preparación.
Diafragma: Regula la cantidad de
luz que recibe el condensador.
Foco: Deriva los rayos de luz hacia
el condensador.
Tubo: Se une al brazo a través de
una cremallera.
Revolver: Lugar donde se encuentran los objetivos y permiten que estos roten.
Tornillos micro y macrométrico: El primero realiza un enfoque fino mientras que el segundo realiza
movimientos más rápidos.
Platina: Es el lugar donde se colocan los portaobjetos y posee un orificio en el centro para permitir el
paso de los rayos de luz.
Base: Donde se sustenta el microscopio.
Actividad N° 1 : Microscopio
1) Reconocer y señalar las partes de un microscopio optico
2) Completar el cuadro que figura a continuación, utilizando las definicones anteriormente
mencionadas.
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1)……….
………………la imagen que se forma en los objetivos
12)………
Elemento vital que permite……………………………….
11)………
Lugar donde se colocan los……………………………….
5)………...
Realiza movimientos………………………….…………..
6)………..
Realiza un enfoque………………………………………..
Material de Laboratorio
El material volumétrico puede en general, clasificarse de acuerdo a la función a que está
destinado como “para contener” o “para verter”. Dentro de ellos los hay que permiten la ejecución de
medidas exactas y otros que solo las permiten de manera aproximada. Recipientes para contener
exactos son los matraces aforados y Erlenmeyer y aproximados los vasos de precipitación. Entre los
usados para verter son exactos las pipetas aforadas y las buretas y aproximados las pipetas graduadas,
probetas, vasos de precipitación, etc
Para contener exactos:
Matraces: Miden por llenado volúmenes exactos. Tienen una base ancha y
un cuello largo proporcional al volumen que contienen el cual está indicado
por una marca o aforo. Los hay de 25-50-100-200-250-500-1000-2000ml. Se
usan para preparar soluciones valoradas, para efectuar diluciones, etc
Erlenmeyer: Tienen forma cónica, tiene distintos tamaños el más usado es el
de 250ml. Se utiliza para contener la muestra y los reactivos auxiliares si los
hubiere. Por su forma es el elemento indicado para efectuar con él las
titulaciones, puesto que al agitar por rotación, es muy difícil que el líquido se
proyecte hacia afuera.
Para verter exactos:
Pipetas aforadas (pueden ser):
Doble aforo: Constan de dos enrases, uno superior y otro inferior y en la
parte media hay un lóbulo central que es el que retiene la mayor cantidad de
liquido. Mide por escurrimiento, las hay de distintos volúmenes 1-2-5-10-1520-25-50, las que más se usan son de 10ml.
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Simple aforo: Solo poseen un enrase
Buretas: Son instrumentos exactos, utilizados para descargar con exactitud
volúmenes conocidos pero variables. Constan de un tubo de diámetro
uniforme marcado donde cada ml se divide en 10 partes (decimos), están
graduadas para 25ml y 50ml. En el extremo inferior poseen un robinete que
puede ser de vidrio o de teflón.
Para contener y verter aproximado
Vaso de precipitación: El vaso de precipitado es un recipiente de vidrio fino
que se utiliza generalmente en el laboratorio para preparar o calentar
sustancias y traspasar líquidos. Son cilíndricos de fondo plano, sus
capacidades varían desde 1ml hasta varios litros. Son fabricados
generalmente en vidrio pero puede haber de metal (aluminio) o plástico.
Mechero: El mechero es utilizado en el laboratorio para calentar o esterilizar
muestras químicas. Es una de las fuentes de calor más sencillas del
laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas.
Consta de una entrada de gas sin regulador, una entrada de aire y un tubo
de combustión. El tubo de combustión está atornillado a una base por donde
entra el gas combustible a través de un tubo de goma, con una llave de paso.
Presenta dos orificios ajustables para regular la entrada de aire.
Limpieza de material
Los jabones o detergentes y cepillos resultan suficientes en buena parte de los casos para el
lavado de material de vidrio en general. Otras soluciones especiales que pueden ser utilizadas son las
siguientes:
- HCL (ácido clorhídrico) diluido: Útil para eliminar productos de incrustación, tales como los
carbonatos y óxidos.
- Agua amoniacal: para el caso de revestimientos de AgCl (cloruro de plata?), Acido molibdico, etc.
- Solución de KOH (hidróxido de potasio) en etanol: desengrasante enérgico, debe dejarse poco
tiempo en contacto con el vidrio porque lo ataca lentamente
Actividad N° 2: Material de laboratorio
1) Señale los materiales para contener exactos y para verter exactos. Diga las diferentes
capacidades de los mismos.
2) Señale que material se utiliza para contener y verter aproximado.
3) Describa brevemente el uso de la bureta.
4) Nombre sustancias de limpieza en un laboratorio
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Núcleo 2. Organización y funcionamiento de los seres vivos
Niveles de organización
La materia se agrupa y se organiza en
niveles cada vez más complejos. Las
partículas
subatómicaselectrones,
protones y neutrones- formando átomos
que se organizan en moléculas. A su vez
las moléculas constituyen las células, que
son unidades en las cuales aparece, como
propiedad, la vida. Una célula puede ser
por sí sola un organismo (unicelular, u
organizarse con otras células y formar un
ser pluricelular. Algunos organismos
pluricelulares
simples
alcanzan
únicamente el nivel pluricelular tejidos,
como las esponjas. En la mayoría de los
organismos pluricelulares, sin embargo,
los tejidos forman órganos, que se
organizan en sistemas orgánicos y forman
un organismo complejo.
ecosistema
comunidad
población
Sist. Ecologícos
organismo / individuo
sistema
órgano
tejido
célula
Sist. vivos
molécula
átomo
partículas subatómicas
Sist. inertes
A su vez, cada organismo vive en un tiempo y un lugar determinado. El conjunto de individuos de la
misma especie que al compartir el mismo espacio en el mismo tiempo, tienen alta probabilidad de
aparearse entre sí, forman una población. Si se considera al conjunto de poblaciones que interactúan
entre sí y que comparten el mismo espacio y tiempo, se habla de comunidades. Una combinación de las
comunidades bióticas y los elementos abióticos a través de los cuales fluye la energía y circulan la
materia se conoce como sistema ecológico o ecosistema. Desde un punto de vista global, la superficie
de la Tierra puede verse como un ecosistema único. La complejidad de esta organización no está
determinada sólo por la cantidad de materia que integra cada nivel. Cada nuevo nivel de organización
presenta características nuevas y propias, que no resultan simplemente de la suma de las propiedades de
los componentes del nivel anterior.
Núcleo 3. Evolución de la vida.
El origen de la vida
Desde la época de Aristóteles, en el siglo IV antes de nuestra era, pasando por la Edad Media y
hasta el siglo XIX, las personas educadas, incluso los que hoy llamaríamos científicos, estaban
convencidas de que los gusanos y los insectos provenían del polvo, los roedores nacían de granos
húmedos y los pulgones de las plantas surgían del rocío. Esta idea de que los seres vivos pueden
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originarse de objetos sin vida, de la generación espontánea, fue muy difícil de contradecir ya que la
experiencia demostraba que insectos u otros organismos aparecían en el barro o en la comida en
descomposición.
Algunas de las teorías sobre el origen de la vida son:
Creacionismo: explica el origen de todo lo que existe a partir de un Dios creador.
Panspermia: plantea el origen de la vida en la Tierra a partir de bacterias
provenientes del espacio exterior, que llegaron transportadas por
meteoritos.
Generación espontánea: sostiene que la vida surge a partir de materiales
inertes o de los restos de seres vivos en descomposición, o incluso de
organismos más simples.
Teoría quimiosintética: propone una evolución química previa a la
evolución biológica. Esta es la más aceptada.
Teoría quimiosintética (Alexander Oparin y John Haldane; 1938): los
compuestos que formaban la atmósfera primitiva: hidrógeno, metano,
amoníaco, nitrógeno y vapor de agua, comenzaron a combinarse. Esto
pudo ocurrir debido a las radiaciones solares, las altas temperaturas y la
energía eléctrica. Descargadas por las fuertes tormentas, que provocaban
la formación de compuestos orgánicos sencillos. Esto ocurrió en los
océanos hasta constituir un líquido rico en compuestos orgánicos, que
denominaron “caldo primitivo”. La evidencia científica surge gracias a dos
científicos estadounidenses, H. Urey y S. Miller, en 1953. Ellos
construyeron un dispositivo que reconstruía las condiciones de la
atmósfera primitiva: a partir de elementos inorgánicos, obtuvieron
compuestos orgánicos.
El relato bíblico puesto en cuestión como explicación científica
Si bien la concepción de Aristóteles, casi siempre unida a la idea cristiana de la Creación, dominó
el pensamiento científico durante siglos, la noción de Anaximandro de que las especies sufren cambios,
constituye el corazón de la teoría evolutiva moderna.
Hacia fines del siglo XVIII los naturalistas encontraron evidencias que los llevaron a cuestionar
tanto la literalidad del relato bíblico, como la noción de que las especies son inmutables. Era la época en
que los europeos emprendían grandes viajes exploratorios al África, América y el Pacífico, y traían
animales y vegetales desconocidos en Europa, pertenecientes a especies no mencionadas en la Biblia.
Por otro lado, las numerosas excavaciones realizadas en busca de carbón, tan necesario en la primera
revolución industrial que por entonces se desarrollaba, resultaron en el descubrimiento de
innumerables fósiles de plantas y animales que, aparentemente, habían poblado el continente europeo
y eran también desconocidos. ¿Cuándo habían vivido esas criaturas?
Georges Cuvier, un anatomista francés, fue el primero en estudiar sistemáticamente los fósiles.
Sugirió que son productos de los primeros experimentos de Dios en la creación. Una de las ideas
populares de la época era que se trataba de organismos muertos con el Diluvio, pues no habían podido
subir el arca de Noé. Pero Cuvier consideró improbable que murieran todos en forma simultánea y con
ello abrió el camino a pensar que tal vez hubieran vivido en distintas épocas. En tal caso, los restos
encontrados en diferentes capas o estratos habrían pertenecido a seres desaparecidos en sucesivas
catástrofes, idea que pasó a llamarse catastrofismo.
El descubrimiento de los fósiles llevó también a pensar que la Tierra podía ser más antigua que
lo que se suponía sobre la base del relato bíblico, que había llevado a asignarle una edad de 6000 años.
En el siglo XVII se comenzó a explorar seriamente la superficie de la Tierra, lo que condujo a la
conclusión de que el paisaje había sido erosionado a lo largo de los años por el viento y el agua. James
Hutton y Charles Lyell sostenían que la Tierra era eterna y que había sido moldeada por ciclos de
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levantamientos, erosión y sedimentación siendo estos cambios lentos y continuos, teoría que se llamó
uniformismo.
Con estas sucesivas evidencias, se hacía cada vez más difícil
conciliar las ideas aceptadas sobre historia natural, basadas en
conceptos filosóficos y el relato bíblico, con la evidencia científica.
Pero la ciencia no podía aportar explicaciones nuevas que fueran
compatibles con las nuevas hipótesis: la evolución biológica.
Lamarck y la evolución biológica
La idea de que los seres vivos evolucionan proporcionó el
marco conceptual que permitió entender el sentido de los nuevos
conocimientos y explicaciones de geólogos y naturalistas, aunque
los científicos del siglo XVIII no se mostraron demasiado inclinados
por aceptarla. Entre los que la consideraron favorablemente se
contaron Erasmus Darwin, abuelo de Charles, y Georges‐Louis
Leclerc, conde de Buffon.
El más importante de los evolucionistas anteriores a Darwin fue el francés Jean‐Baptiste de
Monet, caballero de Lamarck, quien había estudiado medicina y botánica y, en 1793, ya renombrado
taxónomo, fue designado profesor de zoología en el Jardín de Plantes de París. Lamarck había advertido
una clara relación entre los fósiles y los organismos modernos. A partir de estas observaciones dedujo
que los fósiles más recientes estaban emparentados con los organismos modernos. Esbozó una teoría
de la evolución biológica que se puede sintetizar como sigue:
los individuos cambian físicamente durante su vida para adaptarse al medio que habitan;
los organismos adquieren caracteres que no tenían sus progenitores. Estos cambios o caracteres
adquiridos se deben al uso o desuso de sus órganos;
los caracteres adquiridos se transmiten por herencia a sus descendientes
la sucesión de cambios adaptativos muestra una tendencia hacia complejidad y la perfección.
La teoría de Lamarck fue criticada con vehemencia por la comunidad científica de su época,
principalmente por que los caracteres adquiridos por interacción con el medio no se transmiten por
herencia biológica. En esto, la visión de Lamarck, basada en el proceso de herencia de los caracteres
adquiridos, no era adecuada, pero su intuición general de que las especies evolucionan resultó correcta
y su gran aporte consistió en relacionar los cambios en los organismos con la influencia del ambiente.
Los orígenes del Darwinismo: Un viaje que cambio la historia
Charles Darwin a los 26 años recibió el ofrecimiento de embarcarse como naturalista en el viaje de
exploración alrededor del mundo en el velero Beagle. La misión oficial del capitán del barco, Robert Fitz
Roy, era encontrar pruebas para la interpretación bíblica de la creación, por lo que éste eligió a Darwin
debido a su formación religiosa. Ese viaje de cinco años, entre 1831 y 1836, cambió la historia personal
de Darwin así como la de la biología. El joven naturalista regresó con cajas repletas de especies
vegetales y animales, encontró el mejor fósil conocido de megaterio (un perezoso sudamericano
extinguido, del tamaño de un elefante).
Uno de los hechos que constató fue que en las islas Galápagos había pinzones y tortugas claramente
distintos a los del continente sudamericano, y aún diferentes en cada una de las Islas. Observó que los
picos de esos pájaros tenían la forma justa para consumir los alimentos que encontraban en las islas:
donde predominaban los frutos con cáscara dura, los pinzones tenían picos cortos y fuertes, mientras
que en las islas con frutos blandos, estas aves tenían picos largos y finos.
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La teoría darwiniana de la evolución
Luego de su regreso a Inglaterra, Darwin leyó el Ensayo sobre el principio de población, de
Thomas Robert Malthus, quien sostenía que la población humana
aumentaba en forma geométrica mientas que la producción de alimentos lo
hacía en forma aritmética. Por ello, la población llegaría a exceder los
recursos disponibles. Darwin extendió esta visión a todas las poblaciones y
comenzó a pensar que la vida era una lucha continua para obtener recursos,
y que sólo una pequeña fracción de los individuos que nacen, sobrevive y se
reproduce. Llamó selección natural a este proceso de supervivencia, y
dedujo que era el mecanismo por el cual los organismos sobrevivían o se
extinguían. Darwin no usó la expresión “supervivencia del más apto”, ni el
término de evolución, sino que habló de descendencia con modificación.
La teoría de la evolución, sin embargo, cosechó diversas críticas y se
convirtió en el centro de acaloradas disputas, sobre todo en los países
anglosajones en los que predominaban las iglesias protestantes apegadas a
la interpretación literal de la Biblia. Una de las críticas al evolucionismo darwiniano fue que el registro
fósil no revelaba formas de transición entre las especies, de las que hablaba Darwin. La más célebre e
ironizada de esas formas era el “eslabón perdido” entre primates superiores y humanos. Si la evolución
creaba continuamente nuevas especies, las formas transicionales debían estar representadas en el
registro fósil. Con el tiempo, sin embargo, se advertiría que no hubo eslabón perdido entre los actuales
primates y los humanos, porque estos no descienden de aquellos, sino que ambos tienen ancestros
comunes extinguidos. Por eso, más que formas transicionales hay formas ancestrales que el registro
fósil permitió revelar.
¿Qué aportó Darwin a la ciencia?
El origen de las especies sentó las bases para una nueva manera de entender la evolución
biológica. Darwin substituyó la noción de predeterminación de la naturaleza por los conceptos de azar y
necesidad: en el proceso de reproducción de los organismos se producen variaciones o mutaciones por
azar, que se pueden transmitir a la descendencia, pero para cuya supervivencia es necesario que
resulten ventajosas (o al menos no perjudiciales) según las condiciones ambientales. Esta necesidad
explica el proceso de selección natural. De esta manera, los dos pilares en que se apoya las modernas
concepciones de la evolución darwiniana (Neodarwinismo) son las variaciones al azar (mutaciones) en
la constitución genética de los organismos y la selección natural. Pero recordemos que en la época de
Darwin se desconocían las mutaciones y la constitución genética de los organismos, sino que se hablaba
de cambios o alteraciones.
Darwin logró reunir suficiente evidencia para demostrar que las especies cambian, e imaginó un posible
proceso de modificación. Su teoría de la evolución de las especies se puede sintetizar en las siguientes
ideas:
El mundo natural no es estático sino que cambia;
Las especies están compuestas de individuos que no son idénticos entre sí;
Los organismos de cada especie desciende de un ancestro en común;
Las especies emparentadas descienden de ancestros comunes más cercanos en el tiempo.
Según Darwin, este proceso ocurre en forma ramificada y gradual por el mecanismo de:
a. aparición de variaciones heredables que representan ventajas o desventajas, y
b. la eliminación de organismos menos aptos o, lo que es igual, la supervivencia de los mejor adaptados
(que poseen el carácter ventajoso), que dejan más descendencia. La acumulación de estos caracteres a
la larga, alteran la especie y hasta pueden constituir una nueva.
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La teoría sintética de la evolución o Neodarwinismo
Una de las personas que contribuyeron a comprender el mecanismo de la evolución fue el
biólogo Theodosius Dobzhansky, nacido en 1927. En sus trabajos con mosca de la fruta (Drosophila
melanogaster), 1937, Dobzhansky propuso la idea de que las mutaciones pueden originar especies
nuevas. Sostuvo que las mutaciones pueden ocurrir espontáneamente y que la mayoría de ellas no tiene
efecto particular. Sólo una minoría produce un efecto negativo. Esos cambios neutros crean variación
dentro de la población. Con el tiempo y sucesivos cambios, harían cada vez más distinta genéticamente
a esa población de otras de la misma especie. Llegaría un momento en que los miembros de la especie
perderían la posibilidad de aparearse con los de aquella población aislada, y los segundos solo lo
pudiesen hacer entre ellos: habría aparecido, entonces, una nueva especie.
Con estas conclusiones, Dobzhansky ayudó a acercar la
visión de Darwin sobre la evolución de las especies a la
proporcionada por estudios de genética. La teoría darwiniana y la
genética mendeliana son las dos grandes líneas científicas históricas
que permitieron desarrollar nuestras actuales concepciones sobre la
evolución de las especies.
Macroevolución: Equilibrios puntuados
Darwin siempre defendió que el proceso evolutivo iba a
ritmo lento, sin saltos súbitos, gradualmente. El registro fósil,
ciertamente, no apoyaba éste gradualismo, más bien daba
testimonio de saltos y de discontinuidad. Pero Darwin argumentaba
que el registro era incompleto e imperfecto, era como un libro que sólo le quedan escasas páginas,
pocas líneas por página, pocas palabras por línea y pocas letras por palabra.
Stephen Jay Gould y Niles Eldredge plantean un modelo evolutivo que cuestiona éste
gradualismo de Darwin: el modelo de equilibrios puntuados o de equilibrios intermitentes. Un modelo
que sí encaja y explica el actual y voluminoso registro fósil, un registro que no da testimonio de cambios
morfológicos graduales, sino de abruptas discontinuidades.
El modelo de equilibrios puntuados establece que las especies viven largos periodos de
estabilidad, periodos de equilibrio de millones de años, que se ven cortados bruscamente por fases
breves de cambios (miles de años) en las cuales aparecen nuevas especies. «La historia de cualquier
parte aislada de la tierra, como la de cualquier soldado, consiste en largos periodos de aburrimiento y
breves periodos de terror». El registro fósil muestra la estabilidad de las especies durante «largos
periodos de aburrimiento», tiempo que se va repitiendo tras «breves periodos de terror» en los cuales
se da, súbitamente, una gran diversificación pero también una gran extinción.
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Núcleo 4. Biología Celular
Los seres vivos tienen características en común que permiten distinguirlos de los elementos
inertes, entre ellas están las funciones vitales como la alimentación, respiración, transporte de
sustancias, eliminación de desechos, reproducción, etc. Estas actividades se llevan a cabo porque todo
ser vivo está formado por materia organizada en unidades generalmente microscópicas llamadas
células.
A partir de los aportes realizados por los distintos científicos desde hace aproximadamente 300
años, que fueron posibles por las observaciones realizadas desde la fabricación y perfeccionamiento del
microscopio, se concluye en la siguiente teoría.
La Teoría celular:



Todos los seres vivos están constituidos por una o más células
Las células sólo pueden provenir de otras células
Las células contienen la información genética de los organismos y esta pasa de célula
progenitora a célula hija.
La célula es una unidad biológica, con una estructura muy organizada, que se comporta como un
sistema en constante intercambio con su ambiente, capaz de regular por sí misma muchos de sus
procesos y con capacidad para autorreproducirse.
Hay muchos tipos de células diferentes, por ejemplo nuestro cuerpo está constituido por al menos
doscientos tipos diferentes de células, las que difieren de las células que se encuentran en las plantas o
en los insectos.
Características generales de la célula:
Todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana externa, la
membrana celular o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de su ambiente
externo. La otra es el material genético - la información hereditaria - que dirige las actividades de una
célula y le permite reproducirse y transmitir sus características a la progenie.
Existen dos tipos fundamentalmente distintos de células, las procariotas y las eucariotas. En las
células procariotas, el material genético se encuentra en forma de una molécula grande y circular de
DNA a la que están débilmente asociadas diversas proteínas. En las células eucarióticas, por el contrario,
el DNA es lineal y está fuertemente unido a proteínas especiales. Dentro de la célula eucariota, el
material genético está rodeado por una doble membrana, la envoltura nuclear, que lo separa de los
otros contenidos celulares en un núcleo bien definido. En las procariotas, el material genético no está
contenido dentro de un núcleo rodeado por una membrana, aunque está ubicado en una región
definida llamada nucleoide.
En el citoplasma se encuentra una gran variedad de moléculas y complejos moleculares. Por
ejemplo, tanto los procariotas como los eucariotas contienen complejos proteicos y de RNA llamados
ribosomas que desempeñan una función clave en la unión de los aminoácidos individuales durante la
síntesis de proteínas. Las moléculas y complejos moleculares están especializados en determinadas
funciones celulares. En las células eucarióticas, estas funciones se llevan a cabo en una gran variedad de
estructuras rodeadas por membranas - llamadas organelas - que constituyen distintos compartimientos
internos dentro del citoplasma. Entre las organelas se destacan los peroxisomas que realizan diversas
funciones metabólicas; las mitocondrias, centrales energéticas de las células y, en las algas y células
vegetales, los plástidos como los cloroplastos, donde acontece la fotosíntesis.
La membrana celular de los procariotas está rodeada por una pared celular externa que es
elaborada por la propia célula. Ciertas células eucarióticas, incluyendo las de las plantas y hongos, tienen
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una pared celular, aunque su estructura es diferente de la de las paredes celulares procarióticas. Otras
células eucarióticas, incluyendo las de nuestros propios cuerpos y las de otros animales, no tienen
paredes celulares. Otro rasgo que distingue a los eucariotas de los procariotas es el tamaño: las células
eucarióticas habitualmente son de mayor tamaño que las procarióticas.
En las células eucarióticas, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que dan
lugar a una especie de esqueleto interno, el citoesqueleto, que aporta sostén estructural y posibilita el
movimiento celular.
Algunos ejemplos de células procariotas son la bacteria Escherichia coli y las cianobacterias,
grupo de procariotas fotosintéticos llamadas antes algas azules. Un eucariota fotosintético unicelular es
el alga Chlamydomonas.
La Escherichia coli es un procariota heterotrófico que resulta ser el más
estudiado de todos los organismos vivos. El material genético (DNA) se
encuentra en la zona más clara, en el centro de cada célula. Esta región no
delimitada por membrana se llama nucleoide. Los pequeños granos del
citoplasma son los ribosomas. Las dos células del centro se acaban de
dividir y todavía no se han separado completamente.
La comparación entre los dos tipos de células pone de manifiesto la mayor complejidad de las
células eucarióticas frente a las procarióticas. Sin embargo, ambas comparten muchas semejanzas en su
funcionamiento, lo que no deja dudas acerca de su parentesco. Los científicos han podido establecer
que, en algún momento de la historia de la Tierra, diversos tipos de eucariotas se escindieron de un
tronco procariótico, formando ramas que evolucionaron de manera independiente.
El paso de los procariotas a los primeros eucariotas (los protistas) fue una de las transiciones
evolutivas principales sólo precedida en orden de importancia por el origen de la vida. La cuestión de
cómo ocurrió esta transición es actualmente objeto de viva discusión. Una hipótesis interesante, que
gana creciente aceptación, es que se originaron células de mayor tamaño, y más complejas, cuando
ciertos procariotas comenzaron a alojarse en el interior de otras células.
Tamaño y forma de las procariotas:
Las células se miden en micras que equivale a la milésima parte de un milímetro. Puede tener
forma redondeada llamada cocos, forma de bastoncitos llamada bacilos y forma de espiral que son
espirilos.
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Actividad Nº 3: Estructua celular
Busque un esquema de un organismo procariota y señale en él las estructuras que se describen
posteriormente.
a- Pared celular: formada químicamente por un polisacárido llamado mureína asociado con
aminoácidos. Su función es la de sostén mecánico.
b- Membrana Plasmática: es la membrana que rodea al citoplasma formada por lípidos y
proteínas. Su función es controlar la entrada y salida de sustancias de la célula ya que presenta
“permeabilidad selectiva”. La membrana plasmática de los miembros de Bacteria es similar a la
de los eucariontes, pero no posee colesterol ni otros esteroides
c- Citoplasma: carece relativamente de estructura, aunque a veces presenta una apariencia
granular fina debida a las inclusiones de glucógeno, lípidos, polifosfatos, azufre o pigmentos
fotosintéticos. No está dividido en compartimientos por membranas.
d- Ribosomas: son corpúsculos formados por ARN y proteínas, en dos subunidades que están
libres en la matriz citoplasmática y se unen al momento de funcionar. Son más pequeños que
en la célula eucariota. Intervienen en la síntesis de proteínas. Una célula procarionte puede
tener 10.000 ribosomas agrupados en polirribosomas a lo largo de moléculas de mRNA.
e- Nucleoide: es una región más clara del citoplasma donde se encuentra la única molécula de
ADN circular y desnudo (no asociado a proteínas). La función es controlar la actividad celular y
la reproducción de la célula.
f- Flagelo bacteriano: son extensiones largas, delgadas presentes en algunos procariotas. La
función es el desplazamiento mediante la acción de uno o varios flagelos.
g- Cápsula: constituye, en algunos casos, la cubierta más externa (por fuera de la pared celular)
que le proporciona gran resistencia para la acción de las células de la defensa (glóbulos
blancos). Las bacterias que presentan esta estructura son más resistentes a los antibióticos.
Célula Eucariota:
Es un modelo de mayor complejidad porque representa compartimientos en su interior
delimitados por membranas que realizan funciones específicas. De estos compartimientos el más
notorio es el núcleo que encierra el material genético constituido por múltiples moléculas de ADN lineal
o abierto y asociado a proteínas llamadas histonas. Este rasgo es el que se ha tomado en cuenta para
denominarla eucariota que significa “núcleo verdadero”.
La célula eucariota es la unidad de
construcción de los protistas, los hongos, plantas
y animales. Presentan las siguientes estructuras:
a)
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Membrana plasmática: limita a la célula y
tiene permeabilidad selectiva. Su constitución
química es de proteínas y lípidos. los lípidos que
en su mayor parte son fosfolípidos se disponen
formando una capa doble con sus cabezas
hidrofílicas hacia fuera y con las colas
hidrofóbicas enfrentadas entre sí. En esta capa
bimolecular se insertan las proteínas, algunas solo
emergen hacia el medio el medio extracelular,
otras miran hacia el medio intracelular y un
tercer tipo que atraviesan la capa lipídica por
completo.
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Pared celular: todas las células vegetales
presentan una pared más externa de
celulosa, en cambio los hongos presentan
una pared de quitina. Esta estructura les
otorga resistencia, pero conserva un cierto
grado de elasticidad indispensable para el
crecimiento celular. En el caso de los
vegetales, una vez terminado el crecimiento,
la pared puede engrosarse con nuevas fibras
de celulosa orientadas en diversos ángulos a
veces reforzada por lignina. Esta es la pared
celular secundaria que se encuentra en
células que constituyen los tejidos leñosos.
La conexión entre una célula y su vecina se
establece mediante puentes de citoplasma
que reciben el nombre de plasmodesmos.
La función de la pared celular es la de sostén mecánico.
Citoplasma: Comprendido entre el núcleo y la membrana plasmática y está formado por el citosol, el
citoesqueleto y las organelas.
o Citosol: es un fluido muy viscoso, constituido principalmente de agua y numerosas
sustancias en solución. En esta zona ocurren importantes reacciones químicas.
o Citoesqueleto: es una trama de fibrillas proteicas delgadas que constituyen un
verdadero esqueleto celular. Sin embargo no debe considerarse una estructura rígida,
sino que presenta una gran dinámica ya que se desarma y vuelve a armarse
continuamente. Interviene en el mantenimiento de la estructura celular y en los
movimientos citoplasmáticos.
o Organelas: son distintas estructuras con distintas funciones, cuya cantidad varía de
célula a célula de acuerdo a la función que desempeña la misma.
Organelas celulares:
Sistema vacuolar citoplasmático: Está formado por el retículo endoplasmático rugoso, el
retículo endoplasmático liso, el complejo de Golgi y la envoltura nuclear. Entre estas cuatro estructuras
hay una comunicación constante de modo que conforman un sistema por dentro del cual las sustancias
puedan circular sin ponerse nunca en contacto con el citosol.
El retículo endoplasmático: Está formado por sacos aplanados intercomunicados entre sí. Tiene
una gran importancia por su actividad metabólica y su enorme desarrollo, pues ocupa más de la mitad
del citoplasma. Hay dos tipos de retículos:
 R.E Rugoso presenta ribosomas en la superficie de la membrana. Su función es la de
sintetizar proteínas que una vez formadas circulan por el interior del mismo para dirigirse al Complejo
de Golgi para ser acondicionadas para su destino final.
 R.E Liso: no posee ribosomas. Su función es la de sintetizar lípidos.
El complejo de Golgi: se presenta como un apilamiento de sacos membranosos concéntricos y
en sus extremos se encuentran vacuolas o vesículas. La función es recibir sustancias elaboradas por los
retículos, en algunos casos puede haber combinaciones entre ellas y finalmente las concentra y las
empaqueta, suministrándoles una membrana que las envuelva (vesículas).
Lisosomas: formados por membranas que contienen enzimas con capacidad para degradar
prácticamente todo tipo de sustancias. La función es intervenir en la digestión de materiales
provenientes tanto del interior de la célula como del medio extracelular.
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Mitocondrias: son organelas con forma ovoide. Está limitada por dos membranas, una externa
lisa y una interna que presenta repliegues denominados crestas. La función es proveer energía necesaria
para llevar a cabo distintos procesos celulares de la oxidación de los alimentos, proceso llamado
respiración aeróbica.
Plástidos: son exclusivos de los vegetales y de las algas eucariotas. Se distinguen plástidos
incoloros o leucoplastos y los coloreados llamados cloroplastos y cromoplastos. Están delimitados por
una membrana. Los leucoplastos no poseen pigmentos y se caracterizan por acumular sustancias de
reserva. Los cromoplastos se caracterizan por la presencia de diversos pigmentos que varían del amarillo
al rojo. Los cloroplastos contienen clorofila, es donde se realiza la fotosíntesis, proceso fundamental
para los vegetales y todos los seres vivos. Esta última organela presenta forma ovoide con una
membrana externa lisa y una membrana interna que se dispone formando bolsitas llamadas tilacoides
que se agrupan constituyendo una grana. El tilacoide participa en la etapa luminosa y en la matriz del
cloroplasto se realiza la etapa oscura.
Vacuolas: Son bolsas formadas por membranas con materiales diversos en su interior. En las
células vegetales son estructuras bastante constantes y muy numerosas en células jóvenes. Al llegar a
adultas suelen presentar una única vacuola que ocupa una gran parte de la célula. Tiene gran
importancia en la determinación de la presión de turgencia.
Cetríolo: organela exclusiva de la célula animal. Formado por dos cilindros perpendiculares
entre sí. La función es organizar el huso acromático, estructura que aparece en la división celular y está
relacionado con el movimiento de los cromosomas.
Ribosomas: corpúsculos de ARN y proteínas, en dos subunidades que están libres en el
citoplasma y se unen al momento de funcionar. Se encuentran en el citoplasma o bien adosados a
membranas del R. Endoplasmático. Cualquiera sea su ubicación, la función es sintetizar proteínas
Núcleo: es la estructura más visible de la célula eucariota. Generalmente se halla un solo núcleo
por célula, aunque puede haber más de uno como las células musculares que tienen varios núcleos. El
núcleo es el centro regulador de las reacciones químicas que ocurren dentro de él y el citoplasma y
controla, además, la reproducción celular. El núcleo está delimitado por una envoltura nuclear, dentro
de la cual está contenida la matriz o jugo nuclear, la cromatina y los nucleolos.
Envoltura nuclear: está constituida por dos membranas poco separadas entre sí. A distancias
regulares las dos membranas se ponen en contacto y en cada uno de esos puntos se abre un poro, que
permite el ingreso de sustancias. La envoltura nuclear sólo interviene en el control del pasaje de
sustancias entre el núcleo y el citoplasma.
Cromosomas o cromatina: los cromosomas se encuentran en el núcleo y están formados por
ADN unido a proteínas específicas- las histonas- . Estos se observan cuando, después de autoduplicarse,
se condensan haciéndose visibles al microscopio óptico y, por lo tanto, cada cromosoma tiene dos
partes idénticas llamadas cromátidas unidas por el centrómero. Cuando una célula no se está
dividiendo, los cromosomas se transforman en una maraña de hilos delgados llamados cromatina.
El nucleolo: contiene la secuencia de ADN para producir ribosomas que luego migran hacia el
citoplasma para intervenir en la síntesis de proteínas.
Forma y Tamaño: la mayoría de las células de una planta o de un animal miden entre 10 a 30
micrómetros de diámetro. Las formas son muy variadas y están en íntima relación con la función que
cumplen. Por ejemplo:
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Actividad N° 4: Estructura celular
a- En los esquemas correspondientes a las células vegetal y animal, subraye con azul las
estructuras comunes, con verde las exclusivas de la célula vegetal y con rojo las exclusivas
de la célula animal.
b- El siguiente texto vincula funcionalmente a las estructuras mencionadas en la ejercitación
del punto anterior. Complete las líneas punteadas según corresponda:
“Una célula recibe nutrientes orgánicos, los cuales son digeridos a través de la acción
de......................... que contienen enzimas que fueron producidas por...............................y
envueltas en membranas originadas por......................... Parte de estos nutrientes son utilizados
para obtener energía a través del proceso de........................ que se lleva a cabo
en.......................... La actividad de todas estas organelas está controlada por..............................
Composición química de la membrana plasmática:
En la membrana plasmática, los lípidos se disponen formando una bicapa. Las proteínas se intercalan en
esa bicapa de lípidos dependiendo de las interacciones con las regiones de la zona lipídica. Existen tres
tipos de proteínas según su disposición en la bicapa:



Proteínas integrales o intrínsecas. Embebidas en la bicapa lipídica, atraviesan la membrana una
o varias veces, asomando por una o las dos caras (proteínas transmembrana); o bien mediante
enlaces covalentes con un lípido o a un glúcido de la membrana. El aislamiento de ella requiere
la ruptura de la bicapa.
Glucoproteínas. Se encuentran atravesando toda la capa de la membrana celular, su nombre es
debido a que contiene glúcidos.
Proteínas periféricas o extrínsecas. A un lado u otro de la bicapa lipídica, pueden estar unidas
débilmente por enlaces no covalentes. Fácilmente separables de la bicapa mediante soluciones
salinas, sin provocar su ruptura. Aparecen en la membrana interna y carecen de proteínas
transmembranas.
Este modelo se denomina modelo de mosaico fluido, propuesto en 1972 por S. J. Singer y G. Nicolson
fue desarrollado para demostrar la asimetría entre ambas capas, lo que explicaría porque no entran los
mismos nutrientes que los que salen.
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Cómo entran y salen sustancias de la célula:
La materia viva se encuentra rodeada de materia no viva con la que constantemente intercambia
materiales. Ambas se diferencian por los tipos de compuestos químicos que contienen y por sus
concentraciones. En todos los sistemas vivos, desde los procariotas a los eucariotas multicelulares más
complejos, la regulación del intercambio de sustancias con el mundo inanimado ocurre a nivel de la
célula individual y es realizado por la membrana celular. La membrana celular regula el paso de
materiales hacia dentro y fuera de la célula, una función que hace posible que la célula mantenga su
integridad estructural y funcional. Esta regulación depende de interacciones entre la membrana y los
materiales que pasan a través de ella.
El agua y los solutos se encuentran entre las principales sustancias que entran y salen de las células. La
dirección en la cual se mueve el agua está determinada por el potencial hídrico; el agua se mueve desde
donde el potencial es mayor hacia donde es menor. El movimiento de agua ocurre por flujo global y por
difusión. La ósmosis es la difusión del agua a través de una membrana semipermeable.
Las moléculas cruzan la membrana celular por difusión simple o son acarreadas por proteínas de
transporte embutidas en la membrana. Las proteínas de transporte permiten el pasaje de sustancias a
través de la membrana mediante distintos mecanismos. Se pueden distinguir dos tipos principales de
proteínas de transporte: las llamadas proteínas transportadoras o "carrier" y las proteínas formadoras
de canales iónicos.
Las sustancias también pueden moverse hacia dentro y hacia fuera de una célula por procesos de
transporte que involucran vacuolas o vesículas formadas por porciones de la membrana celular. Estos
procesos son la endocitosis, la exocitosis y la transcitosis. Existen tres formas de endocitosis: la
fagocitosis, en la cual las partículas sólidas son incorporadas a la célula; la pinocitosis, en la cual son
incorporados líquidos; y la endocitosis mediada por receptor, en la cual las moléculas o iones que serán
transportados al interior de las células están acoplados a receptores específicos de la membrana celular.
En los organismos multicelulares, la comunicación entre las células es esencial para la coordinación de
sus diferentes actividades en los distintos tejidos y órganos. Gran parte de esta comunicación es llevada
a cabo por agentes químicos que, o bien pasan a través de la membrana celular o bien interactúan con
receptores situados en su superficie. La comunicación puede también ocurrir directamente, a través de
los canales de plasmodesmos (en tejidos vegetales) o de uniones nexus (en tejidos animales).
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Metabolismo celular:
Glucólisis y Respiración:
Se llama metabolismo a todas las reacciones químicas que ocurren en las células y que implican
el procesamiento de la materia y la energía. La oxidación de la glucosa es una fuente principal de
energía en la mayoría de las células. Cuando la glucosa se degrada en una serie de pequeños pasos por
medio de enzimas, una proporción significativa de la energía contenida en la molécula vuelve a
empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP.
La primera fase en la degradación de la glucosa es la glucólisis que se efectúa en el citoplasma
de la célula. La segunda fase es la respiración aeróbica, que requiere oxígeno y, en las células
eucarióticas, tiene lugar en las mitocondrias. La respiración comprende el ciclo de Krebs y el transporte
terminal de electrones acoplado al proceso de fosforilación oxidativa. Todos estos procesos están
íntimamente relacionados.
En condiciones anaeróbicas, el proceso de fermentación, transforma al ácido pirúvico producido
por la glucólisis en etanol o en ácido láctico.
Hasta ahora nos hemos referido a la degradación de la molécula de glucosa, pero otras
moléculas alimenticias, que incluyen a las grasas, los polisacáridos y las proteínas, pueden ser también
degradadas a compuestos que pueden ingresar en las vías centrales -glucólisis y ciclo de Krebs- en
diferentes pasos. La biosíntesis de compuestos orgánicos utiliza los compuestos precursores derivados
de intermediarios en la secuencia respiratoria y es impulsada por la energía derivada de esos procesos.
Así, otras vías catabólicas y anabólicas están íntimamente interrelacionadas.
Fotosíntesis:
Los organismos obtienen energía de los alimentos a partir de la respiración celular. Estos
alimentos provienen de otros seres vivos, siendo los “productores”, u organismos fotosintéticos, los
primeros en esta cadena de transporte de la energía. Estos productores absorben la energía
directamente de la luz solar, en un procesos llamado fotosíntesis. La energía lumínica es capturada por
los organismos fotosintéticos quienes la usan para formar carbohidratos a partir del dióxido de carbono
y del agua, en una serie compleja de reacciones, que terminan con la liberación de oxígeno a la
atmósfera. En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono se fija en
compuestos orgánicos (compuestos químicos formados principalmente por carbono). La ecuación
generalizada para este proceso es:
6 CO2+ 6 H2O + energía lumínica => (C6H12O6) + 6 O2
La energía lumínica es capturada por medio de
pigmentos. La fotosíntesis en los eucariotas ocurre
dentro de organelas llamadas cloroplastos, que están
rodeadas por dos membranas. Dentro del cloroplasto
en la cavidad conocida como estroma, hay una
solución de compuestos orgánicos e iones y un
sistema complejo de membranas fusionadas que
forman sacos llamados tilacoides. Los tilacoides se
apilan formando las granas. Los pigmentos (clorofila)
y otras moléculas responsables de la captura de la luz
están situados en las membranas tilacoides. En los
procariotas fotosintéticos, que no contienen organelas internas, pigmentos se encuentran en la
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membrana celular, pueden aparecer aislados en el citoplasma o constituir, como en el caso de las
cianobacterias, una compleja estructura de la membrana interna.
La fotosíntesis ocurre en dos etapas. Una etapa dependiente de la luz -o reacción "lumínica"- y
una etapa enzimática, independiente de la luz, las reacciones "oscuras". Las reacciones lumínicas
ocurren en la membrana del tilacoide y consisten en la ruptura de la molécula de agua por acción de la
luz (fotólisis del agua). En esta reacción química se separa el oxígeno de los hidrógenos. El primero se
libera al exterior como el primer producto de la fotosíntesis. Los hidrógenos se unen a una molécula
transportadora cuyas siglas son NADP. Después de capturar el H, el NADPH pasa a la segunda etapa, que
trascurre en el estroma del cloroplasto. Aquí, el H se une al CO2, capturado por la planta de la
atmósfera, y se forma un carbohidrato simple llamado glucosa (C6H12O6). Como se ve, se necesitan 6
moléculas de CO2 para producir una de glucosa, dado que ésta posee 6 átomos de Carbono. Este ciclo
bioquímico que ocurre en el estroma del cloroplasto, y que no requiere de la presencia de luz, se llama
Ciclo de Calvin.
Núcleo 5: Genética
Caracteres ¿heredados o adquiridos?
Las características que recibimos de nuestros padres o progenitores son parte de la herencia
genética. Por ejemplo el color de los ojos, del cabello y otras características que no se observan a simple
vista, como el grupo sanguíneo o la predisposición a contraer ciertas enfermedades, son caracteres
hereditarios. Su transmisión de generación en generación se conoce como herencia biológica y sus leyes
y procesos son estudiados por una ciencia llamada Genética.
Ahora bien, si una persona con una nariz prominente se hace una cirugía estética y adquiere una
nariz perfecta, ¿con qué nariz crees que nacerá su hijo? Es obvio que con la gran nariz anterior a la
operación. Esto ocurre porque las características que se adquieren durante la vida son caracteres
adquiridos, y no se transmiten a la descendencia.
La información genética
Toda la información genética está contenida en la molécula de ácido
desoxirribonucleico (ADN; en inglés DNA) que se encuentra en el núcleo
celular (siempre que se trate de un organismo eucariota, en el caso de los
procariota, que no poseen núcleo, aparece suelta en el citoplasma).
El ADN se encuentra combinado con proteínas llamadas histonas,
dando lugar a una sustancia amorfa (como un ovillo de lana enredado) que se
denomina cromatina. En otro momento de su ciclo, para facilitar la división
celular, la cromatina se pliega sobre sí misma y sobre las histonas, dando lugar
a unas estructuras más compactas que se denominan cromosomas.
¿Cómo se interpretan las instrucciones “escritas” en el ADN?
El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por
nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está compuesto por un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y
una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son cuatro: adenina (A), timina (T), citosina (C), y guanina
(G), y siempre una A se enfrenta a una T y una C se enfrenta a una G en la doble cadena. Las bases
enfrentadas (A=T; C=G) son complementarias. El ADN adopta una forma de doble hélice, como una
escalera caracol donde los lados de la escalera son cadenas de azúcares y fosfatos conectadas por
"escalones", que son las bases nitrogenadas.
La información está guardada en forma de código de secuencia de bases A, T, C y G que se combinan
para originar "palabras" denominadas genes. Los genes son fragmentos de ADN cuya secuencia codifica
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para una proteína. También hay genes que dirigen la expresión de otros. Es decir que a partir de la
información "escrita" en ese fragmento de ADN se fabrica (sintetiza) un tipo particular de proteína.
Las proteínas son las biomoléculas con mayor número de funciones del organismo. Las hay que
forman estructuras (pelo, plumas, músculos, etc.), transportan moléculas (la hemoglobina transporta en
oxígeno en los glóbulos rojos), nos defienden de microorganismos (los anticuerpos), coordinan el
funcionamiento de los organismos (la insulina y la hormona del crecimiento son proteínas), sirven de
reserva de nutrientes (albúmina) y sobre todo, y principalmente, tienen función enzimática. Un enzima
es una proteína que acelera y regula reacciones bioquímicas, por lo que podemos decir que los enzimas
son las responsables en última instancia de que se lleven a cabo reacciones de síntesis de otras
moléculas así como de todas las reacciones que componen el metabolismo celular.
En resumen, podemos decir que las proteínas controlan el organismo,
y los genes codifican a las proteínas.
Todas las células de un organismo tienen el mismo genoma, o conjunto de genes. Pero, en cada
célula se expresan los genes que se usan. Por ejemplo, aunque una célula de la piel tiene toda la
información genética al igual que la célula del hígado, en la piel solo se expresarán aquellos genes que
den características de piel, mientras que los genes que dan características de hígado, estarán allí
"silenciados". Por el contrario, los genes que dan rasgos de "hígado" estarán activos en el hígado e
inactivos en la piel. Lo que no se usa se encuentra mayormente compactado.
Actividad N°5: Ácidos Nucleicos
Si una de las hebras de la doble cadena de ADN tiene la secuencia que te damos a continuación, ¿cómo
será la hebra complementaria?
… AATGTCCGTATGGCATTA ….
Flujo de la información genética:
El ADN es el material del que se componen
los genes y es, por lo tanto, el que se encarga de
llevar la información genética, controlar la aparición
de los caracteres y pasar la información de una
célula a sus descendientes durante el proceso de
división celular. Todas las moléculas de ADN están
formadas por la repetición de las mismas 4 bases:
A, T, C y G. Entonces ¿Cómo pueden llevar diferente
información?
Si se comparan dos moléculas de ADN, la
única diferencia es el orden en que se suceden los
nucleótidos. Es, por lo tanto la secuencia de
nucleótidos la que contiene la información; así dos secuencias diferentes llevarán diferente información.
Un individuo no puede manifestar naturalmente un determinado carácter hereditario, como
ojos verdes o grupo sanguíneo A+, si no posee el gen correspondiente. Estos caracteres (pigmentos,
características del glóbulo rojo del grupo A+, etc.) son proteínas. Por lo tanto ¿cómo hace el ojo para
fabricar el pigmento verde con la información que contiene el núcleo de sus células? En otras palabras:
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¿qué camino sigue la información desde el lugar adonde se almacena (ADN) hasta el lugar donde se
manifiesta?
El proceso de interpretación del mensaje genético se realiza en dos etapas situadas en
diferentes regiones celulares. Para ello, una molécula parecida al ADN, llamada ácido ribonucleico (ARN;
en inglés RNA), será el mensajero que entre al núcleo, copie la información del ADN y luego viaje al
citoplasma donde se fabrican las proteínas.
Primera etapa, TRANSCRIPCIÓN. Tiene lugar en el núcleo. Aquí el ARN copia (transcribe) la
porción de ADN (el gen) que lleva la información para la proteína deseada y la traslada al citoplasma.
Segunda etapa, TRADUCCIÓN. Ocurre en el citoplasma donde se encuentran los ribosomas. En
estas organelas se va construyendo la proteína según las instrucciones que el ARN copió previamente
del ADN.
La vida de la célula: El ciclo celular
Pensemos lo que sucede cuando crecemos,
¿aumenta el tamaño de las células o su cantidad?
Para responder leé la siguiente noticia:
“Se cree que la edad media de todas las
células de un cuerpo adulto puede ser
sólo de unos 7 a 10 años... Las células
de los músculos de las costillas, tomadas
en personas cercanas a los 40, presentan
un promedio de edad de 15,1 años… Las
células que recubren el estómago solo
duran tres días. Los glóbulos rojos,
magullados y maltrechos, tras un viaje de
casi 1600 km a través del laberinto del
sistema circulatorio, solo viven una
media de 120 días, antes de ser enviados
a su cementerio en el bazo. La epidermis,
o capa superficial de la piel, se recicla
más o menos cada 2 semanas. En cuanto al
hígado, el filtro de los tóxicos que
pasan por la boca de una persona, su vida
en el frente bélico de la guerra es bastante breve. Un hígado de un humano adulto
tiene un tiempo de renovación de entre 300 y 500 días. La vida de otros tejidos se
mide en años, no en días, pero no son permanentes ni mucho menos… se cree que todo el
esqueleto humano se renueva aproximadamente cada 10 años en los adultos. Las únicas
partes del cuerpo que duran toda la vida, parecen ser las neuronas de la corteza
cerebral, las células de la lente interna del ojo y quizás las células musculares del
corazón”
Diario “El País”, 21 de setiembre de 2005.
El crecimiento y la reproducción de los seres vivos son procesos que ocurren a través del aumento
en el número de células. Cada ciclo de crecimiento y división que atraviesa una célula se denomina ciclo
celular y constituye la “vida de una célula”. El ciclo celular se compone de la alternancia de dos
periodos que se suceden de forma cíclica: el período llamado interfase y la etapa de división celular. La
interfase es un período de intensa actividad metabólica en que la célula crece. Para ello fabrica diversas
sustancias que forman parte de los componentes celulares. Además duplica su ADN (en la Fase S) para
que las células hijas reciban una dotación cromosómica idéntica a la madre. Al final de esta etapa la
cromatina comienza a plegarse en forma de cromosomas. La etapa de división celular está formada por
cuatro fases durante las cuales los cromosomas duplicados y todas las organelas se reparten en cada
una de las dos células hijas que resultan idénticas a la célula madre.
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Una vez terminado el reparto de estructuras, el citoplasma se divide en dos (citocinesis). Este
proceso es diferente en células animales y vegetales. En el caso de la célula animal se produce un
estrangulamiento en la zona ecuatorial de la célula originando al final las dos células hijas.
En resumen, este proceso cíclico permite
la reproducción de los organismos unicelulares y pluricelulares
el desarrollo de un individuo a partir de una única célula (huevo o cigota)
la reparación de los tejidos dañados y reemplazo de células viejas
distribución equitativa del material hereditario ya que los cromosomas se duplican antes de la
división celular.
La Fase S de la Interfase es de extraordinaria
importancia ya que en ella se duplica el ADN para poder ser
repartido entre las dos células hijas. A partir de ese momento
cada cromosoma queda formado por dos moléculas de ADN,
llamadas a partir de ahora cromátidas, que quedan unidas por
un punto llamado centrómero. Al final de la interfase los
cromosomas se empiezan a condensar (se superenrollan) siendo
visibles al microscopio óptico, apreciándose una estructura
como la foto de (b).
Cuando los cromosomas se compactan, ya están
duplicados. Cada uno (que podría representarse como un
bastón) ha producido una copia casi exacta de sí mismo, que
permanece unida al original por el centrómero, conocidas como cromátidas hermanas (que podrían
representarse como dos bastones unidos en el centro) como el dibujo (a).
Actividad Nº6: Reproducción celular
Para resumir, intenta ubicar las siguientes ideas en cada ETAPA DEL CICLO CELULAR según corresponda:
cromatina, cromosoma, ADN laxo, ADN compacto, duplicación, transcripción y traducción, mitosis,
citocinesis.
INTERFASE
DIVISIÓN
El número de cromosomas
El número de cromosomas es constante en todas las células
somáticas (las no sexuales, es decir todas menos óvulos y
espermatozoides) de un organismo y en todos los organismos de una
misma especie; en el caso del ser humano, el número de
cromosomas es cuarenta y seis.
En las células somáticas la información genética se
encuentra duplicada ya que cada uno de nosotros recibe un juego
completo de genes de cada progenitor. En el óvulo y el
espermatozoide están contenidos todos los cromosomas
característicos de una especie, en el caso humano son 23 cromosomas. En la fecundación se forma una
célula con dos juegos de 23 cromosomas, es decir con 46 cromosomas. El cromosoma 1 materno y el 1
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paterno, tienen la información para las mismas características, el 2 materno y el 2 paterno igual, y así
hasta el par 23. Entonces decimos que las gametas son haploides (n) porque tienen un solo juego de
cromosomas (23), en cambio células somáticas que tienen doble dotación cromosómica son diploides
(2n), es decir 23x2=46.
Actividad Nº7: Genética
¿Te animas a determinar qué condición cromosómica (haploide o diploide) tiene cada una de estas
células?
..... la célula que se forma después de la
… . las células del testículo que darán origen al
fecundación
espermatozoide
….. el óvulo
….. las células del hueso que reparará el hueso
..... el espermatozoide
quebrado
..... las células somáticas
….. las células de la piel
….. las células humanas con 23 cromosomas
División celular: Mitosis - Meiosis
Existen dos tipos de división celular, según el tipo de célula. La Mitosis genera dos células con
idéntica información genética entre sí y con respecto a la célula madre. Este es el sistema mediante el
cual se reproducen las células somáticas. Los cromosomas duplicados durante la interfase se unen a un
sistema de filamentos que separa cada una de sus cromátides y las lleva a un extremo de la célula.
Luego el citoplasma se divide en dos, junto con todas las organelas, y se forman dos células hijas.
La Meiosis es un proceso de división distinto de la mitosis, ya que las células resultantes no son dos,
sino cuatro, y además no idénticas a la madre. La meiosis consiste en reducir la información genética de
la célula a la mitad, es decir convierte una célula diploide (en el caso del ser humano con 46
cromosomas) en una haploide (con 23).
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En la primera fase de la Meiosis, los cromosomas homólogos se aparean e intercambian genes
en un proceso llamado entrecruzamiento (en inglés crossing‐over). Por ejemplo el cromosoma 16 de
una célula hija tendría fragmentos del cromosoma 16 paterno y de su homólogo 16 materno.
Actividad N°8: Reproducción celular
c- Observa el esquema a continuación y completa el cuadro comparativo:
MEIOSIS
MITOSIS
Células en las que ocurre
Número de células hijas
Número de cromosomas de la
célula hija
Objetivo
Las células hijas de la Meiosis quedan con sólo un juego
de cromosomas que tiene dos características muy
importantes para la especie:
El juego de cromosomas de cada célula es una
combinación al azar de cromosomas paternos y
maternos.
Cada cromosoma lleva mezclada la información
de
los
cromosomas
paterno
y
materno
correspondientes de la célula original.
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Este hecho tiene una extraordinaria importancia ya que se produce una recombinación de la
información contenida en los cromosomas lo que supone una fuente de variabilidad genética (aparecen
combinaciones de caracteres que no existían antes). Más aún si tenemos en cuenta que la meiosis es el
proceso por el que se forman los espermatozoides y óvulos. Por eso es que una persona puede tener
una característica similar al padre, otra a la madre, otra a la abuela materna o al tío, etc.
En síntesis, los seres vivos muestran etapas de divisiones mitóticas (crecimiento, reparación, etc.) y
divisiones meióticas (formación de gametas) según se muestra en el esquema.
Actividad N°9: La estructura del ADN
Indicar qué es lo que se observa en la figura y cómo se llaman las partes numeradas.
Actividad N°10: Completar el cuadro comparativo entre ADN y ARN
ADN
ARN
Bases nitrogenadas
Azúcar
Ubicación
Función
¿Qué son las mutaciones?
Los cromosomas pueden sufrir cambios que afectan su número (alteraciones numéricas) o su
estructura (alteraciones estructurales). Esto puede ocurrir porque la enzima que se encarga de la
replicación del ADN (ADN polimerasa) se equivoca, es decir, coloca un nucleótido en lugar de otro. Estos
cambios pueden alterar la viabilidad o la fertilidad de un organismo, o mantenerse como parte de la
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variabilidad genética de la población. A estos cambios se los llama mutaciones y pueden ocurrir durante
la mitosis o la meiosis.
En algunos casos las mutaciones pasan inadvertidas, pero también pueden provocar la falta de
actividad de una proteína esencial y causar una enfermedad. De todas formas, la mayoría de las
mutaciones no se manifiestan, o porque están en regiones del ADN de poca importancia, o porque no
cambian el aminoácido, o porque ese cambio no altera la función de la proteína. O bien podría alterarse
la función y esto no resultar perjudicial. Tal es el caso del carácter color de ojos, donde el color claro se
produce por falta de ciertas enzimas que fabrican los pigmentos del iris.
En realidad, las mutaciones son la base de la biodiversidad. Es decir que las pequeñas
diferencias en el ADN es lo que determina que los seres vivos sean diferentes entre sí. Esta diversidad en
las características sumada a la existencia de un código genético común entre los seres vivos, son dos
hechos determinantes en el desarrollo de la biotecnología moderna.
El ADN y la biotecnología moderna
Cuando los científicos comprendieron la
estructura de los genes y cómo la información que
portaban se traducía en funciones o características,
comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos,
modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a
otro para conferirle una nueva característica.
Justamente, de eso se trata la ingeniería genética, a la
que podríamos definir como un conjunto de
metodologías que nos permite transferir genes de un
organismo a otro, y que dio impulso a la biotecnología
moderna. La ingeniería genética permite clonar
(multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes
(producir las proteínas para las cuales estos genes
codifican) en organismos diferentes al de origen. Así, es
posible obtener proteínas de interés en organismos
diferentes del original del cual se extrajo el gen,
mejorar cultivos y animales, producir fármacos, y
obtener proteínas que utilizan diferentes industrias en
sus procesos de elaboración.
Núcleo 6. Clasificación de la diversidad biológica
Características de los seres vivos:
Se estima que en la actualidad existen más de diez millones de especies como consecuencia del
proceso de evolución. Estos organismos diferentes exhiben una gran variedad en la organización de sus
cuerpos, en sus patrones de reproducción, crecimiento y desarrollo y en su comportamiento. A esta
gran variedad se la denomina biodiversidad.
A pesar de la aparentemente abrumadora diversidad de organismos vivos, es posible agruparlos
de modo que revelen no sólo patrones de similitudes y diferencias, sino también relaciones históricas
entre los diferentes grupos.
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¿Qué tienen en común los seres vivos?
Si recurrimos a nuestra intuición resulta más o menos sencillo diferenciar un ser vivo de un
objeto inanimado. Por ejemplo, nadie dudaría que tanto un árbol como un caballo son seres vivos y que
la llama de una vela no está viva. Sin embargo, cuando intentamos profundizar desde el punto de vista
científico en el concepto de ser vivo, nos damos cuenta que no existe una línea definida que distinga lo
que tiene vida de lo que no la tiene. Los virus, son un claro ejemplo de ello. Un virus es una pequeña
partícula formada por ácidos nucleicos y proteínas que invaden células vivas, tales como bacterias o
células de organismos complejos y se reproducen dentro de ellas. Sin embargo, los virus no pueden
reproducirse fuera de las células, aún cuando se le suministren las sustancias orgánicas necesarias.
Surge entonces la pregunta: los virus ¿son o no seres vivos? Por ello los biólogos han preferido, más que
definir la vida, caracterizarla. Desde esta perspectiva, podemos decir que los seres vivos se caracterizan
por poseer las siguientes propiedades:
 Poseen un alto nivel de organización: la materia está organizada en pequeñas unidades
llamadas átomos. A su vez, los átomos se organizan en moléculas, que originan sustancias. En
los seres vivos estas sustancias se organizan para dar estructuras más complejas: las células.
La célula representa el nivel más sencillo de organización de los seres vivos.
 Tienen la capacidad de transformar la energía: la organización de los seres vivos les permite
estar altamente especializados para tomar, por sus propios medios, la energía del exterior y
transformarla en energía útil para sus necesidades. Así un animal transforma parte de la
energía química almacenada en sus tejidos en la energía que le permite desplazarse en
procura de alimento. Luego, cuando la energía química almacenada en el alimento se
incorpora al animal, éste podrá transformarla en energía térmica para conservar la
temperatura, o en energía mecánica para desplazarse, o en energía química que almacenará.
 Pueden desarrollarse y crecer: a partir de una sola célula viva, los seres vivos pueden crecer
mediante la producción de más células vivas o por el aumento de tamaño de las ya existentes.
Durante el desarrollo se producen una serie de cambios de forma y de estructura dentro del
organismo. Habitualmente el desarrollo va acompañado de crecimiento.
 Poseen la capacidad de reproducirse: todo ser vivo es capaz de generar otros seres vivos
semejantes a él.
 Responden a estímulos: llamamos estímulo a todo factor físico-químico o biológico, externo o
interno, frente a los cuales los seres vivos tienen la capacidad de reaccionar, lo que se conoce
como irritabilidad o sensorialidad. Por ejemplo, la apertura y cierre de las pupilas de
nuestros ojos se adecuan a la intensidad de la luz ambiental. En la oscuridad, las pupilas se
abren y así entra a los ojos el máximo de luz posible. Cuando el ambiente es muy luminoso, las
pupilas se achican y sólo entra a los ojos la cantidad de luz necesaria para ver.
 Se adaptan: el maravilloso ajuste entre los seres vivos y su ambiente podría ser comparado
con las piezas de un engranaje en donde cada uno encaja y cumple su función. Es esta imagen
de ajustado rompecabezas la que quiere representarse cuando decimos que los seres vivos
están adaptados al ambiente en que viven. Cuando nos referimos a la adaptación, incluimos
tanto los aspectos relacionados al comportamiento, como las estructuras de los organismos y
las funciones que cumplen.
 Se autorregulan: es decir, tienen mecanismos para mantener prácticamente constantes sus
condiciones internas, a pesar de las variaciones que se producen a su alrededor.
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Actividad N° 11: Características de los seres vivos
Seguramente has oído decir que se puede pronosticar una lluvia si se observa con atención la
conducta de ciertos animales, por ejemplo, las hormigas y los pájaros. Antes de una lluvia las hormigas
que hacen su hormiguero en el interior del suelo, salen en búsqueda de lugares menos inundables, en
cambio los pájaros se refugian en sus nidos. Estos animales actúan así cuando perciben un cambio en la
humedad del ambiente o un descenso de la presión atmosférica, fenómenos que se producen varias
horas antes de que llueva.
a- ¿A qué característica de los seres vivos hace referencia el texto?
b- ¿Cuáles son los estímulos que provocan la búsqueda de lugares altos en las hormigas y de
refugio en los pájaros?
c- ¿Qué diferencias presentan los organismos, que nos permiten clasificarlos en distintos grupos?
La clasificación: Dominios y Reinos
Cuando Linneo implementó su sistema de
clasificación, se aceptaba la existencia de sólo dos
reinos: el de los animales y el de las plantas. A fines
del siglo XIX, Ernst Haeckel propuso la construcción
de
un
tercer
reino
constituido
por
microorganismos. En 1956, Herbert Copeland
propuso la creación de un reino para las bacterias,
y en 1959, Robert Whittaker propuso un reino para
los hongos. En el siglo XVII, Antonie van
Leeuwenhoek observó y describió por primera vez
protozoos y bacterias. A mediados del siglo XIX, las
bacterias y los microorganismos con núcleo fueron
ubicados por Ernest Haeckel en un nuevo reino, el
de los Protistas. En 1956, Herbert Copeland
propuso un sistema de clasificación que
comprendía cuatro reinos: plantas, animales,
protistas y los procariontes, agrupados en el reino
Monera.
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Dominio
Características
Bacteria
Cianobacterias (o algas
verdiazues), bacterias púrpuras,
bacterias verdes no-sulfurosas.
Células procariotas, organismos unicelulares, membranas
compuestas principalmente por diésteres de diacil-glicerol. El
RNAr de la subunidad pequeña de los ribosomas posee un bucle
entre las posiciones 500-545. Sensibles al cloranfenicol y a la
estreptomicina. Ribosomas no sensibles a la toxina diftérica.
Algunos fijan nitrógeno. Autótrofos fotosintéticos o heterótrofos.
Archaea
hermoproteous, termococales,
metanococales, metanobacterias
metanomicrobiales, halófilos
extremos.
Células procariotas, organismos unicelulares. Membranas lipídicas
compuestas principalmente por diéteres de glicerol isoprenoides
o tetraéteres de diglicerol. El RNA ribosomal de la subunidad
pequeña de los ribosomas es del tipo arqueobacteriano, es decir,
tiene una estructura única entre las posiciones 180-197 ó 405498. No son sensibles al cloranfenicol y a la estreptomicina pero
sí a la toxina diftérica. Autótrofos quimiosintéticos.
Eucarya
protistas, animales, plantas,
hongos.
Células eucarióticas, organismos unicelulares o pluricelulares.
Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de
acil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los
ribosomas (18S-rRNA) posee una estructura única entre las
posiciones 585-655. No son sensibles al cloranfenicol y a la
estreptomicina pero sí a la toxina diftérica. No fijan nitrógeno.
Autótrofos fotosintéticos o heterótrofos o facultativos.
Procariotas
Carl R. Woese utilizó las similitudes y las diferencias entre secuencias del ARN del ribosoma para
medir la distancia evolutiva entre diferentes grupos de bacterias. De esa manera se pudo establecer la
existencia de tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya. Archaea y Bacteria son procariontes, pero en el
aspecto molecular son tan diferentes uno de otro como lo son de Eukarya. Las ideas más aceptadas
sostienen que los eucariontes surgieron por unión simbiótica de dos o más células procariontes y que la
línea de Archaea está más ligada a la de Eukarya que a la de Bacteria.
Las Bacterias
Las bacterias son procariotas unicelulares y fueron las primeras células que aparecieron en la
Tierra hace unos 3.800 millones de años. El ambiente era cálido y reductor, la atmósfera no tenía O 2 y
estaba compuesta por CO2, nitrógeno, hidrógeno y vapor de agua. Los primeros microorganismos deben
haber sido termófilos, anaerobios obligados, fotosintetizadores y/o fermentadores. Al cabo de 1.500
millones de años, aparecieron las cianobacterias, que mediante la fotosíntesis enriquecieron en O2 la
atmósfera del planeta. Mil millones de años más tarde aparecieron los primeros eucariontes. Como
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consecuencia de la fotosíntesis, las condiciones ambientales cambiaron: la absorción del CO2
atmosférico disminuyó el efecto invernadero y el O2 liberado oxidó la corteza mineral y elevó la
concentración atmosférica de ese gas al 21% actual. Los procariontes se diversificaron enormemente y
colonizaron todo tipo de ambientes, aun los más extremos. Habitan en aguas dulces y salobres, zonas
calientes y frías, terrenos fangosos, fisuras de rocas, sedimentos marinos y el aire. Algunos se alojan
como comensales, parásitos o simbiontes en distintos órganos de animales muy diversos, o persisten
asociados con raíces y tallos de plantas, con hongos (líquenes) y protozoos. Otras pueden vivir en
ambientes con condiciones extremas. Algunos toleran temperaturas superiores a 100 °C
(hipertermófilos) o inferiores a 0 °C (psicrófilos), concentraciones salinas muy superiores a las del agua
del mar (halobacterias) y pH extremos. Pueden ser aerobios o anaerobios, estrictos o facultativos.
Algunos son metanogénicos y habitan sedimentos marinos, de agua dulce y de pantanos.
La mayoría son consumidoras, ya que obtienen sus alimentos de tejidos muertos o de productos de
desecho de otros seres vivos. Estas bacterias son descomponedoras.
También hay bacterias parásitas productoras de enfermedades como el cólera y la tuberculosis.
Otras bacterias viven dentro del cuerpo de los seres vivos, pero sin seres vivos, pero sin perjudicarlos. Por
ejemplo, las bacterias que se encuentran en el intestino de los seres humanos producen vitamina K, una
sustancia indispensable para que se corte la hemorragia cuando nos lastimamos.
Existen muy pocas bacterias autótrofas, actualmente denominadas cianobacterias, pero tienen
gran importancia porque forman parte de los productores en los ambientes acuáticos.
Los Protistas
Son individuos unicelulares y pluricelulares con un número
limitado de células y escasa diferenciación. Sus células son
eucariotas. Poseen distintas maneras de obtener sus alimentos. Los
hay autótrofos, principalmente en los ambientes acuáticos, que se
los conoce con el nombre de algas. Hay algas unicelulares como
Euglena sp. y otras formadas por un conjunto de células poco
diferenciadas.
Los hay heterótrofos unicelulares que por el modo de ingerir
el alimento y por su desplazamiento se denominan protozoos. Por
ejemplo la ameba y el paramecio. Dentro de los protozoos hay
algunos parásitos de animales.
Actividad N° 12: Dominios y Reinos
Lea los siguientes textos. En ellos va a encontrar información sobre
los reinos protista y monera. Luego responda el cuestionario.
1. ¿En qué se diferencian las bacterias de los protistas unicelulares?
2. Busque ejemplos de bacterias útiles y perjudiciales para el hombre.
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Eucariotas
Los Hongos
En la antigua clasificación los hongos fueron considerados vegetales porque no se desplazan.
Actualmente se sabe que existen tantas diferencias entre animales y plantas como las que hay entre
plantas y hongos. Por eso constituyen un reino aparte.
Las características derivadas más destacadas
de los hongos no surgen del estudio de estructuras
celulares u observables a simple vista, sino que
provienen de datos moleculares. Unas pocas
especies son unicelulares, el resto tiene un cuerpo
multicelular y filamentoso. Los filamentos reciben el
nombre de hifas, y el conjunto de hifas constituye el
micelio. Las hifas pueden tener tabiques o no (en
este último caso reciben el nombre de cenocitos). El
micelio es difuso y microscópico, las estructuras
expuestas (como los hongos de sombrero) son sólo
una pequeña parte del organismo. En algunos
grupos, estas estructuras visibles son llamadas
cuerpos fructíferos y están especializadas en la
producción de esporas. El principal componente de
las paredes de las hifas es la quitina, un polisacárido
que aparece en algunos animales pero nunca en las
plantas.
Los hongos son heterótrofos que almacenan
glucógeno y lípidos (a diferencia de las plantas, que
almacenan almidón). Algunos son parásitos
facultativos, obligados o simbiontes; otros se
alimentan de materia orgánica muerta (saprobios).
Secretan enzimas que reducen los alimentos a
moléculas pequeñas y fáciles de absorber. Los parásitos tienen hifas especializadas (haustorios), que
absorben los nutrientes directamente de las células de otros organismos. Junto con las bacterias, los
hongos son los principales descomponedores de la materia orgánica. Algunos hongos son perjudiciales
para la especie humana, ya que atacan cultivos, alimentos, plantas, animales domésticos, viviendas,
ropas o el cuerpo de las personas. Otros son esenciales para la producción de alimentos como el pan, el
queso, la cerveza y el vino. También se utilizan para la producción de enzimas, ácidos orgánicos y
antibióticos. Algunas variedades comestibles, como los champiñones, son producidas comercialmente.
Los hongos también son la fuente de una gran variedad de antibióticos y otros medicamentos.
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Las Plantas
La aparición de las plantas terrestres fue un factor de gran
importancia en la disminución de la concentración atmosférica de
CO2 y, en consecuencia, en el descenso de la temperatura sobre la
superficie terrestre. Todas son autótrofas, inclusive las plantas
carnívoras que solo consumen insectos como fuente de proteínas,
pero no dejan de obtener su energía del sol.
Al ser los primeros organismos terrestres adquirieron dos
innovaciones tempranas muy importantes: un cilindro central con
tejido vascular (xilema y floema) dentro del tallo y la raíz. El tejido
vascular se especializó en la conducción de agua y sustancias
disueltas hacia el tallo y la raíz, la cual permitió las funciones de:
fijación (o anclaje), absorción de agua y minerales disueltos,
conducción y almacenamiento de reservas. Poseen también la hoja de estructura compleja,
especializada en la fotosíntesis, respiración y transpiración. Dentro de sus partes tenemos peciolo, limbo
y vaina foliar. Estas hojas pueden ser simples con un solo limbo foliar o complejas cuando el limbo está
dividido en varios foliolos y a su vez pueden ser uninervadas (con una sola nervadura, como el caso del
pino) o plurinervadas (si tiene varias nervaduras, como el poroto)
En el caso de las antofitas (plantas con flores)
existen órganos especializados para la
reproducción: las flores, en ellas encontramos el
androceo y gineceo (órganos masculino y
femenino respectivamente), el androceo está
formado por los estambres y las anteras, dentro
de las anteras se encuentran los sacos polínicos
donde se forman los granos de polen y el
gineceo formado por hojas modificadas que
forman el carpelo, el cual a su vez está formado
por: el ovario, el estilo y el estigma.
La función esencial de la flor es formar la semilla
que dará lugar a otra planta de la misma
especie, la semilla se va a formar cuando el grano de polen se traslade desde la antera hasta el estigma,
allí comienza el desarrollo del tubo polínico que crece hasta el gameto femenino (ovulo) y allí forman el
huevo o cigota (semilla), protegido por el carpelo cerrado que formará el fruto. En las coníferas las
estructuras reproductoras masculinas y femeninas tienen forma de conos. Cuando la semilla madura, el
cono se abre y libera las semillas aladas que caen al suelo, germinan y se producen las plántulas.
Los Animales
En el reino Animal se agrupan los organismos pluricelulares, cuyas
células tienen núcleo, sin pared celular ni clorofila, que obtienen su alimento
consumiendo a otros seres vivos o partes de ellos, y realizan la digestión en el
interior de su cuerpo. Este reino comprende todos los
organismos multicelulares que obtienen energía mediante
la digestión de alimentos, y contienen células que se
organizan en tejidos. A diferencia de las plantas, que
producen nutrientes a partir de sustancias inorgánicas
mediante fotosíntesis, o de los hongos, que absorben la
materia orgánica en la que habitualmente se hallan
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inmersos, los animales consiguen su comida de forma activa y la digieren en su medio interno.
Asociadas a este modo de nutrición existen otras muchas características que distinguen a la
mayoría de los animales de otras formas de vida. Los tejidos especializados les permiten localizar el
alimento y desplazarse en su búsqueda o, si permanecen fijos en un lugar determinado casi toda su vida
(animales sésiles), atraerlo hacia sí. La mayoría de los animales han desarrollado un sistema nervioso
muy evolucionado y unos órganos sensoriales complejos que, junto con los movimientos especializados,
les permiten controlar el medio y responder con rapidez y flexibilidad a estímulos cambiantes.
Al contrario que las plantas, casi todas las especies animales tienen un crecimiento limitado, y al
llegar a la edad adulta alcanzan una forma y tamaño característicos bien definidos. La reproducción es
predominantemente sexual.
La necesidad de una clasificación
Durante siglos los naturalistas intentaron
describir y explicar la inmensa diversidad del mundo
natural. Surgieron diferentes formas de agrupar a
los seres vivos, muchas de las cuales fueron
descartadas porque clasificar seres vivos no es lo
mismo que clasificar cualquier otro grupo de objetos.
Los seres vivos tienen una historia evolutiva que
explica sus por qué son como son. Por lo tanto
reconstruir esta historia evolutiva y develar las
relaciones de parentesco entre los organismos
permite agruparlos de manera natural. Las
clasificaciones son, por lo tanto, hipótesis que los biólogos ponen a prueba continuamente a través de
su trabajo. Se valen de un sistema de clasificación para nombrar y agrupar a las especies conocidas de
una manera lógica, objetiva, consistente y no redundante.
La clasificación jerárquica
La historia de la clasificación de los seres
vivos comienza con Aristóteles, que los
dividió, entre otros criterios, por sus
características morfológicas y sus formas
de reproducción. En el siglo XVIII, Linneo
adoptó una jerarquía de siete niveles:
imperio, reino, clase, orden, género,
especie y variedad. En su sistema de
clasificación definió géneros y especies, y
los designó con sendas palabras latinas
que identifican a todo organismo. Este
sistema constituye la base de la
taxonomía aún en uso. Así, un hornero se
designa inequívocamente en todo el
mundo como Furnarius rufus y un tala
como Celtis spinosa, independientemente
de los variados nombres cotidianos que
reciban en diversas lenguas y regiones.
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Los taxónomos contemporáneos tomaron este esquema de Linneo y lo perfeccionaron. En la
actualidad los taxónomos coinciden en que una clasificación objetiva debe ser única y representar la
historia evolutiva de los organismos que viven y han vivido en este planeta.
Actividad N° 13: La importancia de la Clasificación
Lea atentamente el siguiente texto y responda el cuestionario que aparece a continuación.
LOS CRITERIOS QUE SE UTILIZAN EN UNA CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA
Una de las principales consecuencias de la evolución es la inmensa diversidad del mundo vivo. Los
organismos presentan gran variedad en sus formas y tamaños, en los modos de nutrición y reproducción,
en la velocidad de crecimiento, en las etapas del desarrollo y en su comportamiento.
Ya en la Grecia del siglo IV a. C. Se conocía una variedad de más de 1000 organismos con
características diferentes. Tal variedad obligaba a buscar una manera, algún criterio, para clasificarlos y
facilitar su estudio. Fue en esa época que surgió la clasificación en reino animal y reino vegetal.
Hasta el siglo XVII se utilizaba como criterio para agrupar especies, la utilidad que los
organismos ofrecían al hombre o sus características más visibles. Por ejemplo, dentro del reino vegeta se
incluían las plantas medicinales, las decorativas y las comestibles, los animales se agrupaban en
voladores, nadadores, corredores, dañinos y domésticos. Pero esta clasificación presentaba el problema
de que un mismo organismo podía ser al mismo tiempo volador y dañino y corredor y doméstico.
Al principio del siglo XVIII, un médico sueco llamado Carl von Linneo, analizando las
características externas e internas de plantas y animales, propuso uno de los primeros criterios
científicos para clasificar a los seres vivos. Mantuvo la clasificación en los dos grandes reinos, vegetal y
animal, y los agrupó en especies bien definidas, de manera que un mismo organismo no pudiera
aparecer en dos grupos simultáneamente. Es justamente por esta última razón que los criterios
utilizados por Linneo se consideran científicos.
La clasificación en vegetales y animales estaba basada principalmente en dos criterios: la
nutrición y la locomoción. Así los seres vivos capaces de producir su propio alimento (autótrofos) eran
considerados plantas, mientras que aquellas especies consumidoras (heterótrofas) se clasificaban como
animales.
Pero, si se analizan algunos organismos unicelulares que en su única célula tienen clorofila,
hacen fotosíntesis y por lo tanto producen su propio alimento y además poseen apéndices que le
permiten desplazarse por ellos mismos, ¿a qué conclusión se puede llegar? ¿Son plantas o son animales?
De la misma manera a partir de un estudio más profundo de los hongos, las esponjas, las
anémonas de mar y los corales, se llega a la conclusión de que todos son consumidores, pero se
mantienen fijos.
El conocimiento de más y más especies, fundamentalmente de los organismos microscópicos, y
la acumulación de gran cantidad de datos acerca de sus características internas, comenzaron a mostrar
que el agrupamiento en sólo dos reinos no resultaba suficiente.
La clasificación más utilizada actualmente propone cinco reinos: animal, planta, hongo, protista
y monera. En los dos últimos se clasifican los seres vivos menos conocidos, los organismos más simples y
pequeños, es decir, incluyen la mayor parte del mundo microscópico.
Texto adaptado del cuaderno didáctico N° 4. Plan Social Educativo.
a)
Según la clasificación utilizada hasta el siglo XVIII, previa a Linneo, ¿dónde se ubicaría un animal
como el 'perro"? …........................................................................................................................................
........................................................................................................................................................................
b)
¿Por qué se dice que la primera clasificación científica es la de Linneo? …………………………………....
...............................................................................................................................................................
c)
. ¿Cuántos reinos incluye la clasificación actual? ¿Cuáles son? …………………………………………..…….....
......................................................................................................................................................................
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Actividad N° 14: Clasificación
a) Analice la siguiente situación y resuélvala
"El camello y la avispa son fácilmente reconocibles por sus características diferentes, sin embargo,
ambos se clasifican como animales. Lo mismo ocurre con una rosa y un duraznero. Ambos pertenecen al
reino de las plantas, a pesar de ser muy diferentes a simple vista”.
1-¿Qué características tienen en común los animales para que se los ubique en un mismo grupo?
¿Y las plantas?
2.-Confeccione un cuadro que resuma las características distintivas de animales y plantas.
b) En la actualidad la capacidad de desplazamiento no es un criterio que se utilice en la clasificación de
los seres vivos, entonces ¿en qué reinos debieran ubicarse las anémonas, las esponjas marinas y los
corales? Justifique su respuesta.
d) Responda las siguientes preguntas:
1- ¿Será frecuente encontrar organismos pertenecientes al reino Plantae en aquellos ambientes de
casi total oscuridad? Justifique su respuesta.
2- Posiblemente no conozca la especie Biston betularia. Para presentarla sólo diremos que pertenece
al reino Animal. ¿Cuántos datos tiene sobre esta especie con esta única información?
Enumérelos y escriba su opinión sobre la utilidad de clasificar.
Núcleo 7: El organismo humano
Todos los seres vivos cumplen con las mismas funciones generales de Nutrición, Relación y
Reproducción. Aquí analizaremos las funciones en general y los sistemas que se encargan de llevarlas a
cabo usando como ejemplo el organismo humano.
El hombre se encuentra en permanente interacción con el medio que lo rodea para intercambiar
materia y energía. Esta relación se lleva a cabo a través de distintos sistemas, cada uno de los cuales
está a cargo de una función biológica principal. Así, por ejemplo, en la función de digestión interviene el
sistema digestivo. Cada sistema no funciona independiente del otro, todos están coordinados para llevar
a cabo las actividades del cuerpo y esto es posible a la acción del sistema neuroendócrino.
Actividad N°15: Regiones del cuerpo humano
a- Para su mejor estudio, el cuerpo lo dividimos en regiones. Completando las oraciones siguientes las
identificará:
 La _____________ cuyas partes son el cráneo y la cara
 El ______________ que se divide por el músculo diafragma en tórax y
cuello por arriba y
abdomen por debajo
 Las extremidades superiores cuyas partes desde el hombro son _______,_________ y mano
 Las extremidades____________________ cuyas partes desde la cadera son muslo, pierna y pie
b- El cuerpo humano presenta cavidades donde se alojan los órganos. Une con flechas cada cavidad
con su contenido:
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cavidad abdominal
cavidad toráxica
cavidad craneana
.Tapizado por dentro por membranas (meninges) que protegen al
sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal)
. Recubierto por dentro por dos membranas de naturaleza serosa
llamadas pleura y pericardio, dos membranas que protegen a los
pulmones y el corazón respectivamente.
. Por dentro contiene al peritoneo, membrana que protege y mantiene
en su posición a los órganos
c- A partir del gráfico que se presenta a continuación, realice las siguientes
actividades:
-Coloque los nombres de las regiones del cuerpo
-Coloree con distintos tonos los contornos de las cavidades y agregue el nombre
de cada una de ellas
-Señale en el mismo, la posición del músculo diafragma
d- Con ayuda de la bibliografía sugerida, nombre algunos órganos que se
ubican en:
 La cabeza____________________________________
 El tórax_____________________________________
 El abdomen___________________________________
La vida de cualquier organismo se caracteriza por cumplir con tres grandes grupos de funciones:
 Funciones de nutrición (Metabolismo o Alimentación): consisten en la incorporación,
aprovechamiento y eliminación de materia y energía
 Funciones de relación: las variaciones del medio ambiente actúan a modo de estímulos y hacen que
las células elaboren respuestas
 Funciones de reproducción: es la capacidad de dar origen a seres semejantes
e- Los órganos se reúnen en sistemas para cumplir con las diferentes funciones. Complete el cuadro
incorporando los conceptos que faltan
SISTEMA
Digestivo
Circulatorio
FUNCION
Degrada los alimentos
Intercambio gaseoso
Excretor
Sostén, protección y movimiento
Reproductor
Coordinación de todos los sistemas
f-
Organice los sistemas mencionados anteriormente según con cuál de las funciones está relacionado
RELACION
REPRODUCCION
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NUTRICION
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Sistemas del cuerpo humano
Los sistemas de nuestro cuerpo funcionan interrelacionados entre sí. Dos de ellos tienen a cargo
el control: son el sistema nervioso y el endocrino, la incorporación de materia y energía esta a cargo de
los sistemas digestivo, excretor, respiratorio y circulatorio, el sostén por el sistema osteo- artromuscular.
Sistema digestivo:
El Tubo Digestivo: Se extiende desde la boca hasta el ano, en una longitud de 10 a 12 metros, contando
con 7 segmentos:







Boca
Faringe
Esófago
Estómago
Intestino delgado
Intestino grueso
Ano
El Estómago: Tiene la forma de J mayúscula, con una porción superior vertical y una porción inferior
horizontal; Presenta dos curvaturas, una a la izq., fuertemente convexa, denominada curvatura mayor y
otra a la der., cóncava, denominada curvatura menor. En cada uno de sus extremos esta dotado de un
orificio: el superior o cardias y el inferior o píloro.
El Intestino Delgado: Se divide en dos porciones: una primera porción corta, el duodeno, y una segunda
más larga, el yeyuno e ileon. Los anexos del tubo digestivo son un conjunto de glándulas que se
desarrollan en su trayecto y vierten en su cavidad líquidos especiales, destinados a modificar los
alimentos. Ellas son: las glándulas salivales, el hígado y el páncreas.



Glándulas salivales: Se disponen en el contorno de la cavidad bucal y segregan saliva, son seis, 3
de cada lado: la parótida, la submaxilar y la sublingual.
Hígado: La mas voluminosa de las vísceras, esta situado en la parte mas elevada de la cavidad
abdominal, inmediatamente por debajo del diafragma.
Páncreas: Es una glándula voluminosa, situada en la parte superior y posterior del abdomen,
delante de la columna vertebral, detrás del estomago.
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Fases de la digestión: La comida, después de haber sido desmenuzada y mezclada con la saliva en la
boca es deglutida y, pasando a través del esófago, llega rápidamente al estómago. Durante una comida
normal, todos los alimentos introducidos se estacionan en el estómago por un periodo que puede variar
desde una a cuatro horas según el tipo de alimento. La comida durante la digestión gástrica es
nuevamente desmenuzada por obra de las contracciones del las paredes del estómago, los jugos
gástricos, además la diluyen. Cuando todo el contenido asume una consistencia semifluida, el estómago
se vacía, y el líquido pastoso, ya preparado para la digestión intestinal, pasa al duodeno, primer tramo
del intestino delgado. El material va pasando poco a poco a lo largo de los otros dos tramos del intestino
delgado (yeyuno e ileon), donde se produce, no solo la descomposición de las complejas sustancias
químicas alimenticias, sino también la absorción de los productos de la digestión útiles para el
organismo. Cuando el contenido intestinal abandona el intestino delgado, prácticamente todas las
sustancias químicas que tienen valor nutritivo han sido absorbidas. En el intestino grueso (dividido en
ciego, colon y recto) tiene lugar después solo la absorción del agua, con la formación de una masa
semisólida, las heces, que salen, al fin, por el recto a través del orificio anal.
A lo largo del tubo digestivo la degradación ocurre a través de enzimas, que son sustancias que
tienen la particularidad de transformar moléculas complejas en moléculas más simples por Ej. La amilasa
que ataca los carbohidratos, la lipasa las grasas etc.
Sistema respiratorio:
Constituido por un conjunto de órganos especializados: fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y
bronquios por los que circula el aire tomado desde el medio externo por el proceso respiratorio, hasta
llegar a los pulmones en donde se efectúa la cesión del oxígeno contenido en ese aire a la sangre, a
través de estructuras llamadas alvéolos pulmonares. Estos pequeños y delgados sacos rodeados de gran
cantidad de capilares realizan el intercambio gaseoso o hematosis es decir CO2, producido por las
células por O2.
La función de los músculos es facilitar los movimientos respiratorios.
Los pulmones son dos y están recubiertos por la membrana pleural que esta constituida por dos
hojas: una visceral que envuelve al pulmón y penetra en la profundidad de las cisuras, y la otra parietal
adherida a la pared torácica. Entre ambas hojas hay una cavidad (cavidad pleural). Dentro de los
pulmones los alvéolos se agrupan en enormes cantidades para realizar la hematosis
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Sistema excretor:
El sistema excretor es el encargado de eliminar las sustancias o desechos.
Las estructuras del cuerpo humano que intervienen en la excreción son:
-- Pulmones
-- La piel
-- El sistema urinario
Repasaremos algunos conceptos ya mencionados:
1- En el proceso de excreción el intestino grueso forma las heces con las sustancias de desecho que el
sistema digestivo no puede digerir – este expulsa las heces a través del recto y del ano.
2- La función de los pulmones como componente del sistema excretor es expulsar dióxido de carbono
producto del proceso de respiración celular.
3- El sistema urinario es limpia y filtra la sangre recogiendo las sustancias tóxicas disueltas en ella
expulsando al exterior en forma de orina.
4- La piel como parte del sistema excretor elimina sustancias de desecho por medio del sudor. El sudor
contiene agua, urea, sales minerales y otras sustancias.
Sistema urinario:




Riñones: filtran la sangre en su interior y se forma la orina.
Los Uréteres: transportan la orina de los riñones a la vejiga.
La Vejiga: almacena la orina hasta el momento de su expulsión.
La Uretra: expulsa la orina del cuerpo.
Los riñones están ubicados en la parte posterior del abdomen. Hay dos, uno a cada lado de la
columna vertebral. El riñón derecho descansa exactamente debajo del hígado y el izquierdo debajo del
diafragma y adyacente al bazo.
Los riñones filtran la sangre del aparato circulatorio, eliminan los desechos a través de la orina,
como son la urea, la creatinina, el potasio y el fósforo, por medio de un complejo sistema que incluye
mecanismos de filtración, reabsorción y excreción. Diariamente los riñones procesan unos 200 litros de
sangre para producir hasta 2 litros de orina. La orina baja continuamente hacia la vejiga a través de unos
conductos llamados uréteres. La vejiga almacena la orina hasta el momento de su expulsión por la
uretra.
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Sistema circulatorio
El sistema circulatorio en el ser humano se compone de las siguientes estructuras:
1.
2.
Corazón: que es un órgano musculoso encargado de hacer circular la sangre.
Vasos sanguíneos: Que conducen la sangre. Se dividen en:
o
Arterias
o
Capilares
o
Venas
Sangre: es el tejido circulante que transporta los nutrientes y desechos antes mencionados. Se compone
de una fase líquida denominada plasma que contiene las células sanguíneas llamadas glóbulos rojos,
blancos y plaquetas.
Las arterias conducen sangre desde el corazón a mucha presión y la mayoría de ellas llevan sangre
oxigenada excepto la arteria pulmonar. Poseen gran cantidad de tejido elástico por lo que pueden
dilatarse y aumentar de calibre conforme aumenta la presión sanguínea..
Las venas en cambio llevan sangre hacia el corazón a presiones menores y en contra de la gravedad, la
mayoría transportan sangre carboxigenada, excepto las pulmonares. Sus paredes son delgadas y poseen
válvulas que impiden el retroceso de la sangre.
Componentes de la sangre:
 Plasma: mantiene en suspensión a los glóbulos sanguíneos, además transporta nutrientes,
desechos, homonas, anticuerpos, enzimas, proteínas plasmáticas y calor.

Glóbulos rojos: transportan los gases O2 y CO2

Glóbulos blancos: defienden al organismo contra infecciones.

Plaquetas: se activan para cerrar heridas sangrantes.
Circuitos circulatorios
En el organismo se diferencias dos circuitos circulatorios: uno mayor que va desde el corazón a todo el
cuerpo y viceversa; y otro menor que va desde el corazón a los pulmones y viceversa. De esta manera
son llevados a las células, los nutrientes y el oxígeno, y son retirados de ellas, los desechos del
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metabolismo. Debido a la existencia de estos dos circuitos en la circulación de la sangre se dice que la
misma es doble; y como la sangre circulante nunca sale de los vasos sanguíneos sino que va por dentro
de éstos en todo momento, se dice que es cerrada.
Vasos sanguíneos que salen del corazón: Aorta desde el ventrículo izquierdo llevando sangre oxigenada
y arteria pulmonar desde el ventrículo derecho con sangre carbooxigenada.
Vasos sanguíneos que llegan al corazón: Venas pulmonares a la aurícula izquierda con sangre oxigenada
y venas cavas inferior y superior a la aurícula derecha con sangre carbooxigenada.
Actividad Nº16:
Relaciona los distintos sistemas estudiados, indicando los distintos intercambios de materia que
realizan entre estos sistemas y la célula.
S.Digestivo
S. Respiratorio
S. Circulatorio
S.Urinario
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Sistemas de sostén: osteo-artro-muscular:
Constituido por huesos, músculos y articulaciones que protegen, mantienen erguido y con
movimiento el cuerpo.
El esqueleto humano es el conjunto total y organizado de piezas óseas que proporciona al cuerpo
humano una firme estructura multifuncional. A excepción del hueso hioides —que se halla separado del
esqueleto—, todos los huesos están articulados entre sí formando una estructura continua, soportados
por tejido conectivo complementarias como ligamentos, tendones, músculos y cartílagos.
Uno de los esquemas para el estudio del esqueleto humano, lo divide en dos partes:
1. El esqueleto axial, que son los huesos situados a la línea media o eje, como los del cráneo,
cuello y la columna vertebral. Se encargan principalmente de proteger los órganos internos y del
sostén
2. El esqueleto apendicular, que son el resto de los huesos pertenecientes a las partes anexas a la
línea media (apéndices); concretamente, los pares de extremidades y sus respectivas cinturas, y
ellos son los que realizan mayores movimientos.
Una articulación es la unión entre dos o más huesos próximos. La parte de la anatomía que se
encarga del estudio de las articulaciones es la artrología. Las funciones más importantes de las
articulaciones son de constituir puntos de unión del esqueleto y producir movimientos mecánicos,
proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, además de ser lugares de crecimiento.
Fisiológicamente, el cuerpo humano tiene diversos tipos de articulaciones, como la sinartrosis (no
móvil), sínfisis (con movimiento monoaxial), anfiartrosis (con movimiento muy limitado) y diartrosis
(mayor amplitud o complejidad de movimiento).
El sistema muscular es el conjunto de los más de 650 músculos del cuerpo, cuya función primordial
es generar movimiento, ya sea voluntario o involuntario -músculos esqueléticos y viscerales,
respectivamente. Algunos de los músculos pueden enhebrarse de ambas formas, por lo que se los suele
categorizar como mixtos
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Sistemas de control
Sistema nervioso:
Su función primordial es la de captar y procesar rápidamente las señales ejerciendo control y
coordinación sobre los demás órganos para lograr una oportuna y eficaz interacción con el medio
ambiente cambiante.
Constituido por tejido nervioso cuya estructura posee neuronas y neuroglia Las neuronas son células
especializadas, cuya función es coordinar las acciones por medio de señales químicas y eléctricas
enviadas de un extremo al otro del organismo.
Las células gliales (conocidas también genéricamente como glía o neuroglia) son células nodriza del
sistema nervioso que desempeñan, de forma principal, la función de soporte y protección de las
neuronas.
Anatómicamente, el sistema nervioso de los seres humanos se agrupa en distintos órganos, los
cuales conforman estaciones por donde pasan las vías neurales. Así, con fines de estudio, se pueden
agrupar estos órganos, según su ubicación, en dos partes: sistema nervioso central y sistema nervioso
periférico. El sistema nervioso central está formado por el encéfalo ( cerebro, cerebelo y tronco
encefálico)y la médula espinal, se encuentra protegido por tres membranas, las meninges. En su interior
existe un sistema de cavidades conocidas como ventrículos, por las cuales circula el líquido
cefalorraquídeo.
Sistema nervioso periférico está formado por los nervios, craneales y espinales, que emergen del
sistema nervioso central y que recorren todo el cuerpo, conteniendo axones de vías neurales con
distintas funciones y por los ganglios periféricos, que se encuentran en el trayecto de los nervios y que
contienen cuerpos neuronales, los únicos fuera del sistema nervioso central.
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Sistema endocrino
También llamado sistema de glándulas de secreción interna (o glándulas endócrinas), es el
conjunto de órganos que segregan un tipo de sustancias llamadas hormonas, que liberadas al torrente
sanguíneo regulan las funciones del cuerpo. Es un sistema de señales similar al del sistema nervioso,
pero en este caso, en lugar de utilizar impulsos eléctricos a distancia, funciona exclusivamente por
medio de sustancias (señales químicas). Las hormonas regulan muchas funciones en los organismos,
incluyendo entre otras el estado de ánimo, el crecimiento, la función de los tejidos y el metabolismo.
El sistema endocrino está constituido por una serie de glándulas carentes de ductos. Un
conjunto de glándulas que se envían señales químicas mutuamente son conocidas como un eje; un
ejemplo es el eje hipotalámico-hipofisario-adrenal. Las glándulas más representativas del sistema
endocrino son la hipófisis, la tiroides y la suprarrenal. Las glándulas endocrinas en general comparten
características comunes como la carencia de conductos, alta irrigación sanguínea y la presencia de
vacuolas intracelulares que almacenan las hormonas. Esto contrasta con las glándulas exocrinas como
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las salivales y las del tracto gastrointestinal que tienen escasa irrigación y poseen un conducto por el que
liberan las sustancias al exterior del cuerpo.
Aparte de las glándulas endocrinas especializadas para tal fin, existen otros órganos como el
riñón, hígado, corazón y las gónadas, que tiene una función endocrina secundaria. Por ejemplo el riñón
segrega hormonas endocrinas como la eritropoyetina y la renina.
Actividad Nº17: Colocar en la figura, los siguientes nombres donde correspondan: Tiroidesovarios- testículos-hipófisis- suprarrenales- pineal-páncreas- tiroides
Sistema Reproductor:
La reproducción es un proceso biológico que permite la creación de nuevos organismos, siendo
una característica común de todas las formas de vida conocidas. Las dos modalidades básicas de
reproducción se agrupan en dos tipos, que reciben los nombres de asexual o vegetativa y de sexual o
generativa.
La reproducción asexual está relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza
por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más
individuos con idéntica información genética. En este tipo de reproducción no intervienen células
sexuales o gametos, y casi no existen diferencias entre los progenitores y sus descendientes, las
ocasionales diferencias son causadas por mutaciones.
En la reproducción asexual un solo organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que
son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción
asexual es la división de las bacterias en dos células hijas, que son genéticamente idénticos
En el ser humano la reproducción es sexual interviniendo dos gametas: espermatozoide y óvulo
respectivamente (producidas por las gónadas: testículos y ovarios) que en su unión o fecundación
forman un cigoto con toda la carga genética suficiente para formar un nuevo descendiente. Esto hace
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que el aporte de genes de ambos progenitores provoque la variabilidad genética de la descendencia,
rasgo de enorme importancia en la evolución de la especie.
El aparato reproductor masculino está formado por:






Testículos : glándulas que producen espermatozoides y hormona testosterona
Epidídimo. conductos en los que maduran y se almacenan espermatozoides
Conductos deferentes: conducen semen
Vesículas seminales: producen líquidos que forman parte del semen y los almacenan
Próstata: Producen líquidos del semen
Pene: Órgano eréctil que transporta el semen y permite la fecundación interna
El aparato reproductor femenino está formado por:






Vulva: órgano externo
Vagina: canal de parto y receptor del órgano copulador
Útero: alberga al embrión
Trompas de Falopio: en ellas se produce la fecundación
Ovarios: glándulas productoras de óvulos y hormonas femeninas
Clítoris: órgano eréctil relacionado con la receptividad femenina y el placer sexual
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Actividad Nº18: Coloca F o V según corresponda. Justifica lo falso.
abcd-
Las gametas femeninas son los ovarios
Las gónadas masculinas son los espermatozoides
Las fecundación se produce en el útero
La próstata no produce espermatozoides
Núcleo 8. Organización y diversidad de los sistemas
ecológicos
Los ecólogos, son los especialistas que investigan las relaciones de los seres vivos entre sí y con
el medio ambiente en que viven. Además de ser expertos observadores de los fenómenos naturales, los
ecólogos deben tener gran conocimiento matemático para interpretar las complejas relaciones que
ocurren en el medio ambiente y proponer modelos que las expliquen.
Dada la diversidad de los seres vivos que existen, la variedad de ambientes que habitan y las
múltiples relaciones que se establecen entre ellos, los ecólogos deben trazar un límite imaginario en la
naturaleza y estudiar sólo una parte de ella. Esa porción que se aísla para estudiar se llama ECOSISTEMA
O SISTEMA ECOLÓGICO.
Por lo tanto, al examinar la naturaleza, al igual que una obra de arte, debemos agudizar nuestros
sentidos para descubrir no sólo los componentes visibles sino también el vínculo entre ellos.
Un ser vivo no puede sobrevivir aislado del entorno. Se relaciona con otros seres vivos de su
misma especie y de otras, y también establece vínculos con el medio físico que lo rodea (el agua, el
suelo, el aire, etcétera) y depende de él para su subsistencia. Pero la relación entre los seres vivos y el
medio es recíproca. Por ejemplo, la mayoría de los seres vivos que habitan la Tierra necesitan del
oxígeno para el proceso de la respiración. Pero, a su vez, la presencia de oxígeno gaseoso es producto
del proceso de fotosíntesis que realizan algunos tipos de seres vivos, los autótrofos. Por otra parte, para
la obtención del oxígeno, los seres vivos que no realizan la fotosíntesis dependen de aquellos que la
hacen.
Los ecosistemas están formados por componentes bióticos, los organismos, y los componentes
abióticos, los factores inertes como el agua, la luz, la roca que forma el suelo, la humedad del ambiente,
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etc. que son fundamentales para que se lleven a cabo las actividades de los seres vivos. “Bio” significa
vida, por ese motivo generalmente se utiliza el término biótico como sinónimo de ser vivo, por ejemplo ,
al pensar en un bosque se mencionan los árboles , las ardillas, las hierbas o los pájaros. Sin embargo, al
caminar en un bosque, es común encontrar una capa de hojarasca, de ramas y materiales descartados
por los organismos. Estos restos son fuente de nutrientes para los microorganismos del suelo como las
bacterias y los hongos. Estos microbios, transforman las sustancias que estaban retenidas en estos
tejidos y devuelven al medio sustancias que vuelven a estar disponibles para la nutrición de otros seres
vivos.
Los límites del ecosistema:
Las dimensiones de un ecosistema dependen de los límites que defina el investigador. Esto a su
vez, depende de los objetivos de la investigación. Por ejemplo, para estudiar el cambio global en las
temperaturas o en la cantidad de dióxido de carbono en la Tierra, se podría considerar toda la superficie
del planeta como un ecosistema. También se puede considerar una unidad natural más pequeña como
un pantano, una pradera o una laguna donde se podría estudiar, por ejemplo, las variaciones de la
temperatura a lo largo de un año o cómo se manifiesta la competencia entre dos especies por el
alimento o el espacio que ocupan.
Un acuario, un terrario, una huerta son modelos a pequeña escala que permiten estudiar temas
específicos de un ecosistema natural. Por ejemplo, en un terrario se puede estudiar el comportamiento
de una población de hormigas, el cuidado de sus crías, etc.
Integración de los componentes de un ecosistema.
En un ecosistema, se establecen relaciones entre sus componentes que de ellas dependen que
este perdure. Algunos ejemplos de ellos son:



La predación es una de las interacciones más comunes entre individuos de distinta especie.
La fotosíntesis es un proceso bioquímico en el cual interactúan componentes bióticos y
abióticos. La luz solar es captada por los pigmentos presentes en las hojas de las plantas y
es utilizada para construir sustancias complejas a partir de sustancias simples, formando su
alimento. También como producto de esta actividad se libera oxígeno a la atmósfera, gas
necesario para la respiración de los seres vivos.
Las plantas con flores nacen a partir de semillas, las que serán trasladadas por el viento, el
agua o animales, para germinar bajo condiciones adecuadas.
Los seres vivos en un ecosistema se organizan en niveles cada vez más complejos:
Individuo:
Un individuo es un organismo unitario (aunque también puede ser modular), único (difiere de los
demás) y puede atravesar etapas a lo largo de su vida.
Población:
La población es el conjunto de individuos que coexisten (viven al mismo tiempo) en una misma
localidad, se relacionan entre sí y pertenecen a la misma especie (es decir que podrían reproducirse
entre sí y dejar descendencia fértil)
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Comunidad:
El conjunto de poblaciones que interactúan en un mismo espacio físico y en un mismo tiempo
constituye una comunidad. Es decir que una comunidad incluye una gran variedad de especies de
diferentes reinos
Ecosistema:
Las comunidades junto con los restos orgánicos, los componentes abióticos y todas las relaciones que se
dan entre ellos integran un ecosistema.
Actividad N° 19:
Los niveles de organización que estudia la ecología son:…………………………………,……………………............ y
………………………………… Para pasar de un nivel a otro se van agregando elementos, ¿qué componentes se
agregan a cada nivel?
 individuo +…………………………………………………… =…………………………………………………….
 población +…………………………………………………… =…………………………………………………….
 comunidad +…………………………………………………… =…………………………………………………….
Actividad N° 20:
a- La siguiente figura representa un ecosistema. Fundamente esta afirmación.
b- ¿Cuáles son los componentes abióticos de este ecosistema? Mencione cuatro
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
c- Nombre algunos componentes bióticos
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
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d- Infiera las cinco interacciones que se puedan producir entre los componentes de este ecosistema y
menciónelas
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
La comunidad biótica está integrada por todas las poblaciones (pertenecientes a todas las
especies) que ocupan el hábitat.
El hábitat es el lugar donde vive una población o un individuo. Las
albergan seres vivos reciben en conjunto el nombre de biotopo.
áreas
del
hábitat
que
Cada hábitat posee características físicas y químicas particulares (humedad, temperatura,
cantidad de luz, etc.). Los individuos de las diferentes especies están adaptados – en su estructura, en su
fisiología y en su comportamiento – a dichas características. La combinación de estrategias – que
permiten a un individuo sobreviva, crezca y se reproduzca en un determinado hábitat – constituye su
nicho ecológico.-
Actividad N° 21 :
a.- Encierre con un círculo, “sí” o “no” según corresponda:
Si el gorrión se alimenta de insectos,
gusanos y semillas del suelo y la
golondrina lo hace de insectos en vuelo,
¿comparten el mismo nicho ecológico?
Si bien externamente, el león macho y la
leona tienen marcadas diferencias,
¿constituyen la misma especie?
El espacio existente entre un cuadro y la
pared, ¿puede ser el hábitat de una
araña?
sí
no
sí
no
sí
no
b.- Marque con una cruz, la alternativa que completa correctamente la definición que la precede:
b.1. La unidad capaz de realizar las funciones vitales es:
 el individuo
 nicho ecológico
 la especie
b.2. El conjunto de individuos de una misma especie que habitan en el mismo espacio y durante
un período de tiempo:
 la comunidad
 la población
 el ecosistema
Relaciones tróficas del ecosistema
Una comunidad biótica no es una reunión de poblaciones al azar, se trata de poblaciones que
pueden tolerar las mismas condiciones que les impone el hábitat, por ejemplo, la escasez de agua en el
desierto. Estas poblaciones interactúan por ejemplo mediante relaciones alimentarias. Entendemos por
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alimentación a la obtención de los nutrientes inorgánicos y orgánicos, que aportan materia, energía o
ambas, lo cual le permite a los seres vivos desarrollarse y mantenerse.
Desde el punto de vista de la nutrición existen dos grandes grupos entre los seres vivos, los que
sólo necesitan tomar de su medio las sustancias inorgánicas (además de una fuente de energía) para
realizar la síntesis de sustancias orgánicas, llamados autótrofos; y los que toman sustancias inorgánicas
y orgánicas, estas últimas les aportan energía que necesitan para sus actividades y las utilizan para
construir sustancias más complejas, que se denomina heterótrofos.
Cuando analizamos el ecosistema referente a su estructura alimentaria, también llamada
estructura trófica, podemos distinguir 3 niveles cada uno de los cuales desempeña un papel
determinado.
Los productores
Son los autótrofos, los encargados de “producir” las sustancias orgánicas que aprovecharán
tanto ellos como el resto de la comunidad. En la mayor parte de los ecosistemas: productor es
equivalente a fotosintetizador, dado que – dentro de los autótrofos – los principales integrantes de ese
nivel usan energía luminosa para sintetizar las sustancias orgánicas primordiales.
En los medios terrestres este papel está reservado, prácticamente, sólo a las plantas mientras
que en los acuáticos es compartido también por algas de diversas categorías.
Los consumidores
Este papel está a cargo de algunos heterótrofos que son “incapaces de producir” sustancias
orgánicas a partir de las inorgánicas y se ven obligados a consumir compuestos orgánicos ya elaborados.
Por este motivo, los consumidores tienen que alimentarse necesariamente de otros organismos y es así
como han desarrollado varias modalidades; pueden ser:
 Predadores: matan y comen individuos presa, generalmente de menor tamaño.
 Carroñeros: se alimentan de individuos ya muertos.
 Parásitos: viven a expensas de un hospedador (generalmente de mayor tamaño)sin matarlo
Los consumidores también se clasifican de acuerdo con la fuente más importante de sus
nutrientes, en:
 Consumidores primarios o herbívoros
 Consumidores secundarios o carnívoros
 Consumidores terciarios, también carnívoros.
Los descomponedores
Estos organismos principalmente hongos y bacterias, también son heterótrofos, pero obtienen
los nutrientes de productos de deshechos de animales y de restos de vegetales y animales muertos. Los
descomponedores culminan los procesos de transformación de sustancias orgánicas en sustancias
inorgánicas. Esta acción contribuye de un modo esencial al automantenimiento del ecosistema porque
devuelve al ambiente abiótico los nutrientes inorgánicos, que pueden ser reutilizados por los
productores. De otra manera los elementos químicos quedarían ligados a los compuestos orgánicos de
un modo prácticamente irreversible y no podrían ser aprovechados ni por los productores ni por los
consumidores.
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Los descomponedores primero desarman, parcialmente, los materiales orgánicos complejos por
la acción de enzimas que ellos mismos segregan. Las sustancias orgánicas simples son luego absorbidas
por las bacterias y los hongos a través de sus membranas. En el interior de sus células los nutrientes son
degradados hasta sustancias inorgánicas, que se liberan al ambiente.
Propiedades del ecosistema
Debido a su naturaleza, las propiedades de los ecosistemas incluyen procesos que
interrelacionan seres vivos y materia inerte. Estos son: el ciclo de materia y el flujo de la energía. Estas
transformaciones de materia y energía que un organismo realiza y deja una parte de materia disponible
para que otro organismo utilice. El pasaje de materia y energía entre un organismo y otro constituye la
cadena alimentaria (o cadena trófica). Cada eslabón de la cadena se denomina nivel trófico (trofos =
alimento) y está representado por un grupo de organismos.
La materia cumple un ciclo en el ecosistema: pasa de los productores a los consumidores; de
ellos a los descomponedores y vuelve al ambiente donde nuevamente será utilizada por los
productores. Es decir, que las sustancias (como el agua, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, etc.)
circulan a través del ecosistema y se reciclan continuamente. Por eso a pesar que los seres vivos las
consumen permanentemente, no se agotan. Algunas demoran más en estar disponibles y otras
demoran menos.
La energía fluye en el
ecosistema. El pasaje del material
de organismo a otro en la cadena
alimentaria involucra también la
transferencia de energía. Pero ésta
no cumple un ciclo en el ecosistema
como la materia sino que fluye:
“entra” al ecosistema en forma de
energía lumínica (el sol) y es
atrapada por los productores que la
transforman en energía química,
una parte de ella es utilizada por los
seres vivos y otra parte sale sin que
pueda se reutilizada, disipándose
en forma de calor, por lo tanto a
medida que se avanza en los niveles
tróficos de una cadena alimentaria
la energía disponible es menor.
Es decir, que el flujo de la
energía en el ecosistema tiene una
dirección que va desde los
productores (autótrofos) hacia los
consumidores (heterótrofos).
Cada ser vivo se alimenta
de diferentes tipos de presas y, a su
vez, es presa de diferentes
depredadores. Además, algunos organismos incluyen en su dieta tanto organismos vegetales como
animales. Todo esto determina que en un ecosistema se formen redes alimentarias o redes tróficas que
están formadas por muchas cadenas alimentarias y una gran cantidad de especies de productores,
consumidores y descomponedores:
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Actividad N° 22: A partir de la lectura anterior le invitamos a resolver las siguientes actividades que le
servirán para aplicar y profundizar los conocimientos adquiridos.
a.- El párrafo siguiente corresponde a una definición de ecosistema, pero se le han perdido
palabras que debe encontrarlas en el listado y ubicarlas en los espacios correspondientes:
El ecosistema es el conjunto de _____________________________, sus restos orgánicos y en
entorno físico que los contiene, en los cuales se establecen _______________ por las que fluye la
________________________ y circulan los materiales.
Listado: energía – océano – límites – propiedades - seres vivos – relaciones – cuerpos – vegetales.
b.- Compare en tres aspectos los siguientes niveles tróficos: productores, descomponedores y
consumidores.
c.- Observe el diagrama de la red alimentaria ilustrada más abajo, que corresponde a organismos
de la zona antártica argentina. Luego analice la estructura de esa red y resuelva las cuestiones
planteadas:
 Describa dos cadenas alimentarias en las que participa el pingüino Adelia y señale en ella
los niveles tróficos.
 Extraiga de la red, una cadena compuesta por cinco niveles tróficos.
 Mencione tres consumidores secundarios y dos consumidores primarios.
 ¿Dónde ubicaría a los descomponedores en este esquema? Agréguelos en el gráfico.
Referencias:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
55
Fitoplancton
Zooplancton
Petrel
Pingüino Adelia
Eskúa
Calamar
Pez
Pingüino emperador
Foca de Weddell
Foca de Ross
Pez
Foca cangrejera
Ballena azul
Leopardo marino
Orca
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Las comunidades
Las poblaciones que habitan un ambiente común y que se relacionan entre sí constituyen una
comunidad. Las interacciones que se establecen entre las poblaciones de una comunidad pueden ser
favorables para ambas, sólo para una de ellas o limitar el crecimiento de las dos. A continuación, se
muestran los principales tipos de relaciones que se dan entre las poblaciones de una comunidad,
llamadas relaciones interespecíficas.
Depredación: Basada en la ingesta de organismos vivos por otros organismos. En este tipo de relación se
establece un vínculo presa - predador, en el cuál los individuos de una de las poblaciones resultan
perjudicados (las presas, que son comidas) y los otros de la otra son beneficiados (los depredadores, que
se alimentan de la presa)
Una presa es a aquel animal que es cazado por otro. Los predadores generalmente seleccionan
como presa a aquellos individuos de la población que son más débiles o enfermos. La obtención de
pasto de una pradera del que se alimenta un animal herbívoro, se denomina herbivoría, y es en cierta
forma un ejemplo de predación.
Competencia: Es una relación que se da entre individuos que tienen necesidades parecidas y que
coexisten en un mismo lugar. Pero sólo se genera competencia entre ellos si el recurso que aprovechan
es limitado, es decir si se renueva muy lentamente o se agota. La luz, el agua, el alimento y los sitios
donde anidan o descansan los individuos son algunos de los recursos que podrían generar competencia
entre individuos de la misma especie (competencia intraespecífica) o de distintas especies (competencia
interespecífica). En este tipo de relación, ambos competidores ven limitadas sus posibilidades de
crecimiento. Es decir que es perjudicial para ambas.
Simbiosis: En este tipo de relación, ambas especies se ven beneficiados. Pero además son mutuamente
dependientes. Por ejemplo, los líquenes son una asociación simbiótica entre un alga y un hongo. El alga
(organismo autrótofo) aporta la materia orgánica para que el hongo se desarrolle. El hongo
(heterótrofo) brinda dióxido de carbono, minerales y el sustrato mecánico del alga. Ni el alga ni el hongo
podrían vivir por separado.
Mutualismo: Es una relación entre poblaciones en las que ambas partes se benefician. El mutualismo se
considera, frecuentemente un caso particular de simbiosis, la diferencia es que los organismos
interactuantes pueden vivir separados. Muchas plantas requieren de algún agente polinizador que
lleven el polen a otras flores de su misma especie para fecundarlas. Pero algo ha de llevarse a cambio
este polinizador que realiza tan útil actividad: las flores le proporcionan néctar dulce y nutritivo. Cuando
el polinizador abandona la flor, se lleva pegado el polen que deposita en la próxima flor que visita, con lo
que favorece la reproducción de la planta.
Parasitismo: Es una relación entre poblaciones en la que una se perjudica y el otro se beneficia. Un
parásito es un organismo que vive a expensas de su huésped, del cual obtiene no sólo alimento sino
también alojamiento. Algunos parásitos (como virus, bacterias y gusanos) ingresan en el interior del
cuerpo del huésped y se llaman endoparásitos. Otros se alojan en el exterior, como los piojos y las
garrapatas de los perros y se llaman ectoparásitos. Alguno de estos se nutren directamente de los
fluidos vitales del huésped, como la sangre de los animales o la savia de las plantas. Los piojos son
ectoparásitos que succionan la sangre del individuo sobre el cual se alojan.
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Actividad N° 23:
a.- Lea y resuelva
Las garcitas bueyeras son aves que se asocian con animales como, por ejemplo, las vacas y pasan
gran parte del tiempo sobre sus lomos. Allí se alimentan de las garrapatas que quitan de sus
hospedadores.
¿Qué tipo de relación es la que se establece entre estos individuos?
b.- Busque y pegue ilustraciones donde puedan ser observadas las distintas relaciones que se dan entre
organismos de diferentes especies. En todos los casos deberá aclarar qué denominación recibe dicha
relación.
c.-Con ayuda de la bibliografía sugerida para consulta, investigue sobre las relaciones que se establecen
entre individuos de la misma especie, llamadas INTRAESPECÍFICAS.
d.- Lea y resuelva:
“Una tortuga gigante de las islas Galápagos, se despierta de su siesta. Apenas diez minutos más
tarde, un enjambre de pinzones se lanza sobre ella. Uno de los pequeños pajarillos se posa sobre su
caparazón, otro en el suelo muy cerca de su cabeza. El resto de los pinzones comienza a dar vueltas en el
aire y pequeños saltitos, como si quisieran aplaudir con sus alas.
Apenas el coloso se da cuenta de esa especie de ballet pajaril hace una profunda reverencia con
el cuello y la cabeza, que después alza en vertical, estirando la garganta a lo máximo, de modo que su
boca abierta queda a un metro de altura. La tortuga se queda inmóvil en esa postura de estatua durante
varios minutos.
Esto es una señal para todos los pinzones, que se lanzan en un ataque repentino sobre todas las
partes no acorazadas del gran reptil. Por todas partes reina un picoteo generalizado. Los pinzones
liberan a su amiga de cientos de garrapatas que se alimentan con la sangre de la tortuga. Se trata de una
colaboración mutuamente provechosa.
La representación termina al cabo de pocos minutos y la señal la da uno de los pinzones al
emprender al vuelo. Sus compañeros de bandada obedecen la señal y se marchan para realizar su
trabajo de limpieza en otra tortuga. Es curioso que la posición estatuaria de la tortuga gigante, la cual
significa “permiso de limpieza” para los pinzones es, a la vez, una postura amenazadora para las demás
tortugas. Cada vez que dos de ellas entran en conflicto, se alzan como si quisieran asustar al adversario
con su gran tamaño”.
Adaptado de “SOBREVIVIR. La gran lección del reino animal.”
V. Dröscher. Ed. Sudamericana. Planeta
1. Subraye con rojo las relaciones intraespecíficas mencionadas y con verde las interespecíficas.
2. Identifique a qué tipo corresponden las relaciones intraespecíficas subrayadas de qué especie se trata.
3. Proceda de igual forma con las relaciones interespecíficas señaladas.
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Núcleo 9: Materia y Energía
La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
Las transformaciones de la Energía tienen lugar en la alimentación de los seres vivos, en la dinámica de
nuestra atmósfera y en la evolución del Universo.
Todos los procesos naturales que acontecen en la materia pueden describirse en función de las
transformaciones energéticas que tienen lugar en ella.
MATERIA
EESSTTO
O EESS M
MAATTEER
RIIAA
Si observas atentamente las figuras verás que la materia se presenta como distintos cuerpos; estos
cuerpos ¿por qué son distintos?, ¿por la forma?, ¿por estar constituidos por distintos materiales? ¿o por
ambas cosas a la vez? Otras preguntas que nos hemos tratado de responder es: ¿de qué estamos
hechos?, ¿de qué se compone la materia? Supongamos que tomamos un trozo de materia, un trozo de
madera, por ejemplo. Si lo partimos, conseguiremos dos o más trozos o componentes. Ahora bien, ¿es
esta la estructura fundamental de la materia? Seguramente no, pues es factible descomponer cada
trozo por sí mismo.
¿A qué nos conduce este razonamiento?
Esto nos lleva a concluir que en algún momento, encontraremos el componente básico o ladrillo
fundamental de la materia. La idea anterior recibe el nombre de teoría atomista. Ésta tuvo sus primeros
exponentes en la antigua Grecia. Por ejemplo, Leucipo (vivió alrededor del 450 a.C.) y su discípulo
Demócrito (470-380 a.C.), quienes fueron los primeros filósofos griegos en plantear que la materia
estaba compuesta de partículas fundamentales llamadas átomos (de un término griego que significa ‘sin
división’) y que entre ellas existía vacío, o sea, nada.
A lo largo de la historia del pensamiento humano occidental, se ha elaborado un modelo acerca
de cómo está constituida la materia, se conoce con el nombre de MODELO CINÉTICO MOLECULAR o
MODELO CORPUSCULAR DE LA MATERIA.
O sea, un vaso de agua, según este modelo sería así:
Según este modelo de materia, todo lo que vemos está formado por unas partículas muy pequeñas, que
son invisibles aún a los mejores microscopios y que se llaman moléculas. Las moléculas, a su vez, están
formadas por átomos. Las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerza
atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. Las moléculas al estar en movimiento, se encuentran a una
cierta distancia unas de otras. Entre las moléculas hay espacio vacío. Este modelo nos da herramientas
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para interpretar fenómenos tales como los estados de agregación de la materia, la disolución de las
sustancias, la dilatación de los materiales.
Ahora veremos la diferencia que existe entre materia, materiales y cuerpo.
MATERIA es todo aquello que tiene masa, ocupa un lugar en el espacio y puede ser captado
por los sentidos.
MAGNITUDES: La masa se define como la cantidad de materia de un cuerpo.
Unidades: Se mide en kg.
El volumen se define como el espacio que ocupa un cuerpo.
Unidades: Se mide en m3.
O sea que es materia lo que comemos, la ropa que usamos, el jabón que empleamos para asearnos, el
agua que utilizamos para muchísimos momentos de nuestra vida, el aire que respiramos; es decir, que
materia es todo los que nos rodea; nosotros somos materia y todo lo que existe en el universo es
materia.
La materia y sus propiedades
La química estudia la materia, que es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar y un espacio
en el universo, y que somos capaces de identificar y conocer. La materia presenta dos tipos de
propiedades: propiedades extensivas y propiedades intensivas.
Las propiedades extensivas se relacionan con la estructura química externa; es decir, aquellas
que podemos medir con mayor facilidad y que dependen de la cantidad y forma de la materia. Por
ejemplo: peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etcétera. Las propiedades intensivas, en
cambio, tienen que ver más con la estructura química interna de la materia, como la temperatura,
punto de fusión, punto de ebullición, calor específico o concentración (ver glosario para estos tres
últimos términos), índice de refracción, entre otros aspectos.
Las propiedades intensivas pueden servir para identificar y caracterizar una sustancia pura, es
decir, aquella que está compuesta por un solo tipo de molécula (ver glosario), como, por ejemplo, el
agua, que está formada solo por moléculas de agua (H2O), o el azúcar, que solo la conforman moléculas
de sacarosa (C12H22O11). También son propiedades de este tipo los caracteres organolépticos, que se
pueden percibir por los sentidos como el olor, el sabor, el color.
Glosario
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Ejemplo: peso
EN RESUMEN:
 La materia es discontinua: está formada por pequeñas partículas entre las cuales hay grandes
espacios vacíos.
 Estas partículas están en continuo movimiento.
 La velocidad (y, por lo tanto, la energía cinética) de las partículas aumenta al aumentar la
temperatura.
 Entre las partículas hay fuerzas atractivas o de cohesión cuya intensidad disminuye al aumentar
la distancia entre ellas.
 La materia presenta propiedades intensivas y extensivas.
CUERPO Y MATERIALES O SUSTANCIAS
Como vemos la materia se presenta ante nuestros sentidos con formas distintas y determinadas, es lo
que llamamos cuerpos. Por lo tanto:
CUERPO es toda porción limitada de materia
MATERIALES son los diferentes tipos de componentes que forman los cuerpos. En química,
se usa el término SUSTANCIA en el mismo sentido.
Ya tienes una idea aproximada para que se usan los materiales, ahora trataremos de explicar cómo
podemos clasificarlos; los criterios a utilizar pueden ser varios, como por ejemplo: según su procedencia
u origen; según su estado físico; según su composición; etcétera.
Clasificación según su estado físico: Estados de agregación de la materia
En el ESTADO SOLIDO las moléculas están muy juntas y se mueven
oscilando alrededor de unas posiciones fijas; las fuerzas de
cohesión son muy grandes. En el ESTADO LIQUIDO las moléculas
están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar
sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos
intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas
puedan independizarse. En el ESTADO GASEOSO las moléculas están totalmente separadas unas de
otras y se mueven libremente; no existen fuerzas de cohesión.
Sí aumentamos la temperatura de un sistema material sólido, sus moléculas se moverán más
rápidamente y aumentarán la distancia medía entre ellas, las fuerzas de cohesión disminuyen y llegará
un momento en que éstas fuerzas son incapaces de mantener las moléculas en posiciones fijas, las
moléculas pueden entonces desplazarse, el material se ha convertido en líquido.
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Si la temperatura del líquido continúa aumentando, las moléculas aumentarán aún más su rapidez, la
distancia media entre ellas irá aumentando y las fuerzas de cohesión van disminuyendo hasta que
finalmente las moléculas pueden liberarse unas de otras, ahora el material o conjunto de moléculas está
en estado gaseoso.
Propiedades de los distintos estados
Si disminuimos la temperatura de un material en estado gaseoso, disminuye la rapidez media de las
moléculas y esto hace posible que al acercarse las moléculas casualmente, las fuerzas de cohesión, que
siempre aumentan al disminuir la distancia, puedan mantenerlas unidas, el material pasará al estado
líquido.
Si disminuye aún más la temperatura, al moverse más lentamente las moléculas, la distancia media
entre ellas sigue disminuyendo, las fuerzas de cohesión aumentarán más y llegará un momento que son
lo suficientemente intensas como para impedir que las moléculas puedan desplazaras, obligándolas a
ocupar posiciones fijas, el material se ha convertido en un sólido.
Estos cambios son conocidos como CAMBIOS DE ESTADO y el siguiente es un esquema que lo resume
Explicándolo con partículas sería
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Actividad n°24: Completa el siguiente cuadro resumen de los estados de la materia
Fuerzas
Distancias
Movilidad Forma Volumen Compresibilidad
intermoleculares intermoleculares molecular
/
Expansibilidad
SÓLIDO
LÍQUIDO
GAS
Otros fenómenos que también se explican con el modelo corpuscular son
Disolución de las sustancias
Al mezclar dos o más sustancias, se produce una interacción entre ellas. A
veces, como en este caso, hay una generalización del color de uno de los
componentes por toda la mezcla. En otros, mezcla de agua y azúcar por
ejemplo, al probarlo se percibe el gusto dulce en la mezcla. Ambos casos, son
ejemplos de disolución.
explicar este fenómeno según el modelo de partículas.
Dilatación de los materiales
Casi todos los sólidos se dilatan cuando se calientan, e inversamente se encogen al enfriarse. Esta
dilatación o contracción es pequeña, pero sus consecuencias son importantes. Un puente de metal de
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50 m. de largo que pase de 0° a 50 podrá aumentar unos 12 cm. de longitud; si sus extremos son fijos se
engendrarán tensiones sumamente peligrosas. En las vías del ferrocarril se procura dejar un espacio
entre los rieles por la misma razón; este intersticio es el causante del traqueteo de los vagones.
Explicar este fenómeno según el modelo de partículas.
SISTEMAS MATERIALES
La observación del mundo que nos rodea nos muestra una realidad compleja e intrincada. El
mundo, como sabemos, está formado por infinitas cosas, por ejemplo: personas, casas, automóviles,
animales, plantas, etc. y cada uno de esos objetos a su vez está conformado por otros elementos.
Si por ejemplo estudiáramos detalladamente la siguiente casa:
Veríamos que tiene ventanas, puertas, pisos, techos y éstos a su vez
están formados por distintos materiales como: vidrio, madera, cemento,
hierro, cal, etc. Resulta, por lo tanto, evidente que es imposible estudiar
simultáneamente todo lo que nos rodea. Por ello es necesario aislar de
manera real o imaginaria un conjunto de objetos, o uno de ellos o una
fracción para su estudio detenido y meticuloso.
Cada porción que tomemos está formada por materia, por lo cual
recibe el nombre de sistema material.
Entonces podemos definir como:
SISTEMA MATERIAL: a toda porción del Universo dotada de masa que se aísla en forma
real o imaginaria para su estudio experimental.
Los materiales se pueden clasificar de muchas maneras. Los criterios a utilizar pueden ser varios, como
por ejemplo: según su procedencia u origen, según su estado físico, según su composición, etcétera.
¿Cómo se clasifican los sistemas materiales?
Como se ha visto anteriormente existen dos tipos de propiedades para las sustancias: extensivas e
intensivas. Basándonos en las últimas, los sistemas se clasifican en:
1) SISTEMAS HOMOGÉNEOS: son aquellos en los que las propiedades intensivas no varían, cualquiera
sea el punto de la muestra en donde se las estudie. Ejemplos: agua pura, pepitas de oro, azúcar, aceite,
sal de cocina, nafta, agua salada, vino sin borra, queroseno, agua azucarada, alcohol con agua, etcétera,
es decir las distintas soluciones y sustancias puras que existen en la Naturaleza.
2) SISTEMAS HETEROGÉNEOS: son aquellos que presentan distintas propiedades intensivas en por lo
menos dos de sus puntos. Presentan superficies de separación o de discontinuidad. Ejemplos: agua con
aceite, agua con arena, agua - arena- corcho, vino con borra, salmuera - hielo, granito (roca formada por
cuarzo, feldespato y mica), agua - hielo - vapor de agua, azufre- limaduras de hierro, agua - nafta granallas de cinc, agua - alcohol - madera, etc.
Se considera que todo sistema heterogéneo está formado por FASES y COMPONENTES.
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FASES: es cada uno de los sistemas homogéneos que forman el heterogéneo, se pueden presentar en
cualquiera de los tres estados físicos (sólido, líquido o gaseoso).
COMPONENTES: es cada una de las sustancias que conforman las distintas fases.
EJEMPLOS:
SISTEMA
Agua - aceite
Agua – hielo – arena
Agua salada- vapor de agua – hielo –
corcho
Agua destilada – hielo – vapor de agua
FASES
2: agua y aceite
3: agua, arena y hielo
4: Agua salada- vapor de agua –
hielo -corcho
3: Agua destilada – hielo –
vapor de agua
COMPONENTES
2 : agua y aceite
2: agua y arena
3: agua, corcho y sal
1: agua
Actividad N°25:
Completa el siguiente cuadro, teniendo en cuenta lo estudiado sobre sistemas materiales:
SISTEMA
agua mineral
agua y alcohol
clavos de acero y arena
limaduras de hierro Y azufre molido
corcho, piedras y acetona
tinta china
CLASIFICACIÓN
FASES
COMPONENTES
¿Existirá alguna forma de transformar un sistema heterogéneo en un sistema homogéneo?
Si por ejemplo tenemos un sistema formado por dos trozos de madera balsa - agua, que es, según lo
visto, un sistema heterogéneo formado por 2 fases (madera balsa y agua) y 2 componentes (madera y
agua), podríamos retirar la madera con la mano o con una pinza, separando de esta manera la madera
balsa del agua, es decir que se ha logrado obtener dos sistemas homogéneos a partir de un
heterogéneo. Los métodos que se usan en química son en general, los de separación y fraccionamiento
de fases, a los que solo nombraremos.
SOLUCIONES Y SUSTANCIAS PURAS
Si se fracciona una solución de agua y sal mediante una destilación simple, se obtiene la sal en
el balón y el agua en el vaso colector. Esto nos indica que la destilación nos permite separar una solución
en sus dos componentes. Si realizamos lo mismo con agua pura, vemos que en el balón no queda
ningún residuo y en el recipiente colector hay únicamente agua, es decir, que el agua pura no se puede
fraccionar en componentes más simples por destilación ni por ningún método visto anteriormente.
Esto nos permite discriminar ante dos tipos de sistemas homogéneos: las soluciones y las sustancias
puras.
SOLUCIÓN:
Es todo sistema homogéneo que se puede fraccionar en componentes más sencillos por medio
de la destilación o de la cristalización. Ejemplos: agua - azúcar, agua - sal, alcohol - agua, alcohol
- éter, etc.
SUSTANCIA PURA:
Es todo sistema homogéneo no fraccionable, es decir, que no puede separarse en componentes
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más sencillos, posee propiedades físicas constantes y composición química invariable y definida.
Ejemplos: agua destilada, alcohol, éter, sal de cocina, azufre, hierro, oro, azúcar, oxígeno, plata,
etc.
Actividad N°26: Completa el siguiente cuadro
Sistema
agua de mar filtrada
4 trozos de plomo
acetona
salmuera
vidrio
agua mineral
Solución
Sustancia Pura
En resumen:
SOLUCIÓN
SUSTANCIA PURA
* Sistema homogéneo
* Sistema homogéneo
* Propiedades intensivas idénticas en todas sus
porciones
* La proporción de sus componentes puede variar
* Propiedades intensivas idénticas en todas
sus porciones.
* Composición química constante.
* Fraccionable por métodos físicos
* No fraccionable por métodos físicos.
* Dos o más clases de moléculas.
* Una sola clase de moléculas.
ANALIZANDO UNA MANZANA
Valiéndose del instrumental adecuado y de los correspondientes métodos de análisis, un químico está
en condiciones de analizar una manzana y descomponerla en algunas de las sustancias que la
constituyen. Trabajando de esta manera pone en evidencia que dichas sustancias que son:
agua - sal - azúcar - vitamina C - pectina
Si continúas ahora analizando las sustancias obtenidas anteriormente, obtiene ahora los siguientes
resultados:
COMPUESTOS
AGUA
AZÚCAR
SAL
VITAMINA C
PECTINA
ELEMENTOS
hidrógeno y oxígeno
carbono, hidrógeno y oxígeno
sodio y cloro
carbono, hidrógeno y oxígeno
carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
En el cuadro anterior se ha dividido a las sustancias en compuestos y elementos, antes de establecer la
diferencia entre compuestos o sustancias puras compuestas y elementos o sustancias puras simples,
veamos otro ejemplo: si se analizan los tejidos de los seres vivos se encuentra que están constituidos
también por compuestos y elementos. El análisis de la sangre humana demostró que tiene muchos de
los compuestos y elementos que tiene una manzana. En el siguiente cuadro veremos algunos de ellos:
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COMPUESTOS
AGUA
SAL
AZÚCAR
GLOBULINA
HEMOGLOBINA
ELEMENTOS
hidrógeno y oxígeno
sodio y cloro
carbono, hidrógeno y carbono
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre
carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, hierro y azufre
Como habrás observado en ambos cuadros los compuestos se han podido convertir en elementos, que
son sustancias más simples, ahora si podemos establecer la diferencia entre ambos tipos de sustancias.
1. - Sustancias compuestas: son aquellas que se pueden descomponer en otras más simples,
llamadas elementos, y cuyas moléculas están formadas por átomos de distinta naturaleza.
Así, por ejemplo, el agua que da origen a hidrógeno y oxígeno o el óxido de mercurio (HgO,
sólido) que se descompone en un líquido plateado: mercurio (Hg) y en una gas: oxígeno (O)
que se reconoce porque intensifica la combustión de un fósforo o de una astilla encendida.
2. - Sustancias simples, sustancias elementales o directamente elementos: son aquellas que no
se pueden descomponer. Son ejemplos de ellas: oxígeno, hidrógeno, mercurio, plata cobre,
carbono, azufre, fósforo, etc.
SUSTANCIAS COMPUESTAS
SUSTANCIAS SIMPLES
Pueden descomponerse.
No pueden descomponerse
Sus moléculas están formadas por átomos de dos
o más especies
Sus moléculas están formadas por átomos
de la misma especie.
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Actividad N°27
Estudia las gráficas que aparecen abajo y compará las cantidades de los principales elementos presentes
en la Tierra, es decir, en el suelo, en el aire y en el agua, con las del cuerpo de un muchacho y las de una
de sus fuentes de alimentación: el maíz.
Oxígeno
Carbono
Hidrógeno
Nitrógeno
Calcio
Fósforo, potasio, sodio,
flúor, azufre, cloro,
silicio, Cobre, yodo,
magnesio, hierro,
manganeso, cinc
65%
18%
10%
3%
2%
Oxígeno
Carbono
Hidrógeno
Nitrógeno
Calcio
Fósforo
Potasio, etc.
75%
13%
10%
0,5%
0,1%
0,1%
1,3%
Oxígeno
Carbono
Hidrógeno
Nitrógeno
Calcio
Fósforo
Potasio, etc
49%
0,09%
0,88%
0,03%
3,4%
0,1%
21,5%
1%
Como hemos visto, las moléculas de las sustancias simples están formadas por una sola clase de átomos,
cada una de estas clases particulares de átomos reciben el nombre de elemento químico. Podemos
entonces dar la siguiente definición:
Se llama ELEMENTO al componente común a las sustancias simples y a las variedades
alotrópicas que pueden obtenerse a partir de ellas.
En la actualidad se conocen más de un centenar de elementos: 110, de los cuales 92 son naturales y el
resto, artificiales. A cada elemento se le asigna un nombre, que generalmente proviene del griego o del
latín y un símbolo que permite identificarlo. El nombre se escribe con minúscula y el símbolo, si lleva
una sola letra con mayúscula y si lleva 2, la primera con mayúscula y la segunda con minúscula. Los
nombres con que se designan a los distintos elementos tienen diversos orígenes, tales como:
a) alguna propiedad importante del elemento, b) el nombre del país del cual es originario o donde ha
sido descubierto, o del país donde nació algún científico o el nombre de alguna universidad, c) el astro o
el planeta al que ha sido dedicado, d) en homenaje a destacados investigadores:
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CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Se los clasifica en 3 grandes grupos:
PROPIEDADES
FÍSICAS
QUÍMICAS
METALES
NO METALES
GASES INERTES
Son buenos
conductores del calor
y la electricidad.
Son sólidos a
temperatura
ambiente (20º C), a
excepción del
mercurio que es
líquido.
Poseen brillo
característico (brillo
metálico)
Sus moléculas son
monoatómicas.
Malos conductores del
calor y la temperatura.
Son malos conductores
del calor y de la
electricidad.
Son todos gases a
temperatura
ambiente: 20º C.
Son dúctiles y
maleables.
Forman iones
positivos (cationes)
Se combinan
fácilmente con el
oxígeno para formar
óxidos básicos.
Se combinan con el
hidrógeno con
dificultad, formando
hidruros metálicos,
Algunos son sólidos a
20º C, como: S, I, C, etc.
Otros son gases: O, Cl,
N, H y F.
Y el bromo es líquido.
No poseen brillo.
No presentan brillo.
Moléculas bi o
poliatómicas: cloro: Cl2
fósforo: P4,, azufre: S8
Son quebradizos en
estado sólido.
Forman iones negativos
(aniones)
Se combinan con el
oxígeno para formar
óxidos ácidos.
Sus moléculas son
monoatómicas.
Se combinan fácilmente
con el hidrógeno para
formar hidruros no
metálicos.
No forman iones.
Se caracterizan por su
casi total inactividad
química.
Prácticamente no se
combinan con otros
elementos.
MODELO ATÓMICO
Desde tiempos ancestrales el hombre se interesó en saber cómo estaba constituida la materia.
Así en el siglo V a.C. el filósofo griego Demócrito dijo que la materia estaba formada por partículas muy
pequeñas e indivisibles a las que llamó átomos. Su idea no fue aceptada por otros filósofos de su época,
como Platón y Aristóteles. Este concepto de átomo, aunque erróneo, persistió hasta unos 2300 años
después de lo dicho por Demócrito.
Recién en el siglo XIX, Dalton realiza una descripción algo más detallada, aunque también
errónea, de la estructura del átomo. Considera a éste como “la unidad básica de un elemento que
puede entrar en una combinación química”. Lo considera, también, extremadamente pequeño e
indivisible.
Estudios posteriores realizados por una serie de científicos, como: Crookes, Thompson,
Roentgen, Rutherford, los esposos Marie y Pierre Curie, Chadwick, Bohr, permiten comprender que el
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átomo no es una partícula sólida, indivisible, sin forma y sin masa, sino que es un complejo edificio en el
cuál tenían fuerte incidencia las fuerzas eléctricas, los fenómenos físicos, los fenómenos
electromagnéticos, las leyes de la gravedad y otros muchos factores.
El modelo atómico actual está basado en los estudios realizados por Planck, de Broglie,
Heinsenberg, Schrödinger y Sommerfeld, científicos que profundizaron los estudios realizados
anteriormente. Por ahora, sólo nos quedaremos con un modelo atómico simple, que no incluye los
aportes de estos científicos.
EL ÁTOMO
 Es la parte más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.
 En griego, átomo significa indivisible.
 Desde muy antiguo se conoce su naturaleza eléctrica.
PARTÍCULAS ELEMENTALES DEL ÁTOMO
Dalton había comprobado la discontinuidad de la materia y que estaba formada por átomos. Pero la
duda era, ¿el átomo era continuo o discontinuo?
Los estudios demostraron que el átomo es discontinuo y está formado por tres partículas
fundamentales: protón, electrón y neutrón, cada una de ellas con las siguientes características:
PARTÍCULA
CARGA
MASA (u.m.a.*)
Electrón (e- )
-1
0,00055
Protón (p+ )
Neutrón (nº )
+1
0
1,00728
1,00867
MASA
(g.)
9,11.10-28
UBICACIÓN
fuera del núcleo
(corteza)
1,6725.10-24
núcleo
-24
1,6748.10
núcleo
* u.m.a.: unidad de masa atómica.
Como se aprecia en la tabla anterior los protones y los neutrones, forman ese núcleo
sumamente pequeño. El radio del núcleo y el radio del átomo son, respectivamente, del orden de 10-15 y
10-10 m., es decir que el radio del núcleo es 100.000 veces más pequeño que el radio del átomo, esto nos
está indicando que el átomo es prácticamente vacío, podemos sostener que es prácticamente hueco. Si
por ejemplo el átomo tuviera el tamaño de un estadio de fútbol (aproximadamente 100 m.), el núcleo
tendría las dimensiones de un garbanzo.
Como ya dijimos los electrones se mueven alrededor del núcleo, los más externos dan el volumen total
del átomo.
De acuerdo a la carga eléctrica, tenemos el núcleo positivo y la corteza negativa, ambas cargas son
iguales, en valor absoluto, por lo tanto el átomo es eléctricamente neutro.
Con respecto a la masa, la misma está concentrada, casi totalmente, en el núcleo.
Las partículas fundamentales forman todos los elementos.
Si el átomo está compuesto por las tres partículas fundamentales, ¿cómo surgieron los
distintos elementos (naturales y artificiales) conocidos?
Los átomos de los distintos elementos se distinguen entre sí por el número de partículas que
poseen. Así al pasar de un elemento al siguiente, en orden creciente de su peso, el número de protones
(y por ende, el número de electrones) aumenta de uno en uno. Por ejemplo: el hidrógeno (el elemento
más ligero) tiene 1 protón, el siguiente, el helio (He), 2, y así sucesivamente, hasta el átomo más pesado,
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Hafnio (Hf) que posee 105 protones. El número que indica el orden (en la Tabla Periódica de los
Elementos) se denomina número atómico, Z, coincide con el número de protones.
Se sabe que todo elemento se caracteriza por el número de protones que posea, de este modo,
todo átomo que tenga 8 protones será oxígeno, independientemente del número de las otras partículas.
Quizás se esté preguntando, por qué un elemento se individualiza por el número de protones y no por el
de electrones o neutrones.
Veamos el siguiente ejemplo: se conocen tres variedades de átomos con 1 protón:
Variedad
1ª
2ª
3ª
número
de p+
1
1
1
número de
nº
0
1
2
número de
e1
1
1
masa
atómica
1
2
3
Las tres variedades corresponden al hidrógeno, se diferencian entre ellas es el número de neutrones, y
por consiguiente por su masa atómica.
Si observa la tabla verá que la masa atómica corresponde a la suma de los protones y neutrones que
posee cada variedad, el número entero que se obtiene se llama número másico A. Por lo tanto,
podemos establecer que:
A = Z + nº
Veamos un ejemplo: El oxígeno tiene Z = 8 y A = 16, por lo tanto de él podemos decir que tiene 8 p+ , 8 y 8 nº.
Como vemos todo elemento queda determinado por dos números, el atómico y el másico, por lo tanto
lo podemos representar de la siguiente manera:
A
XX
Z
Retomemos el caso de oxígeno:
16
O
8
A esto que estábamos llamando variedades, en química se denominan isótopos, de acuerdo a lo visto se
designa con el nombre de:
ISÓTOPOS: a aquellos elementos que poseen el mismo número atómico (Z), pero distinto
número másico (A), es decir que difieren en la cantidad de neutrones que poseen.
Debido a que la mayoría de los elementos poseen isótopos (que están presentes en la naturaleza) es
que el número másico es un número decimal y no entero. Teniendo en cuenta el número de masa y el
porcentaje de cada isótopo es posible calcular la masa atómica promedio.
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Actividad N°28:
a) Si el átomo de fósforo (Z = 15) tiene 16 neutrones, ¿cuál es el número de las otras partículas
fundamentales? ¿Cuál es su número másico?
b) Se sabe que el azufre tiene Z = 16 y A = 32. Indique el número de partículas que tiene.
c) El uranio tiene 92 p+ y 146 nº, ¿cuál es su número másico y, cuál su número másico?
d) Completa el siguiente cuadro
Elemento y
símbolo
Fe
carbono
rubidio
P
xenón
Número
atómico
26
Número
másico
Número de
protones
12
86
6
37
54
131
Número de
electrones
Número de
neutrones
30
SISTEMA
Hasta aquí se han abordado conceptos tales como materia, energía y cambios en relación con
fenómenos físicos y químicos del entorno.
Esta instancia tiene como propósito abordar un concepto relevante a la hora de analizar distintos
aspectos de la naturaleza.
¿QUÉ ES UN SISTEMA?
¡- Observe las imágenes y discuta entre los integrantes de su grupo, cuáles de ellas les parece que
pueden ser consideradas como representantes de un sistema. Realicen un listado por escrito de las
razones por las cuales ustedes creen que las imágenes seleccionadas cumplen con dicha condición.
Podemos encontrar distintas definiciones. Se define como sistema a:

“Un conjunto de elementos en interacción dinámica, organizados en función de un objetivo”.
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

“Un conjunto de elementos que interactúan”.
“Un sistema es una parte del universo que se aisla para su estudio y está compuesto por un
conjunto de elementos interrelacionados que cumplen una o varias funciones determinadas.”
2- De acuerdo a las definiciones de sistema revise y compare con sus aportes y exprese las diferencias
entre ambas.
3- A partir de la idea de sistema, abordado en la actividad anterior, analizaremos las características de
algunos sistemas.
Características
Animal
de los sistemas
Tienen partes
Están
relacionadas
Forman
una
unidad
Si una parte se
daña,
no
funciona el resto
Tienen reglas de
funcionamiento
Computadora
Termo
Sistema escolar
De acuerdo a la interacción del sistema con el ambiente, se pueden clasificar según el intercambio de
materia y energía en:
a- Sistema abierto: intercambia materia y energía con el ambiente.
b- Sistema cerrado: no intercambia materia, pero sí energía con el medio.
c- Sistema aislado: no intercambia con el medio ni materia ni energía.
4- Lea y responda:
A- ¿Todos los sistemas analizados presentan las mismas características?
B- ¿Qué diferencias percibe entre los mismos?
C- Determine de los sistemas analizados en el punto anterior cuáles son abiertos, cerrados y
aislados.
ANÁLISIS DE UN SISTEMA ABIERTO
El siguiente esquema representa una visión simplificada de un sistema. Las letras representan
componentes y las flechas representan las flechas entre ellos.
B
D
ENTORNO
ENTORNO
A
C
E
ENTRADA
SALIDA
F
Información, materia
y energía
información, materia
y energía
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Actividad N° 29:
Responda las siguientes preguntas:
1- ¿Cualquier elemento puede relacionarse directa o indirectamente con los demás? ¿Qué tipo de
relación tiene el componente E con los componentes F y B?
2- Un sistema tiene la propiedad de funcionar de un modo integrado, es decir como una unidad
¿Qué sucede cuando un vínculo se modifica?
3- Si el esquema representa un sistema escolar:
 Indique cuáles son los componentes de este sistema e identifique las funciones de los
mismos.
 Si el sistema es abierto, determine cuáles son los componentes del entorno de los
cuales depende.
 Considere la posibilidad de anular uno de los elementos constitutivos y analice cómo
vería afectado el sistema.
 El sistema elegido ¿puede considerarse un subsistema? ¿Cuál sería el sistema al que
pertenece?
Reconstruyendo la noción de sistema abierto, enfatizamos lo siguiente:
 Es una unidad de estudio donde se reconocen los elementos que constituyen su estructura, se
establecen los elementos de entrada que influyen en el funcionamiento de esa estructura y se
establecen los elementos de salida resultantes del funcionamiento.
 El ámbito o área de donde se reciben y a dónde van las influencias, las definimos como
ambiente de la unidad de estudio.
 A las relaciones entre los elementos de la estructura y a las que se dan entre estos y los del
ambiente, les llamamos interacciones del sistema.
 A la globalidad unidad de estudio, ambiente de la unidad de estudio e interacciones, lo
llamamos sistema.
 A la energía y su procesamiento en el sistema, se le denomina transferencia de energía.
 A los materiales que son procesados o necesarios para el funcionamiento del sistema, se los
denomina flujo de materiales.
 A la inclusión de un sistema en otro mayor y en general las dimensiones y los límites de un
sistema son responsabilidad del investigador.
Tal vez, conozcan el juego de las muñecas rusas, en el cual a medida que se van abriendo las cajas,
es posible encontrar otra más pequeña adentro. Asimismo, habrá una caja más grande que contenga a
las demás. Cada una de esas cajas puede ser asimilada a un sistema incluido dentro de otro,
estableciéndose así distintos niveles de complejidad. Desde este punto de vista podríamos decir que un
sistema está dentro de otro de mayor complejidad considerándolo un subsistema. Esta característica es
llamada recursividad de los sistemas.
Casa nivel posee sus propias características y funcionamiento. Si analizamos cualquier nivel,
encontraremos en él todas las características que rigen en los niveles inferiores, pero aparecerán otras
nuevas y únicas que distinguen a este nivel.
Como los elementos de un sistema establecen múltiples relaciones entre sí, una alteración que
se produzca en cualquier punto del mismo, se hará sentir en el funcionamiento general. Ésta produce
cambios de naturaleza transitoria o permanente, y éstas pueden ser a su vez, contrarrestadas por otras
de signo contrario para producir el EQUILIBRIO.
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¿Qué significa equilibrio de un sistema?
Este término es utilizado en distintas disciplinas. Proviene del latín “aequa libra”, vale decir que
un sistema está en equilibrio cuando no tiene tendencia a cambiar sus propiedades. Pero, las
interacciones que se producen en la naturaleza entre unos sistemas y otros produce cambios que los
afecta mutuamente. Sin embargo, un sistema no pierde su equilibrio sino que trata de alcanzarlo o
conservarlo. El tipo de equilibrio que alcanza un sistema y su modo de conservarlo depende, en gran
parte, de su relación con el medio.
LOS SERES VIVOS COMO SISTEMAS ABIERTOS
Los organismos vivos no viven en forma aislada, actúan entre sí y sobre los componentes
químicos y físicos del ambiente inanimado en forma regular y constante, por lo que son necesariamente
SISTEMAS ABIERTOS. Para mantenerse, crecer, deben tomar alimentos y nutrientes del exterior,
también deben liberar el calor que se produce en los procesos químicos y eliminar desechos.
Pero este intercambio no se limita a tomar y entregar, lo esencial en este proceso es la transformación y
utilización que los seres vivos hacen de la materia y de la energía.
De las innumerables estrategias que han desarrollado los seres vivos para obtener materia del medio,
podemos decir que es destinada a dos objetivos principales:
 Crecimiento y reparación del organismo
 Obtención de energía
1- ¿Qué procesos de transformación de materia y energía ocurren en los seres vivos?
2- Busque un esquema que represente dichas transformaciones.
Podemos distinguir dos mecanismos básicos:
 Fabricar materia orgánica compleja partiendo de elementos sencillos como agua,
dióxido de carbono y minerales. Estos organismos son autótrofos
 Obtener materia orgánica de otros seres vivos. Estos organismos son heterótrofos.
¿Cómo se puede obtener energía a través de la materia? En términos muy simples podemos decir que
para que sustancias sencillas se unan para dar lugar a otras más complejas, es necesario el aporte de
energía. Por ejemplo, los organismos autótrofos utilizan la energía solar para fabricar sustancias
complejas a partir de sustancias simples, esta energía, llamada energía de unión es la que mantiene
unidos los componentes de las sustancias complejas.
De este modo cuando una sustancia compleja se rompe o se degrada en partículas más sencillas, la
energía contenida en esa unión se libera.
Es así como los seres vivos obtienen energía, degradando materiales complejos y transformándolos en
otros más simples.
¿Qué ocurre después con esa energía liberada?
Esa energía puede ser utilizada para fabricar otras sustancias complejas a partir de sustancias sencillas.
También es utilizasa para realizar diversos tipos de trabajos( locomoción, reproducción, etc).
Finalmente, parte de la energía puede almacenarse de diversos modos o liberarse en forma de calor.
A + B + C
Sustancias sencillas
ABC
energía
sustancia compleja
ABC
Sustancia compleja
A+ B+ C
energía
sustancias sencillas
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BIBLIOGRAFÍA
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Profesores Responsables (por orden alfabético):
Barzola Cristian (Biología)
Cañas, María Teresa (Química)
Carbonell, María Elizabeth (Biología)
Calderon, Mariana (ATP)
Calella, Pedro (Biología)
de Vicente Laura (Biología)
Mottes, Silvana (Biología)
Lagos Silnik, Susana (Biología)
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