SlideShare a Scribd company logo
1 of 175
Download to read offline
SUHEILY LANCHIPA QUIROGA
BIOLOGÍA
1
2
ÍNDICE
Semana 01
Introducción a la Biología 03
Semana 02
Los seres vivos 17
Semana 03
Materia viva, Virus 28
Semana 04
Macromoléculas, Enzimas, Vitaminas, pH y amortiguadores 40
Semana 05
Clasificación de los seres vivo I 82
Semana 06
Clasificación de los seres vivos II 82
Semana 07
Célula 107
Semana 08
Nutrición y Metabolismo 126
Semana 09
Herencia 131
Semana 10
Ciclo Celular 147
Semana 11
La vida en la tierra y Evolución humana 155
Bibliografía 163
3
INTRODUCCIÓN
HISTORIA DE LA BIOLOGIA
La biología (derivado de dos voces griegas: bios = vida y logos = tratado o discurso) es la
ciencia de la vida; o mejor dicho, es la ciencia que se ocupa de estudiar a los seres vivos, la
palabra “biología” fue creada por el científico francés Juan Bautista Monet.
En la actualidad la definición de la biología es la ciencia que mediante leyes, principios y
teorías tratan de interpretar los fenómenos biológicos en los seres vivos.
El término de biología fue empleado por primera vez el año 1801 por los naturalistas Jean
Baptieste Lamarck y Treviranus. En su sentido más amplio significa el estudio de todos los
seres vivos, en todas sus manifestaciones.
Su historia empieza desde el primer momento en que el hombre para alimentarse, vestirse y
protegerse comienza a observar y a conocer a las plantas y a los animales que podían servirle
para satisfacer sus necesidades. Cuando el hombre primitivo tuvo cierto conocimiento de la
naturaleza, domestico a los animales que le eran útiles e inicio la agricultura.
Aristóteles (384 – 322 a. C)
Es considerado el padre de la biología, por ser el primer gran organizador del conocimiento
biológico, por lo que es considerado el inventor de la anatomía y de la biología.
También es considerado el padre de la zoología, debido a que fue el primero en clasificar los
animales en: animales con sangre y sin sangre; esta clasificación se basó en los rasgos de la
semejanza y parentesco que observo en sus investigaciones.
Intentó explicar el origen de la vida, proponiendo y defendiendo la teoría de la generación
espontánea, en donde proponía el origen espontáneo de animales inferiores (peces, insectos
) a partir de la materia en putrefacción, la que se relacionaba con fuerzas vitales para generar
la vida, a las que llamó entelequia.
Teofrasto (372 – 287 a. C)
4
Fue considerado en su época gran divulgador de la ciencia, fue un gran estudioso de la
biología, realizó grandes aportes en escrito en el campo de la biología: historia plantarum y
de causis plantarum en donde clasifico a las plantas en cuatro categorías: árboles, arbustos,
subarbustos y hierbas.
Galeno: Galeno de Pergamo (130 – 200 d. C)
Realizo estudios de anatomía y fisiología humana, con los cuales logró importantes progresos
en esta ciencia. Fue el primero en emplear el método experimental en sus estudios.
Sus investigaciones y puntos de vista han dominado a la ciencia médica europea a lo largo
de mil años.
Anton Van Leeuwenhoek (1631 – 1723)
Es reconocido en el campo de la microscopia por el perfeccionamiento de los lentes para la
fabricación de los microscopios. Es el pionero en la observación de microorganismos a través
del microscopio; descubrió a los organismos unicelulares a los que los llamó animáculos, por
eso muchos lo consideran el padre de la protozoología
Robert Hooke (1635 – 1703)
Es considerado el màs importante científico experimental de la historia, debido a sus
incansables observaciones a través del microscopio. Fue el primero en observar y describir
en la lámina de corcho ciertas cavidades que él llamó “célula”.
Realizó innumerables investigaciones en este campo, por eso que es considerado como el
padre de la citología; además, destacó por sus ideas pre evolucionista e hizo importantes
aportes en la fisiología de la respiración.
Carlos Linneo (1707 – 1778)
Científico y naturista sueco que fundamentó las bases de la taxonomía moderna, considerado
como el padre de la taxonomía. Es el creador del sistema de denominación taxonómica:
nomenclatura binomial, sistema que permite nombrar con presiciòn a todas las especies,
utilizando para ello dos términos: el género y la especie, ambos escritos generalmente en
latín.
5
También se encargó de clasificar a los animales y plantas en grupos taxonómicos: las especies
en géneros, los géneros en familias, las familias en clases, las clases en phylum y los phylum
en reinos.
LA BIOLOGIA EN EL MUNDO ANTIGUO.
Los descubrimientos arqueológicos confirman que en culturas antiquísimas, como la india y
la china, el hombre ya obtenía provecho de los animales domesticados y de las plantas
cultivadas. En la antigua babilonia los sacerdotes tuvieron algunos conocimientos de la
anatomía, al sacrificar a los animales en sus ceremonias religiosas.
En Egipto, la práctica de embalsamar a los cadáveres permitió a los sacerdotes conocer la
anatomía del cuerpo humano.
El pueblo judío contribuyo mediante sus leyes al desarrollo de la higiene.
Durante la civilización griega podemos mencionar a los siguientes sabios naturalistas:
Heráclito (576-480 a.C.) Quien considera al fuego como fuerza vital, como causa del
movimiento y cambios en las formas de vida.
Hipócrates (460-376 a.c.) famoso médico griego, fundador de la medicina científica.
Aristóteles (384-322 a.c.), el primer gran organizador del conocimiento biológico; se le
llama “padre de la biología” porque fue el primero en realizar trabajos en biología. Así, en
zoología, clasifico a los animales en dos grupos: animales con sangre y sin sangre,
agrupándolos, además, por su semejanza y su parentesco; también realizó estudios en
anatomía comparada, estableciendo su teoría de la “correlación entre los órganos”. Su
discípulo Teofrasto (372-287 a.C.), llamado el “padre de la botánica”, dividió a las plantas
en cuatro categorías: árboles, arbustos, subarbustos y hierbas.
Durante el imperio Romano se destacaron Plinio y Diocorides en el siglo I de la Era Cristiana;
ambos realizaron trabajos para identificar a las plantas, y aparecen los primeros dibujos
botánicos.
Galeno (130-200 d.c.) realizó grandes progresos en anatomía y fisiología humanas, fue el
fisiólogo más famoso de la antigüedad y el primero en emplear el método experimental en
sus estudios.
BIOLOGIA EN LA EDAD MEDIA
6
En esta época la biología no adelantó, porque Durante Ella los naturalistas se limitaron a
copiar los escritos y dibujos dejados por los griegos y romanos, debido al predominio de la
filosofía escolástica.
Entre los árabes, sin embargo, destacaron naturalistas Como Avicena (980-1037 d.c.),
médico y enciclopedista cuyos escritos sirvieron durante siete siglos como fuente de
conocimiento.
En el siglo XIII, al traducirse Del árabe al latín los trabajos de Avicena y los de filósofos
Como Aristóteles, se prepara el desarrollo de las ciencias naturales modernas.
BIOLOGIA DURANTE EL RENACIMIENTO
En sus comienzos tenemos a Leonardo de Vinci (1 4 2 5 -1519) quien fue naturalista,
matemático, mecánico y el mejor pintor del siglo XV; estudio la anatomía relacionándola
con la fisiología. Fue un gran observador de los seres vivos.
Andres Vesalino (1514-1564) nació en Bruselas, publicó en 1543 una obra sobre anatomía
humana, que tuvo un éxito extraordinario por dos razones: era el libro más perfecto que se
había publicado hasta entonces, y se hizo en una época en que se buscaba la verdad de los
fenómenos biológicos.
Fabricius (1537-1619) realizó investigaciones sobre disección y estudio la fisiología de las
venas, observando por primera vez las válvulas, que aseguran la circulación de la sangre en
un solo sentido.
Miguel Servet (1509-1553) y más tarde Guillermo Harvey (1578-1657) descubrió la
circulación pulmonar y la circulación aortica, respectivamente. Marcelo Malpighi (1628-
1694), mediante la ayuda del microscopio observa los capilares sanguíneos, completando así
los conocimientos sobre la circulación de la sangre.
LA BIOLOGIA EN LOS SIGLOS XVII-XVIII-XIX
Entre los científicos más importantes tenemos: Nehemish Grew (1641-1712) médico inglés
que estudió la estructura de las plantas.
Antonio Leewenhoeck (1631-1723), fue el primero en observar a los organismos
unicelulares o Microscópicos.
7
Roberto Hooke (1635-1703) observó y describió por primera vez, en una lámina de corcho,
las cavidades que él llamo células.
Carlos Linneo (1707-1778) organizó y sistematizó la división de las plantas y animales,
estableciendo la nomenclatura binaria y los grupos taxonómicos.
Roberto Brown (1773-1858), botánico escocés quien en 1831, observó el núcleo de las
células y también el movimiento oscilatorio (browniano) de las partículas en suspensión, en
un líquido. En 1838 y en 1839 se establece que todos los vegetales y animales estaban
formados por células.
Juan Bautista de Lamarck (1744-1829) hace conocer su teoría sobre la evolución, negando
así la idea de la generación espontánea.
Jorge Cuvier (1769-1832) fue el creador de la anatomía comparada y de la paleontología.
Carlos Darwin (1809-1882), al publicar su obra titulada “el origen de las especies por medio
de la selección natural” (1859), establece la llamada teoría del Darwinismo, que explica la
evolución de los seres vivos, incluso la del hombre.
Luis Pasteur (1822-1895), químico y biólogo francés, fue el creador de la microbiología.
Gregorio Mendel (1822-1884), monje austriaco, realizo experiencias sobre genética, pero
sus trabajos no fueron reconocidos hasta 1900.
August Weismann (1834 – 1914), Biólogo alemán, sus primeras investigaciones se centran
en la zoología, pero su aporte más importante fue en 1892 en el que desarrollo de su teoría
del plasma germinal.
Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945), Biólogo norteamericano que desarrollo la teoría
cromosómica de la herencia, una de las aportaciones más relevantes de la biología del siglo
XX. En 1933 Morgan obtuvo el premio nobel de fisiología y medicina.
Arthur Kornberg (1918 – 2007), Bioquímico estadunidense, descubrió la síntesis de ADN
utilizando una bacteria intestinal (Escherichia coli). Consiguió un ADN sintético idéntico al
natural. En 1959 fue galardonado con el premio Nobel de Fisiología y Medicina.
Robert Whittaker (1920 – 1980), Propuso el esquema de la clasificación de los 5 reinos
bióticos.
Alfred Knudson (1922- 2016), Genetista estadounidense que descubre el primer gen
supresor de tumores.
Oliver Smithies (1925 – 2017), Genetista británico galardonado con el Premio Nobel de
Medicina y Fisiología del año 2007, acreditado por el descubrimiento de la Electroforesis en
1950.
James Watson y Francis Crick, 1953 Descubren la estructura molecular del ADN, también
su capacidad de autoduplicación y la mutación.
8
Martin Evans, 1981 Descubrió el estado embrionario de las células madre, e igualmente
realizó diversas técnicas de modificación genética en animales. En 2007 recibió el premio
Nobel de Medicina y Fisiología.
LA BIOLOGIA DEL SIGLO XX
Durante el presente siglo se ha realizado una verdadera revolución científica, debido a la
aplicación del método experimental, al perfeccionamiento del microscopio de luz, a la
aplicación del microscopio electrónico y a la colaboración de ciencias como la química y la
física.
Podemos mencionar a:
Hugo de Vries, quién en 1901 estableció su teoría de las mutaciones. A Boveri, Morgan y
un equipo de científicos, que realizaron magníficos trabajos sobre genética. Hopkins, Funk y
McCollum, completaron el descubrimiento de las vitaminas y establecieron su importancia
en la nutrición.
Al estudiar las enfermedades y su resistencia a ellas, se logra la inmunización, mediante
vacunas, sueros, etc.
Carl Correns (nacido como Carl Franz Joseph Erich Correns, Múnich, 19 de septiembre
de 1864-Berlín, 14 de febrero de 1933) fue un biólogo, genetista y botánico alemán. Junto
con Erich von Tschermak y Hugo de Vries, redescubrió las leyes de Gregor Mendel a
comienzos del siglo XX.
Boysen- Jensen y Went, descubren las auxinas, sustancias que provocan el crecimiento de
las plantas.
Ian Wilmut – Keith Campbell, 1996 Clonan al primer mamífero, Dolly.
Francis Collins, 2001 Pionero del genoma creo el método denominado clonación posicional
que ha llegado a ser un componente fundamental de la genética molecular moderna.
John Craig Venter, 2007 Biólogo Pionero del genoma. Descubrió la secuencia completa de
un organismo vivo, creó un cromosoma artificial a partir de elementos químicos.
Mario Capecchi, 2007 Genetista trabajo sobre células madre y manipulo la genética en
modelos animales. Propia técnica Gene targeting, Premio Nobel de Medicina y Fisiología.
9
A partir de 1930 se descubren los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y se completó el
descubrimiento de las vitaminas. Se reconoció la importancia del adenosin trifosfato (ATP)
en el metabolismo, o el uso de energía en las plantas, animales y el hombre.
Se descubren los antibióticos (penicilina, estreptomicina, aureomicina) importantes en la
lucha contra las enfermedades.
Por último, mediante la introducción del microscopio electrónico, se ha llegado a conocer la
estructura celular de las mitocondrias, de la fotosíntesis, Del ciclo de Krebs, la estructura del
ADN, etc.
LA BIOLOGIA COMO CIENCIA
Por ciencia se debe entender todo aquello que lleva a descubrir la verdad científica. Así, la
observación de hechos y fenómenos, el planteamiento de hipótesis, teorías y métodos hacen
la ciencia. Y la curiosidad del científico que ve problemas donde el hombre corriente nada
ve, unida al progreso de la técnica, ha hecho posible su desarrollo. Tal es el caso de la
biología, que en los últimos tiempos ha logrado descubrir muchas verdades científicas que
nos asombran y maravillan.
La biología es una ciencia y sus principios y métodos son los de cualquier otra ciencia. De
hecho, principio básico de la biología moderna es que los seres vivos obedecen a las mismas
leyes de la física y la química que rigen la materia inanimada.
PRINCIPIOS DE LA CIENCIA
Toda investigación científica, incluida la biología, se basa en un pequeño conjunto de
suposiciones. Aunque nunca podremos demostrar de manera absoluta estas suposiciones, han
tan ampliamente demostradas y son tan validas que debemos llamarles principios científicos.
La causalidad natural es el principio que marca que todos los hechos provienen de causas
naturales.
A lo largo de la historia humana se han planteado dos enfoques para el estudio de la vida y
de otros fenómenos naturales. El primero supone que algunos hechos suceden por la
intervención de fuerzas sobrenaturales que se encuentran más allá de nuestroentendimiento.
Los antiguos griegos creían que Zeus lanzaba rayos desde el cielo y que Poseidón producía
temblores y tormentas en el mar. Por el contrario, los científicos se apegan al principio de la
causalidad natural: todos los hechos pueden rastrearse hasta causas naturales que nosotros
potencialmente tenemos la capacidad de comprender. Por ejemplo, hasta hace relativamente
poco tiempo, se pensaba que la epilepsia era un castigo de los dioses. En la actualidad,
sabemos que es una enfermedad del cerebro, en la cual algunos grupos de neuronas producen
descargas incontrolables.
10
El principio de la causalidad natural tiene un corolario importante: la evidencia que reunimos
acerca de las causas de los hechos naturales noha sido distorsionada deliberadamente para
engañarnos. Las leyes naturales que rigen los hechos se aplican en cualquier lugar y
momento.
El segundo principio fundamental de la ciencia es que las leyes naturales, leyes deducidas de
la naturaleza, son uniformes en el espacio y el tiempo y no cambian por la distancia o el
tiempo. Por ejemplo, las leyes de la gravedad, el comportamiento de la luz y las interacciones
de los átomos, son exactamente la mismas el día de hoy de lo que fueron hace miles de
millones de años y serian exactamente las mismas en Moscu que en Nueva York o, aun, en
Marte. La uniformidad en el tiempo y el espacio es esencial para la biología, ya que varios
de los hechos de gran importancia para esta ciencia, como la evolución de la diversidad actual
de los seres vivos, sucedió antes de que los humanos se encontraran aquí para observarlos.
La investigación científica se basa en la suposición de que la gente percibe los hechos
naturales de manera parecida.
La tercera suposición básica de la ciencia es que, como regla general, todos los humanos
perciben los hechos naturales fundamentalmente de la misma manera y que etas percepciones
nos proporcionan la información confiable acerca de este mundo natural. La percepción
común es, hasta cierto grado, un principio peculiar para la ciencia. Sistemas de valores, Como
los que tienen que ver con la apreciación del arte, la poesía y la música, no toman en
consideración la percepción común.
11
CAMPOS DE LA BIOLOGÍA
Múltiples son las ciencias que se han desprendido, como ramas creadas a través del tiempo,
por la necesidad de precisar el análisis de la vida en diferentes niveles, como el atómico, el
celular, funcional, estructural o de biodiversidad: plantas, animales, hongos, protozoarios o
bacterias. Las siguientes ramas de la Biología, pueden abordar indistintamente, a cualquiera
de los reinos existentes desde diferentes niveles:
DE ACUERDO CON EL ORGANISMO ESTUDIADO
1. BOTÁNICA: Estudia las plantas.
2. FICOLOGÍA: Estudia a las algas.
3. Botánica Criptogámica: Estudia a plantas sin flores. Se divide a su vez en:
4. Briophyta: Sin vasos conductores, ni flores ni frutos. La Briología: Estudia a
musgos, hepáticas y las antóceras.
5. Pteridophyta: Con vasos conductores, sin semillas. Pteridología: Estudia a los
helechos, licopodios y las “colas de caballo”.
6. Botánica Fanerogámica: Estudia las plantas con órganos reproductores grandes.
7. CARPOLOGÍA: Se encarga Del estudio Del fruto.
8. PALINOLOGÍA: Estudia el polen.
9. MICROBIOLOGÍA: Estudia los seres microscópicos.
10. MICOLOGÍA: Estudia a los hongos (mohos y levaduras).
11. ZOOLOGÍA: Es el estudio de animales:
12. -Helmintología: Gusanos
13. -Entomología: Insectos
14. -Malacología: Moluscos
15. Carcinología: Crustáceos.
16. -Ictiología: Peces
17. -Herpetología: Reptiles
18. -Ornitología: Aves
19. -Mastozoología: Mamíferos
20. BACTERIOLOGIA: Estudia las bacterias.
21. PROTOZOOLOGIA: Estudia a los protozoos.
22. VIROLOGIA: Estudia los virus.
DE ACUERDO CON LAS PROPIEDADES Y NIVELES QUE SE ESTUDIA A
LA MATERIA.
1. ANATOMÍA: Estudia cómo es la estructura de los organismos (interna y externa)
2. BIOLOGIA MARINA: Estudia la vida en el mar.
3. BIOLOGÍA MOLECULAR: Es la ciencia que estudia la composición, estructura y
función de los genes
12
4. CITOLOGÍA: Estudia la estructura de las células (morfología celular), y sus
funciones (fisiología celular).
5. CITOGENÉTICA: Estudio de la genética de las células (cromosomas).
6. CITOPATOLOGÍA: Estudio de las enfermedades de las células.
7. ECOLOGÍA: Estudia a los Ecosistemas.
8. LIMNOLOGÍA: Estudia a los lagos y ríos.
9. GEOBOTANICA: Estudia las asociaciones vegetales.
10. EMBRIOLOGÍA: Estudia el desarrollo de los óvulos fecundados.
11. ETOLOGÍA: Estudia el comportamiento de los animales.
12. FILOGENIA: Estudio de la evolución de los seres vivos.
13. FISIOLOGÍA: Estudia cómo son las funciones de los seres vivos.
14. GENÉTICA: Estudia la herencia de los caracteres
15. GENÉTICA MOLECULAR: Estudia la estructura y la función de los genes a nivel
molecular.
16. HISTOLOGIA: Estudia los tejidos y propiedades.
17. NOMENCLATURA: Es la subdisciplina de la Taxonomía que se ocupa de reglar
los nombres de los taxones. Actúa una vez que los taxónomos decidieron qué
taxones habrá y a qué categorías taxonómicas pertenecen.
18. PARASITOLOGÍA: Estudia los organismos que viven a expensas de otros.
19. TAXONOMÍA: Estudio que clasifica y ordena a los seres vivos.
RAMAS RELACIONADAS A LA BIOLOGÍA:
Astrobiología: (o xenobiología), que estudia la posibilidad de la vida más allá de la Tierra.
Otros campos se detallan a continuación:
Biofísica: Nivel Cuántico. Estudia las posiciones y el flujo de la energía en los organismos;
o sea, cómo fluye, se distribuye y se transforma la energía en los seres vivientes. Por ejemplo,
la trayectoria de la energía durante el ciclo de Krebs, la transformación de la energía química
a energía eléctrica para generar un impulso nervioso, la transferencia de energía durante un
proceso metabólico, el flujo de la energía en el movimiento de los cilios en un protozoario,
etc.
Inmunología: Estudio de las reacciones defensivas que despliegan los organismos en contra
de cualquier agente agresivo, sea éste del entorno o del mismo interior del organismo. En
Biología, la Inmunología no se concreta solo al sistema inmune de los seres humanos, sino
al de cada especie que habita el globo. Por ejemplo, gracias a la producción de sustancias que
defienden a las plantas de agentes patógenos, los seres humanos contamos con una amplia
variedad de medicamentos contra diversos padecimientos. Un buen ejemplo es el Ácido
Acetilsalicílico, el cual fue descubierto en la corteza del sauce yque en nosotros actúa como
analgésico, anti-inflamatorio y antitrombótico.
13
Medicina: Estudia los métodos y remedios por medio de los cuales los organismos enfermos
pueden recuperar la salud. Aunque estamos acostumbrados a relacionar Medicina con
enfermedades humanas, en realidad, la Medicina es una rama de la Biología aplicable a todos
los seres vivientes.
Paleobiología: Se conoce también como Paleontología o Biología Paleontológica. Es el
estudio de los seres vivientes que existieron en épocas prehistóricas. Por ejemplo, el
comportamiento del Tyrannosaurus rex, el registro fósil del Homo sapiens neanderthalensis,
etc.
Bioquímica: Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen las
células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la
digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas.
Biónica: es la aplicación de soluciones biológicas a la técnica de los sistemas de arquitectura,
diseño, ingeniería y tecnología moderna.
Bioética: Estudio de los aspectos éticos de las ciencias de la vida (medicina y biología,
principalmente), así Como de las relaciones Del hombre con los restantes seres vivos.
Biogeografía: Parte de la biología que estudia la distribución geográfica de los animales y
las plantas.
Estratigrafía: Parte de la geología que estudia la disposición y las características de las rocas
sedimentarias y los estratos.
Hidrología: Estudio de las propiedades físicas, químicas y mecánicas del agua continental y
marítima, su distribución y circulación en la superficie de la Tierra, en el suelo y en la
atmósfera.
CIENCIAS AUXILIARES DE LA BIOLOGÍA
Química. - Nos facilita comprender el funcionamiento de los organismos, la manera cómo
transforman los alimentos, cómo son degradados para obtener energía, la forma cómo fijan
la energía los vegetales, su composición química y cómo son reintegrados a la tierra a partir
de los ciclos biogeoquímicos.
Física. - Sus aportes a la conformación de la microscopía, ha dotado de una gran herramienta
de trabajo, el aporte de la termodinámica, expresada a través de las leyes que llevan su mismo
nombre, nos dan posibilidades de interpretar mejor los ciclos biogeoquímicos, el
comportamiento de la energía a través de las cadenas alimenticias nos da posibilidades de
comprender mejor el mecanismo de la respiración.
Matemáticas. - La posibilidad de analizar los fenómenos biológicos de manera cuantitativa,
nos permite predecir el comportamiento de las poblaciones en cuanto a su aumento o
14
disminución, el cómo se difunde una enfermedad o cómo se trasmiten los caracteres de padres
a hijos para obtener variedades mejoradas.
Geografía. - La influencia de la latitud, longitud, altura sobre el nivel del mar, los tipos de
suelo... como factores determinantes para la distribución de los organismos, su ubicación o
abundancia dependiendo de cada uno de ellos.
Geología. - Aporta elementos importantes para el estudio de los fósiles ubicados en sustratos
de suelo o incrustados en un tipo de roca, la forma como evolucionaron los continentes para
establecer la Teoría de la Pangea, la Formación de diferentes envases o cuerpos de agua que
dan la posibilidad de crear algún tipo de ecosistema.
Oceanografía. - Estudia el comportamiento de los océanos y su impacto en las formas de
vida no sólo marinas sino continentales a través de los ciclones; la forma Como influyen las
Corrientes marinas o el fenómeno Del niño y niña que son determinantes en los climas y por
ende, el desarrollo de la vida en general.
Historia. - Nos ayuda a la reconstrucción de los hechos biológicos, como la conformación de
las eras geológicas y los acontecimientos que en cada una de ellas encierra, nos ha facilitado
establecer la cronología celular, los diferentes acontecimientos que se dieron antes y después
del DNA, los diferentes científicos que intervinieron durante 2000 años, para finalmente,
conocer la forma de como los vegetales producen sus alimentos o lo que llevamos
recorriendo... entorno al origen de la vida.
Ética.- Como parte de la Filosofía que trata de la moral y de las obligaciones del hombre,
abre un espacio de reflexión a través de fuertes cuestionamientos, entorno a lo que podrían
considerarse excesos relacionados con la vida: El aborto, la eutanasia, la pena de muerte,
congelación de embriones humanos, madres incubadoras, la clonación en
humanos...cuestionamientos que se basan en principios, normas y valores y que van
encausando el actuar de la Biología en relación a su objeto de estudio: La vida y todo lo que
a ella le afecte.
LA CIENCIA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO
La ciencia constituye un intento lógico, objetivo y repetible de comprender las fuerzas y
principios que operan en el universo.
La ciencia (palabra que deriva del latín scientia, conocer) no es dogmática (o por lo menos
no debería serla...) y debe entenderse como un proceso que avanza probando y evaluando.
Para considerar a un conocimiento como científico es necesario, por así decirlo, conocer las
reglas del juego las cuales están compiladas en el llamado método científico.
Conocimiento.
15
El conocimiento nos permite tener certeza de la realidad, interpretarla proporcionándonos
herramientas para enfrentarnos a ella (de ahí el dicho popular “el que no conoce es como el
que no ve”). Sabemos de la existencia de dos tipos de conocimiento o formas de acercarnos
al objeto de conocimiento, que hasta el momento, hacen posible la vida de las personas
sobre la Tierra: el conocimiento empírico (popular) y científico.
Conocimiento empírico
Empírico significa, lo referente a la experiencia. Se trata de un nivel en donde los sentidos y
el aspecto físico de las cosas se vinculan estrechamente. Este conocimiento es el que todos
poseemos en mayor o menor medida, nos permite resolver problemas específicos Como: El
vestir, alimentarnos, el hacer producir la tierra, el manejar un vehículo, criar animales,
desarrollar herramientas para la pesca o manejo del bosque. El conocimiento empírico ha
permitido el impulso de los oficios: carpintero, albañil, herrero, panadero, tejedor, ebanista,
plomero...y muchos otros.
Conocimiento científico
A través del cocimiento empírico entendemos, sin mas, lo que percibimos, si queremos
apreciar características, que no son tan obvias a simple vista y hacer diferentes
interpretaciones, entonces, tendremos que recurrir al conocimiento científico, generado a
través de la observación, del descubrir, explicar y predecir la realidad; para ello, sólo a través
de la investigación podremos lograrlo y crear un cuerpo de conocimientos que no sean
dogmáticos, ya que, los supuestos en esta lógica, se someten al análisis y crítica, que nos
lleven a establecer postulados y axiomas, que concluyan en la creación de la ciencia,
concebida según Tamayo y Tamayo como “conjunto de conocimientos racionales, ciertos,
probables, obtenidos metódicamente, sistematizables y verificables que hacen referencia a
objetos de la misma naturaleza”; para generar conocimiento científico, el camino obligado
es la investigación científica, que se basa en la estructura del Método Científico,
fundamentado en la pregunta y la búsqueda de respuestas originadas por la observación y la
experimentación.
GENERALIDADES DEL MÉTODO CIENTÍFICO
Desde tiempos inmemorables diversos filósofos cuestionaron los eventos que ocurrían en el
mundo natural, y muchas veces plantearon respuestas con deducciones no siempre acertadas.
Con el pasar de los años y gracias a las aportaciones de una larga trayectoria de sabios y/o
estudiosos de las ciencias entre los que podemos nombrar a Galileo Galilei y Francis Bacon
se planteó un método para excluir todo aquello que tiene naturaleza subjetiva y, por lotanto,
no es susceptible de formar parte de lo que denomina conocimiento científico. En última
instancia, aquello que es aceptado por el sentido común propiamente dicho y, por ello,
adquiere carácter de generalmente aceptado por la comunidad científica y la sociedad, el
llamado método científico.
16
En todo método se pueden exigir, por lo menos, dos cualidades: la eficacia y la eficiencia.
La eficacia consiste en la seguridad para obtener el fin deseado. La eficiencia consiste en la
adecuación y la proporción de los medios empleados para conseguir el fin propuesto
La investigación deberá ser:
• Rigurosa (se realiza con precisión, no es arbitraria)
• Minuciosa (hay que registrar el mínimo detalle del comportamiento del fenómeno)
• Sistemática (ordenada, en la que se aplica un análisis lógico, se establecen categorías o
agrupaciones.)
• Estará dirigida a resolver problemas de importancia social.
• Buscará encontrar principios generales que le permita predecir el comportamiento del
fenómeno.
• No parte de cero, sino de una experiencia o conocimiento previo.
• Se basa en observaciones apoyadas en instrumentos que la auxilien (microscopio,
telescopio, computadora…)
• Es una actividad eminentemente lógica y objetiva que le permita validar los
procedimientos empleados, los datos recogidos y las conclusiones alcanzadas.
• Es una actividad paciente que contrasta con lo espectacular, no busca impresionar sino
resolver un problema.
• Es una actividad que requiere valor, la investigación puede tener la desaprobación social o
de un grupo, si estás convencido de las bondades de tu investigación y el beneficio social
que puede traer, es importante que la realicemos.
CONCEPTO DE MÉTODO CIENTÍFICO
"Conjunto de pasos fijados de antemano por una disciplina con el fin de alcanzar
conocimientos válidos mediante instrumentos confiables", "secuencia estándar para formular
y responder a una pregunta", "pauta que permite a los investigadores ir desde el punto A hasta
el punto Z con la confianza de obtener un conocimiento válido". Así el método es UN
conjunto de pasos que trata de protegernos de la subjetividad en el conocimiento.
ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO
Observación: En esta primera etapa, pretendemos percatarnos del mínimo detalle del
comportamiento del fenómeno y en función de ello, plantear con precisión el problema.
17
Planteamiento del problema: La detección del problema nos da posibilidades de centrar
nuestra atención en alguna característica particular del fenómeno a estudiar, la característica
del problema es que se plantae en forma de pregunta muy precise.
Hipótesis: La hipótesis es una respuesta provisional, una suposición que establecemos como
una forma de explicarnos la naturaleza del fenómeno estudiado, es una respuesta ingeniosa
cargada de conocimiento previo, se constituye en la columna vertebral de nuestro trabajo.
Experimentación: Es la parte de la investigación más tractiva en términos de acción, ya que
ésta requerirá no solo del ingenio, de la experiencia, de los conocimientos que tengamos sino
también del esfuerzo físico, muchas veces tendremos que velar toda la noche para observar
a los organismos en su medio natural o hacer una prueba con diversas repeticiones donde es
importante identificar un grupo control o testigo y el otro experimental.
Conclusión: En esta fase, podemos decir si nuestra hipótesis es verdadera o falsa, muchas
veces podemos llegar a conclusiones que no habíamos previsto, para lo cual no habremos de
forzar los datos o nuestro capricho, debemos tener la rigurosidad plantear nuevamente el
problema en función de nuevos datos o conocimientos del fenómeno.
Documentación.
LOS DOS PILARES DEL MÉTODO CIENTÍFICO
El primero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado
experimento, cualquier lugar y por cualquier persona. Este pilar se basa, esencialmente, en
la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos. El segundo pilar es la falsabilidad.
Es decir, que toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser falsada
(falsacionismo). Esto implica que se pueden diseñar experimentos que en el caso de dar
resultados distintos a los predichos negarían la hipótesis puesta a prueba. La falsabilidad no
es otra cosa que el modus tollendo tollens del método hipotético deductivo experimental.
18
LOS SERES VIVOS
La teoría evolucionista nos plantea la lenta transformación de la tierra y lo que en ella habita,
lo animado e inanimado están vinculados por los mismos elementos, sin embargo hay
características que solo son distinguibles para los seres vivos como son:
1. - Los seres vivos tienen estructura celular organizada y compleja, basada en moléculas
orgánicas (de carbono, a través de componentes químicos).
2. - Los seres vivos adquieren materiales y energía de su medio ylos convierten en diferentes
formas, a lo que llamamos metabolismo.
3. - Los seres vivos mantienen activamente su estructura compleja y su mediointerno,
procesado llamado homeostasis.
4. - Los seres vivos crecen, es decir aumentan proporcionalmente en su biomasa.
5. - Los seres vivos responden a estímulos de su medio.
6. - Los seres vivos se reproducen, utilizando una huella molecular llamada DNA, de manera
sexual y asexual.
7. - Los seres vivos, tomados Como un todo, presentan la capacidad de evolucionar.
A continuación describiremos cada una de ellas de manera general ya que a lo largo del texto
se abordarán específicamente, como el tema de estructura celular y evolución o grandes
temas como el de reproducción.
1. LA ORGANIZACIÓN ESPECÍFICA
Todos los seres vivos tienen niveles bioquímicos de organización, están formados por
moléculas que a su vez se organizan en macromoléculas. Estas macromoléculas a su vez se
organizan en estructuras de un alto nivel de complejidad, correspondientes a la célula, es por
eso que existen organismos que presentan una sola célula a los que se les denomina unicelular
y los que están formados por miles y millones de ellas a los que se les denomina, pluricelular.
Toda esta compleja organización está basada en dos tipos de niveles: El nivel químico y el
nivel biológico.
1.1. Niveles de organización química
a) Bioelementos
19
Los elementos que forman parte de los seres vivos son denominados bioelementos o
elementos biogenésicos. De todos ellos los más abundantes son los elementos primarios, los
elementos formadores de las biomoléculas de los seres vivos: Carbono, Hidrógeno, Oxigeno
y Nitrógeno.
b) Biomoléculas
Cuando los bioelementos se unen entre sí mediante enlaces covalentes, éstos forman a las
moléculas constitutivas de los seres vivos: agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteínas
y ácidos nucleicos.
c) Asociaciones supramoleculares
El nivel supramolecular está formado por la unión de moléculas por enlaces covalentes de
biomoléculas de importancia fundamental para los seres vivos: generalmente proteínas y
ácidos nucleicos.
Las estructuras que se forman son complementarias a las estructuras membranosas de la
célula, por ejemplo, ribosomas, citoesqueleto, centriolo, cuerpo basal, etc.
1.2. Niveles de organización biológica
a) Nivel celular
Es el nivel básico y fundamental de todo ser vivo. La teoría celular, una de las teorías
centrales de la biología, norma que los seres vivos están formados por células. Existen
organismos unicelulares de vida libre o coloniales (bacterias, protozoarios, algas, hongos) y
organismos pluricelulares que se organizan en conglomerados celulares (hongos
pluricelulares, plantas animales)
b) Nivel tisular
Este nivel está dado por la asociación de células con iguales características y funciones. De
tal manera que puedan formarse tejidos animales formados por la asociación de células
animales y tejidos vegetales producto de la asociación de células vecinas.
c) Nivel orgánico
Formado por la unión de diferentes tejidos los que forman estructuras integradas que
funcionan sincronizadamente.
20
d) Nivel sistémico
Formado por la asociación fisiológica y anatómica de diversos órganos los que se integran
para dar origen a un sistema altamente especializado. En anatomía humana cuando se
agrupan órganos formados por un mismo tipo de tejido, se le denomina a esta asociación
Sistema, en cambio cuando se asocian órganos de diferentes tejidos a esa agrupación se le
denomina Aparato.
e) Nivel ecológico
La asociación de Aparatos o Sistemas forman a un individuo que es la pieza fundamental. El
conjunto de individuos de una misma especie forma una Población; el conjunto de
poblaciones que viven en un área geográfica común (Biotopo) y en el mismo tiempo recibe
el nombre de Comunidad o Biocenosis. Un Ecosistema es un sistema natural vivo que está
formado por un conjunto de organismos vivos (Biocenosis o Comunidad Biótica) y el medio
físico en donde se relacionan (Biotopo).
El nivel de Biósfera está constituida por todas las comunidades vivas que habitan el planeta.
Algunos investigadores le llaman biósfera a toda la zona de la Tierra que presenta vida.
21
El ECOSISTEMA es la unidad básica y fundamental de la ECOLOGÍA, dado que bajo este
punto se congrega a los SERES VIVOS y el MEDIO AMBIENTE en el cual desarrollan.
Área protegida: Es una extensión territorial donde se protegen muestras representativas de
Ecosistemas, las especies animales y vegetales que los habitan, los paisajes que forman y otros
elementos del ambiente natural. Dentro de las más importantes tenemos:
A). Parques Nacionales: Son áreas destinadas a la protección, con carácter de intangibles, de la
flora y fauna silvestres y de las bellezas paisajísticas que contienen. Podemos mencionar:
•Parque Nacional del Manu: Ubicado en Madre de Dios y Cuzco. Encierra aproximadamente
un millón y medio de hectáreas, la mayor diversidad de plantas y animales. Entre las especies
conocidas tenemos: cedro, caoba, castaño y gran riqueza en flores. La fauna la constituye la
mayor diversidad de aves del mundo, primates, cocodrilos, nutrias, lobos de río, osos de
anteojos, venados, jaguares, etc.
B). Reservas Nacionales: Son áreas destinadas a la protección y propagación de especies de la
fauna silvestre, cuya conservación sea de interés nacional. Ejm:
•Reserva Nacional de Pampa Galeras: En Ayacucho. Es la unidad de conservación más famosa
a nivel nacional y mundial. Está dedicada a salvar a la vicuña de la extinción y recuperar su
población hasta niveles en que se puedan aprovechar sus productos como la lana, piel, carne,
etc.
•Reserva Nacional de Lachay: En Lima, es la única reserva que conserva una muestra de la
formación de Lomas. La vegetación es típica de Lomas y la fauna también es bastante variada.
Esta reserva esta amenazada por la escasa precipitación pluvial, la actividad pecuaria y el
pisoteo de la vegetación por los visitantes
C). Santuarios Nacionales: Son áreas destinadas a proteger con carácter de intangible una
especie o comunidad de terminada de plantas o animales, así como las formaciones naturales de
interés científico. Podemos mencionar:
•Santuario Nacional de Huallay: En Pasco, esta unidad protege un fenómeno geológico
espectacular conformado por rocas erosionadas en forma de un gigantesco “Bosque de piedras”
o estatuas y otras figuras, según la imaginación del observador, intercalados por praderas y
riachuelos.
Otros santuarios nacionales: Calipuy (La Libertad), Ampay (Apurímac), Manglares de Tumbes,
Tabaconas – Namballe (Cajamarca).
D).Santuarios Históricos: Son áreas destinadas a proteger con carácter de intangibles, los
escenarios naturales en que se desarrollaron acontecimientos gloriosos de la Historia Nacional.
Ejm:
•Santuario Histórico de Machu Picchu: En Cuzco, constituye una de las maravillas del mundo.
Es la mayor atracción turística mundial. Lo más admirable es la armonía estética entre la
naturaleza y la arquitectura. La vegetación es propia del bosque húmedo, abundan los helechos,
orquídeas, palmeras, líquenes. La fauna es variada, aunque hay especies en peligro de extinción
como el oso de anteojos.
Habitan osos perezosos, gatos monteses, primates, venados grises, pumas, vizcachas. Entre las
aves predomina el gallito de las rocas, que es el ave nacional del Perú. Está amenazado por las
22
quemas anuales forestales, por la explotación de madera, por la caza ilegal y por obras de
Central Hidroeléctrica.
Otros santuarios históricos: Chacamarca (Junín), Pampas de Ayacucho, bosque de Pomac
(Lambayeque).
2. LOS BIOELEMENTOS
Llamados también elementos biogenésicos, son todos aquellos elementos químicos que se
encuentran presentes en la composición de todos los seres vivos. Se les puede clasificar en:
Primarios y Secundarios
• Primarios o macroelementos: C, H, O, N, P, S. En el hombre constituyen
aproximadamente el 97%:
- C (18%) - N (3%)
- H (10%) - P (1%)
- O (65%) - S (0,3%)
Se llaman primarios porque son indispensables para la formación de Glúcidos, lípidos,
proteínas y ácidos nucleicos, que son las biomoléculas (principios inmediatos) presentes en
todo ser vivo.
• Secundarios o microelementos: Son todos los elementos restantes (3%) y en ella se
distinguen:
Los indispensables: Cl, Ca, Na, K, Mg, Mn, Fe, Cu, Si, F, B, I
Los Variables (no indispensables): Son los que pueden faltar en algunos organismos: B, Br,
Zn, Ti, V, Pb, Co, Al, etc.
Los elementos que se encuentran en proporciones < 0,1% se denominan oligoelementos: Fe,
Cu, Mg. Muchos bioelementos pueden ser a la vez indispensables y oligoelementos, debido
a que: Su función no es estructural, sino catalizadora.
Los bioelementos que se encuentran por debajo de 0,001% se denominan elementos trazas:
Silicio (Si), Yodo (I).
Propiedades de los bioelementos
1. Abundan en la biosfera y están difundidos en la naturaleza.
2. Son de peso atómico bajo.
3. Son de calor específico bajo.
23
4. Químicamente son muy activos, por lo que reaccionan fácil y enérgicamente con
activa movilización de energía.
5. Son gaseosos o solubles en agua, lo que favorecen su difusión en la biósfera
24
Función de los bioelementos
a) Los elementos C, H, O, N, P, S forman los principios orgánicos inmediatos.
b) Los otros elementos tienen actividades muy específicas.
• Sodio. Catión principal extracelular necesario para la transmisión de los impulsos nerviosos
y la contracción muscular. Participa en el equilibrio ácido-básico e hídrico. Interviene en el
ingreso de aminoácidos a la célula: La carencia disminuye la asimilación proteica. La falta
de sodio en aves origina la baja producción de huevos.
• Potasio. Catión principal intracelular; importante en la transmisión de los impulsos
nerviosos; participa en la contracción muscular. Aumenta la turgencia: Favorece la captación
de moléculas de agua alrededor de partículas coloidales citoplasmática. El tejido muscular
presenta seis veces más potasio que sodio, por eso cuando el potasio es deficiente en las
gallinas, se observa debilidad en las patas.
• Cloro (cloruro): anión abundante fuera de la célula; esencial en la sangre y en el líquido
intersticial para mantener el equilibrio hídrico. Facilita el buen funcionamiento del hígado,
favoreciendo la limpieza de residuos orgánicos. Su carencia en vacas lecheras ocasiona
descenso de la producción láctea, pérdida de apetito y peso, ojos sin brillo, pelaje áspero y
un decaimiento general.
• Calcio: Componente de dientes y huesos; participa en la coagulación sanguínea, en la
conducción de los impulsos nerviosos y en la contracción muscular. Es el mineral más
abundante del cuerpo. El calcio actúa como mediador intracelular cumpliendo función de
segundo mensajero: Por ejemplo, el ión Ca2+ interviene en la contracción muscular y es
imprescindible para la coagulación de la sangre. El Ca2+ disminuye la turgencia.
• Hierro: Fundamental para la síntesis de la clorofila. Catalizador en reacciones químicas:
Cofactor enzimático: Componente no proteico que actúa coordinadamente con una enzima
para catalizar una reacción bioquímica: Holoenzima = Apoenzima + cofactor. Más
importantes cofactores: Mn, Fe, Zn, Co, Cu, Mo. Interviene en la formación del grupo hemo
de la hemoglobina (Fe2+). Interviene en la formación de: Mioglobina, Catalasa, peroxidasa,
y Citocromo de la cadena respiratoria.
25
• Cobre: Se requiere para formar la hemocianina, el pigmento respiratorio de animales
invertebrados acuáticos. Su deficiencia es muy rara, produce anemia hipocrómica y
neutropenia. En la deficiencia de cobre son frecuentes:
Las fracturas de huesos y malformaciones óseas.
También se puede generar la ataxia zoótica: Se produce desmielinización de neuronas de
extremidades posteriores.
• Cobalto: Es componente de la vitamina B12 (cianocobalamina). La vitamina B12 es
antianémica. Mantiene en buen estado el sistema nervioso No existe en vegetales ni frutas.
En los toros aumenta el porcentaje de espermatozoides anormales.
• Magnesio: Es el segundo catión más abundante del L.I.C. (45%); el L. E. C. tiene el 1% de
Mg. Necesario para la síntesis de la clorofila. Actúa en le metabolismo de glúcidos: Activa
enzimas de la vía glicolítica. Actúa en la síntesis de proteínas: actuando como coenzima
(ribosomas). Una ingesta adecuada de Mg es una manera de controlar ciertas enfermedades
cardiovasculares: Hipertensión, los trombos y las arritmias cardiacas. Otras funciones del
Magnesio son:
- Puede ayudar a las personas con diabetes tipo II.
- La falta de Mg puede ser una causa de la aparición de asma. Es útil para el tratamiento
de la bronquitis.
- Disminuye el dolor de las fibromialgias.
- Previene el dolor de cabeza o migraña.
- Puede prevenir la aparición de cálculos renales.
El Magnesio también desempeña importantes funciones en la actividad neuromuscular o en
La transmisión de los impulsos nerviosos, y el funcionamiento del miocardio.
• Zinc: Es cofactor de la anhidrasa carbónica, catalasas y fosfatasas. Acelera la mitosis, se
concentra en el huso mitótico. Colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunológico
(lo intensifica). Promueve la cicatrización de las heridas. Interviene en el metabolismo de
proteínas: Interviene en la síntesis de colágeno. Intervienen en la síntesis de ácidos nucleicos.
Interviene en las percepciones del gusto y el olfato. Colabora con el correcto funcionamiento
de la glándula prostática y el desarrollo de los órganos reproductivos. Previene el acné al
regular la actividad de las glándulas sebáceas. Interviene en la respuesta frente al estrés. Es
fundamental para formar los huesos. Es un potente antioxidante natural: Componente de la
26
enzima antioxidante superóxido dismutasa: Tiene como cofactores: Zn, Cu, Mn, Fe o Ni.
Interviene en el normal crecimiento y desarrollo durante el embarazo, la niñez y la
adolescencia. Ayuda a mantener las funciones oculares normales: Aumenta la absorción de
la vitamina A.
• Yodo: Se requiere para la síntesis de las hormonas tiroideas (Tiroxina y la Triyodotironina).
Su falta produce el bocio (aumento de la glándula Tiroides) El déficit de yodo durante la
infancia origina cretinismo: Hay retraso mental y físico.
• Fósforo: Componente de las proteínas y de los ácidos nucleicos, necesario para la
formación de la estructura ósea y dentaria normal. Después del Calcio es el 2do mineral que
abunda en nuestro cuerpo. Ayuda a mantener el pH de la sangre ligera-alcalino: aumenta la
resistencia de los atletas.
Su carencia puede producir: Osteomalacia (reblandecimiento de huesos) y debilidad
muscular y alteraciones del SN.
El fósforo Abunda en las células meristemáticas, abunda en la maduración de semillas y
frutas. Es necesario para ciertos procesos enzimáticos: Producción de alcohol a partir de
azúcares y Transformación de azúcar en almidones. El afloramiento de aguas profundas en
la costa peruana genera el desarrollo de fitoplancton, y por lo tanto de la pesquería; el fósforo
abunda en esta agua.
• Sílice. Concede resistencia al tejido conjuntivo; endurece tejidos vegetales como las
gramíneas, constituyentes de las plumas de las aves; en el frústulo de las diatomeas.
• Molibdeno: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos
por parte de las plantas.
• Flúor: endurece el esmalte de los dientes.
• Manganeso: Interviene en la fotólisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las
plantas. Es necesario para el crecimiento de los recién nacidos. Está relacionado con la
formación de huesos, y el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre. Fracturas de
huesos y osteoporosis pueden prevenirse gracias al Mn de la piña.
• Azufre: Indispensable para la formación de clorofila; su deficiencia provoca verde pálido.
Interviene en la composición de vitaminas B1 (tiamina) y B7 (biotina) o vitamina H. Es
componente importante de estructuras proteicas. Forma parte de La insulina, queratina,
colágeno, Glutatión (antioxidante celular), Glucósidos que dan el sabor característico a la
mostaza, cebolla y rabanitos.
27
• Níquel: Interviene en el control de la concentración de insulina en la sangre: Es necesario
para la síntesis de insulina y factor antianémica. Es activador de la arginasa: Interviene en los
procesos de formación de urea.
• Cromo: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre.
• Bioelementos con función estructural: C, H, O, N, P, S y Ca.
• Bioelementos con función osmótica: K, Na, Cl.
• Bioelementos con función catalítica: Mn, Zn, Co, Mo, Cr, Fe, Cu, Si, Al.
3. FUNCIONES Y CARACTERISTICAS
EL METABOLISMO
Los seres vivos constantemente intercambian materia y energía con su entorno (son un
sistema abierto), logrando realizar constantemente reacciones químicas que les permitan
mantenerse vivos.
Estas reacciones pueden ser para degradación de moléculas complejas en moléculas simples
(catabolismo) o reacciones de síntesis en donde se elaboran moléculas complejas en base a
moléculas simples
(Anabolismo). En ambas reacciones se almacenan o se libera energía (ATP).
LA IRRITABILIDAD o SENSIBILIDAD
Todos los seres vivos se relacionan con su medio externo e interno captando estímulos y
respondiendo A ellos. La irritabilidad o sensibilidad es la capacidad que tiene el organismo
para captar estímulo y Responden estos estímulos.
Desde los organismos unicelulares hasta los pluricelulares todos presentan diferentes
mecanismos de reacción, por ejemplo: las plantas reaccionan generalmente a estímulos
luminosos y esto se debe a que presentan estructuras sensibles a la Luz.
EL CRECIMIENTO
Es el aumento de la masa celular y puede producirse por aumento del tamaño de las células,
o su cantidad. El término crecimiento sólo debe aplicarse a los casos en que aumenta la
cantidad de sustancia viva en el organismo, medida por el nitrógeno, o aumenta la cantidad
de las proteínas presentes.
28
El aumento de tamaño de la célula puede deberse a simple ingestión de agua: Este aumento
de volumen no se considera crecimiento. Algunos organismos crecen hasta que mueren:
Árboles.
EL MOVIMIENTO y LA LOCOMOCIÓN
Se refiere a la capacidad que tiene los seres vivos de desplazarse: Ondulan, corren, reptan,
nadan, vuelan, etc. La forma más sencilla de movimiento corresponde al nivel molecular, que
se da en el citoplasma, membrana y entre las células de los tejidos.
El movimiento en animales superiores se da:
 Contracciones musculares
 Agitación de proyecciones celulares microscópicas: cilios o flagelos
 Expansión y retracción lenta de una masa de sustancia celular (movimiento
amiboideo).
El movimiento en vegetales es lento. El movimiento del flujo de la materia viva en células
vegetales se denomina CICLOSIS.
En el movimiento de plantas u órganos ligadas a la estación ecológica, se diferencian dos
formas de reacción: Tropismos y Nastias.
Tipos de movimientos:
1. Taxias: Son movimientos de desplazamiento propio de animales, protozoarios y
bacterias:
Anemotaxia: Por el viento
Quimiotaxia: Por productos químicos
Geotaxia: Por fuerzas gravitacionales
Fototaxia: Por la luz
Termotaxia: Estímulo térmico
Galvanotaxia: Estímulo eléctrico
Tigmotaxia: Estímulo mecánico
Osmotaxia: Estímulo a la presión osmótica
2. Nastia: Es la respuesta a un estímulo que se da en plantas, éste se origina en una parte
específica de la planta. Las nastias se clasifican de acuerdo con el estímulo que lo
desencadena:
29
Sismonastias: Producidas cuando el estímulo es el contacto o la sacudida del vegetal
como el movimiento de las plantas carnívoras: Mimosa ssp.
Fotonastias o respuestas a la luz, como la apertura de ciertas flores al amanecer o al
Anochecer: Buenas noches
Termonastias o respuestas a las variaciones de temperatura, como el cierre de la flor
del tulipán.
Hidronastias o por respuestas a la humedad del ambiente, como en la apertura de los
esporangios en los helechos.
Traumatonastias o respuesta producida por una herida o como consecuencia de ésta.
3. Tropismos: Este mecanismo de respuesta principalmente se da en las plantas,
originando un crecimiento del vegetal hacia la fuente del estímulo. Existen dos tipos
de tropismos: positivo y negativo. Por ejemplo la raíz tiene Geotropismo (+) pero
fototropismo (-) y el tallo presenta fototropismo (+) y Geotropismo (-)
LA ADAPTACIÓN
La propiedad de una planta o animal para adaptarse a su medio: Es la característica que le
permite resistir a los cambios del medio. Cada especie puede adaptarse a todos los medios
posibles. Habrá lugares donde no pueda sobrevivir, por diversos factores: Agua, luz,
temperatura, alimento, rapaces, competidores, parásitos, etc.
Dichas adaptaciones pueden ser estructurales, fisiológicas o conductuales, o una
combinación de ellos. Ejemplos: El largo cuello de la jirafa, el grueso pelaje de los osos
polares.
LA REPRODUCCION
Todos los organismos tienen la misma capacidad de formar nuevos descendientes, los que
pueden ser idénticos o semejantes a ellos. Los virus no tienen metabolismo, no se mueven,
Ni crecen. En la naturaleza existen dos tipos de reproducción:
Asexual o Vegetativa: Se realiza sin la intervención n de gametos, sólo intervienen procesos
mitóticos: Los nuevo s individuo s son idénticos al progenitor. Surgen a partir de un
fragmento de él o a partir de una sola célula.
Sexual: Los gametos de los seres diploides so n células haploides que se forman mediante
meiosis.
30
LA MATERIA VIVA
ESTADOS DE LA MATERIA VIVA
La materia vía se puede encontrar en los estados: sólido, líquido y gaseoso:
a) Estado sólido:
Todas aquellas sustancias que constituyen elementos esqueléticos y de protección. Se
presentan
Dos tipos: Inorgánicas y Orgánicas.
Inorgánicas: Como el fosfato cálcico y el carbonato cálcico que se encuentran impregnando
el colágeno, constituyendo los huesos.
Orgánicas: Colágeno, almidón, celulosa, quitina (exoesqueleto de insectos, hongos),
depósitos de sebo.
b) Estado líquido:
Hay dos tipos de dispersiones: Dispersiones Moleculares o Disoluciones y Dispersiones
coloidales.
Dispersiones moleculares o Disoluciones: El soluto (la fase dispersa o micelas) es de bajo
peso molecular: NaCl (PM = 58,5), glucosa (PM = 180), etc. Son transparentes y estables:
No sedimentan.
Dispersiones coloidales: En estas dispersiones, la fase dispersa o soluto es de elevado peso
molecular (Albúmina, PM = 30,000 a 100,000). Cuando la fase dispersante es el agua y la
fase dispersa es de elevado peso molecular se obtiene una dispersión coloidal.
Son características de las dispersiones coloidales:
• Son transparentes y claras.
• Vistas a trasluz sobre fondo oscuro se observa cierta opalescencia.
• Son estables, es decir no sedimentan, pero sí lo hacen por centrifugación.
Cuando la fase dispersa es un sólido y la fase dispersante un líquido, se obtiene el estado de
sol. Cuando la fase dispersa es un líquido y la fase dispersante un sólido, se obtiene el estado
de gel.
31
c) Estado gaseoso:
Intervienen en el metabolismo: O2 y CO2, otros son inertes: N2: Se halla en algunas
cianofíceas (Nostoc), otros son venenosos: CO, HCN (Ácido Cianhídrico).
PROPIEDADES DE LAS DISPERSIONES COLOIDALES
a) Viscosidad
Se define como la resistencia interna que presenta un líquido al movimiento relativo de sus
moléculas. Si se añade sustancias hidrófilas, la viscosidad aumentará porque las partículas
son más grandes.
b) Elevado poder adsorbente
La adsorción se define como un proceso mediante el cual las partículas de un fluido(líquido
o gas) son atraídas hacia la superficie de un sólido o de una partícula coloidal en suspensión.
La adsorción se da en la interfase sólido-líquido o sólido – gas. Ejemplo: El carbón activado.
La absorción se da en los fluidos interviniendo todo el volumen. Ejemplo: El enriquecimiento
en O2 del H2O en una pecera.
c) Electroforesis
Es el transporte de las partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico. Las
partículas coloidales con carga (+), como algunas proteínas se dirigen hacia el cátodo (-). Las
que tienen carga (-): Ácidos nucleicos, el almidón y la goma arábiga, migran hacia el ánodo
(+).
d) Efecto Tyndall
Es la dispersión de la luz al atravesar un coloide. Se utilizar para distinguir coloides de
soluciones. En un vaso que tiene una solución (agua con sal), mientras que en otro vaso que
contiene un coloide (agua con unas gotas de leche), eEl haz del láser sólo se ve en el segundo.
e) Movimiento Browniano
Se llama así al movimiento caótico que tienen las partículas coloidales en el seno del medio
dispersante. Este movimiento se debe al choque que sobre dichas partículas realizan las
moléculas del medio dispersante.
32
Como se sabe por la teoría cinética molecular, las partículas de un líquido se encuentran en
continuo movimiento. El movimiento se debe a:
Energía cinética de cada partícula
Temperatura
Carga eléctrica
Al tamaño de las partículas
f) Sedimentación
Las dispersiones coloidales son estables (no sedimentan) en condiciones normales, pero
pueden hacerlo por: Ultra centrifugación: 100,000 rpm o por Centrifugación sencilla: 1,000
a 20,000 rpm.
Se puede averiguar los pesos moleculares de las partículas coloidales, conociendo:
El número de r.p.m.
El tiempo necesario para su sedimentación
La viscosidad del medio.
g) Diálisis
Es un proceso mediante el cual se separan las partículas dispersas de elevado PM (coloides)
de los de bajo PM (cristaloides), aprovechando una membrana semi permeable (celofán,
pergamino, etc.). Es decir que deja pasar las partículas pequeñas, pero no las grandes.
h) Tixotropía:
Son cambios de estado del coloide: De SOL a GEL y viceversa. Ejemplos: Ciclosis,
Movimiento amiboideo, Almidón (biocoloide), Salsa de tomate.
i) Sinéresis
Acción de juntar las partículas de la fase dispersa de un gel (retracción del gel). Ejemplos:
Coágulo de sangre, Leche cuajada y Queso fresco.
33
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES VERDADERAS
Son las dispersiones en un líquido de un sólido cuyas partículas tienen un bajo peso
molecular. Ejemplos: La disolución acuosa de C6H12O6 = 180:
NaCl disuelto: Na+ (peso atómico = 23) e Cl- (peso atómico 35,5).
Las disoluciones verdaderas: No sedimentan por ultra centrifugación, son vacías
ópticamente.
Sus partículas dispersas no son adsorbentes ni diferenciables por electroforesis
a) Difusión:
Es la repartición íntima de las partículas de un fluido en el seno de otro junto al cual está.
Este proceso se debe al constante movimiento en que se encuentran las partículas de líquidos
y gases. Ejemplo: La absorción de O2 en el H2O.
b) Ósmosis:
Es el paso de un disolvente entre 2 disoluciones de diferente concentración, a través de una
membrana semipermeable que sólo deja pasar las moléculas del disolvente. La membrana
citoplasmática es una membrana semipermeable, y da lugar a diferentes respuestas frente a
la presión osmótica del medio.
34
LOS VIRUS
En biología, un virus (del latín virus, «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso
microscópico acelular que solo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos.
Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta bacterias y
arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un
microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos; aunque existen
excepciones entre los Virus núcleo citoplasmáticos de ADN de gran tamaño, tales como el
Megavirus chilensis, el cual se logra ver a través de microscopía óptica
El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco, fue descubierto por Martinus
Beijerinck en 1899, y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores
opinan que podrían existir millones de tipos diferentes. Los virus se hallan en casi todos los
ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. El estudio de los
virus recibe el nombre de virología, que corresponde a una rama de la microbiología.
A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: su material
genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN; una cubierta
proteica que protege a estos genes —llamada cápside— y en algunos también se puede
encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula —
denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o
35
icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de los virus aún es incierto,
algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se
mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias.
Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio
importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética.
Los virus a pesar de contar con una materia organizada y compleja, capacidad de
reproducción y evolución, no cuenta con una organización material autopoiética por lo que
son considerados entidades biológicas mas no seres vivos. (Un sistema se define como
autopoiético cuando las moléculas producidas generan la misma red que las produjo y
especifican su extensión).
Su clasificación:
En 1962, varios autores propusieron una forma de ordenar los virus basados en la
clasificación de Linneo (Filo, Clase, Orden, Familia, Género y Especie), donde los virus se
agrupaban según poseían características compartidas (no de sus huéspedes) y el tipo de ácido
nucleico que forma su genoma. Esto hizo que se formase el Comité Internacional de
Taxonomía de Virus (ICTV), de sus siglas en inglés International committee on Taxonomy
of Viruses.
La clasificación actual del ICTV dice que la clasificación más alta para los virus es el Orden,
donde en 2018 se reconocen 9 Órdenes para 48 Familias, mientras que hay 86 Familias sin
haber sido clasificadas en la categoría de Orden. Esto revela la enorme cantidad de datos que
a fecha de hoy falta por ordenar.
David Baltimore es el biólogo estadounidense que desarrolló la clasificación de
36
Baltimore que actualmente se utiliza junto a la del ICTV para clasificar los virus y que le
valió el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1975.
Esta clasificación numérica se basa en la formación de ARNm (ARN mensajero) para
producir las proteínas virales y replicarse.
Clase I Virus de DNA ds (DNA bicatenarios): La replicación del virus así como la
transcripción a RNAm y la traducción a las proteínas virales se realizan exactamente igual a
como se realizan en la célula. Ej: Poxvirus como el virus de la Viruela, Herpesvirus
Clase II Virus de DNA ss (+) (DNA monocatenario positivo): El genoma vírico se convierte
en DNA ds utilizando la maquinaria enzimática de la célula y a partir de este genera el RNAm
que dará lugar a las diferentes proteínas víricas. La duplicación del genoma vírico que se
inserta en la célula es similar a la clase I. Posteriormente se separan las hebras de DNA ds
antes de encapsularla en el virus DNA ss (+). Ej: Anemia del pollo, Parvovirus
Clase III Virus de RNA ds (RNA bicatenario): La transcripción se realiza mediante la hebra
de RNA (+) y la formación de genoma vírico para encapsular se realiza en dos pasos: El
primer paso consiste en ensamblar al virus el RNA ss (+) y una vez dentro del virus se genera
la hebra complementaria para formar RNA ds. Ej: Reovirus
Clase IV Virus de RNA ss (+) (RNA monocatenario positivo): Como el genoma viral RNA
ss (+) tiene la misma polaridad que el RNAm no necesita ninguna conversión para generar
las proteínas virales. Se generan RNA ss (-) que regulan la expresión génica y que servirán
de molde para replicar el RNA ss (+). Hay dos modelos en esta clase, los IVa y los IVb. Ej:
Poliovirus, Coronavirus.
Clase V Virus de RNA ss (-) (RNA monocatenario negativo): El virus porta una enzima
denominada retrotranscriptasa inversa (RT) lo que provoca la formación de RNAm (RNA ss
+) y se traducen a proteínas virales. También se sintetizan proteínas de regulación viral que
generen el RNA ss (-) a partir del RNA ss (+) que se inserta en el virus. Ej: Rabdovirus
Clase VI Virus de RNA ss-RT (RNA monocatenario retrotranscriptasa): El virus aporta una
retrotranscriptasa inversa que convierte el RNA ss (+) en ADN ds y del que se generan tanto
el RNAm que forma las proteínas virales como el RNA ss (+) junto a la retrotranscriptasa
que irán en el interior del virus. Ej: Retrovirus como el VIH
Clase VII Virus de DNA ds (DNA bicatenario): Estos virus liberan el genoma vírico en el
interior de la célula. La peculiaridad de estos virus es que se insertan en el genoma celular y
desde ahí generan las proteínas virales, entre ellas la enzima RT. A diferencia de los virus de
clase I los de clase VII utilizan un intermediario de RNA para generar las nuevas cadenas de
ADN viral. La forma de actuar es similar a partir de aquí a los de la clase VI. Ej: Hepadnavirus
37
También, se les clasifica con base en los tipos de enfermedades que provocan, (virus de la
rabia, de la poliomielitis, herpes virus, oncovirus), con base en sus mecanismos de
transmisión (virulentos o líticos, templados o lisogénicos), así como las células que infectan
(bacteriófagos, fitófagos, zoófagos), también se usa un código numérico para distinguir
varios virus que infectan al mismo huésped.
Los siete virus que infectan la bacteria intestinal común, Escherichia coli, reciben el nombre
de bacteriófagos T1, T2 a T7 (T de tipo).
Su estructura:
UN virus es una partícula diminuta formada por UN núcleo de ácido nucleico, rodeado por
una o dos cubiertas proteínicas a la que se denomina cápside. El término virión designa una
38
partícula viral simple, capaz de infectar. Algunos virus poseen una cubierta externa que
contiene proteínas, lípidos, carbohidratos y vestigios de metales. Hay virus de DNA y virus
de RNA, pero nunca se encuentran ambos simultáneamente. Cualquiera que sea el tipo de
material nucleico que posee el virus, constituye su material genético o genoma, que es el que
dicta la órden para reproducirse El genoma viral puede constar de menos de cinco genes o
hasta varios cientos de ellos. Sin embargo, los virus jamás tienen docenas de miles de genes,
Como las células de los organismos más complejos.
Sólo el virus más grande, el de la viruela, puede ser visto a través Del microscopio óptico.
Casi todos los virus son más pequeños que las bacterias, y de hecho, solo algunos de ellos
son apenas más grandes que una molécula proteínica. Las partículas individuales de todos
los virus, con excepción del de la viruela, tienen un diámetro menor a 0.25 milimicras y sólo
pueden ser fotografiados en el microscopio electrónico. Sin embargo, las acumulaciones de
virus que proliferan el citoplasma de una célula infectada sí son visibles al microscopio
ordinario.
La forma Del virus es determinada por la organización de las subunidades, llamadas
capsómeros, que integran la cápside. Los virus son en general helicoidales o poliédricos, o
bien presentan una combinación de ambas formas.
Los virus helicoidales, Como el virus Del mosaico Del tabaco, se ven Como bastoncillos
largos, su cápside es un cilindro hueco con estructura helicoidal.
Los virus poliédricos tienen una forma más o menos esférica. El virus de plantas, conocido
Como virus de plantas enanas (del enanismo), es un virus poliédrico que carece de envoltura
externa. Otro virus poliédrico, el de la influenza, está rodeado de una envoltura externa con
espículas de glucoproteínas, facilitan su adhesión a la célula huésped. El polivirus es un virus
poliédrico con 20 facetas triangulares y 12 esquinas.
39
Ciclo de reproducción
Los virus carecen de la maquinaria que les permita reproducirse, por lo que utilizan la de su
huésped y así, producen su ácido nucleico y consecuentemente las proteínas específicas.
Existen varios pasos en el proceso de infección viral que son comunes a casi todos los
bacteriófagos:
Fijación a la superficie de la célula huésped. El virus se fija a sitios receptores específicos
presentes en la superficie de la célula huésped. Puesto que cada especie bacteriana tiene
diferentes sitios receptores, cada virus se fija de manera exclusiva a una sola especie. “El
bacteriófago T4 sólo puede infectar algunas cepas de E. Coli. T4, no puede reproducirse en
células humanas, animales o vegetales, o incluso en otros tipos de bacterias. De igual manera,
el virus de mosaico del tabaco sólo puede reproducirse en células de la planta del tabaco, o
en células específicas como las nerviosas, por el virus de la poliomielitis, gracias a ello es
posible erradicar enfermedades ya que sólo atacan a un organismo como el caso de la
viruela”.
Penetración. Después de que el virus se ha fijado a la superficie de la célula, inyecta su ácido
nucleico a través de la membrana celular y lo introduce en el citoplasma del huésped. La
cápside del fago permanece fuera de la bacteria. Casi todos los virus que infectan células
animales, por el contrario, penetran intactos en las células huésped, que los fagocita y ya en
el interior salen de la vacuola y liberan su ácido nucleico en el citoplasma. “El método para
entrar en la célula huésped depende en parte de la forma del virus. Algunos pueden inyectar
40
su material genético como si fueran una jeringa, dejando su cubierta acoplada a la membrana
plasmática”.
Replicación. Una vez dentro, el virus interrumpe el funcionamiento ordinario del
metabolismo celular. El DNA bacteriano es degradado, de tal manera que los genes virales
quedan libres para dictar las futuras operaciones bioquímicas, mediante el uso de los
ribosomas de la célula huésped, su energía y muchas de sus enzimas, se autorreplica y
sintetiza sus propias macromoléculas. Los genes virales contienen toda la información
necesaria para producir virus nuevos. La replicación puede ser en escasos 20 minutos para
obtener nuevos virus a lo que se le llama ciclo lítico (lisis = destrucción).
Ensamblaje. Los componentes virales recién sintetizados se ensamblan y producen partículas
virales completas.
Liberación. En una infección lítica, el virus produce lisozima, una enzima que degrada la
pared celular de la célula huésped. Esta célula se lisa, con lo que quedan libres unos 100
bacteriófagos nuevos. Los virus infectan otras células y el proceso vuelve a comenzar. Puesto
que la infección da por resultado la lisis y muerte de la célula infectada, los virus que
provocan infecciones líticas se conocen como bacteriófagos virulentos (ciclo lítico), contrario
a los virus templados (ciclo lisogénico), que integran su material genético al del huésped.
Cuando la bacteria replica su DNA, también se replica el DNA viral, que se llama prófago ó
Provirus, cuando está integrado al DNA huésped, las células portadoras se les denomina
lisogénicas.
Enfermedades causadas por virus
Cuando una bacteria contiene virus templados presentan propiedades nuevas. Por ejemplo,
las bacterias que provocan la difteria, la escarlatina o el botulismo causan la enfermedad
cuando contiene el fago específico; de hecho, la toxina está codificada realmente por el fago.
Los seres humanos son susceptibles a diversas enfermedades Como: varicela, viruela, herpes
simple (una variedad es el herpes genital), herpes zoster, paperas, rubéola, fiebre amarilla,
hepatitis, sarampión, Rabia, verrugas e influencia, SIDA, cáncer. De hecho, se estima que
cada ser humano sufre de dos a seis infecciones virales cada año, Como el resfriado común,
el herpes es causa de los “fuegos” bucales comunes. Se conocen unos 40 tipos de adenovirus
(DNA) que infectan aparatos respiratorio y digestivo; son causa Del mal de garganta,
amigdalitis y conjuntivitis. Existen (virus de RNA) se conocen unos 70 tipos que infectan al
hombre en los intestinos, vías respiratorias y son causa de resfriados; en los niños causan
vómito y diarrea.
En los animales, llegan a infectar a perros, cerdos, artrópodos y roedores, provocando Rabia,
cólera porcino, glosopeda, moquillo, influenza porcina y sarcoma de Rous en aves de corral
y encefalitis equina. En las plantas, se conocen más de 400 virus, el primero identificado fue
el virus del mosaico del tabaco, otros atacan a la papa o al jitomate, provocando pérdidas
41
cuantiosas a la agricultura. Enfermedad por coronavirus (COVID-19) que fue notificado por
primera vez en Wuhan (China) el 31 de diciembre de 2019.
42
MACROMOLECULAS
En los organismos se encuentran Moléculas inorgánicas como: el agua y sales minerales y
cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad: glúcidos, lípidos, proteínas
y ácidos nucleicos.
Todas estas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas
contienen nitrógeno y azufre, y los ácidos nucleicos, así como algunos lípidos, contienen
nitrógeno y fósforo.
En esencia, la química de los organismos vivos es la química de los compuestos que
contienen carbono, ósea, los compuestos orgánicos.
El carbono es singularmente adecuado para este papel central, por el hecho de que es el átomo
más liviano capaz de formar múltiples enlaces covalentes. A raíz de esta capacidad, el
carbono puede combinarse con otros átomos de carbono y con átomos distintos para formar
una gran variedad de cadenas fuertes y estables y de compuestos con forma de anillo. Las
moléculas orgánicas derivan sus configuraciones tridimensionales primordialmente de sus
esqueletos de carbono. Sin embargo, muchas de sus propiedades específicas dependen de
grupos funcionales. Una característica general de todos los compuestos orgánicos es que
liberan energía cuando se oxidan.
Los glúcidos son la fuente primaria de energía química para los sistemas vivos. Los más
simples son los monosacáridos ("azúcares simples"). Los monosacáridos pueden combinarse
para formar disacáridos (dos azúcares) y polisacáridos (cadenas de muchos monosacáridos).
Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, como los carbohidratos, almacenan energía y
son importantes componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos,
los glucolípidos, las ceras, el colesterol y otros esteroides.
Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de aminoácidos. A partir de los veinte
aminoácidos diferentes usados para hacer proteínas se puede sintetizar una inmensa variedad
de diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales cumple una función
altamente específica en los sistemas vivos.
Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos. Los nucleótidos son moléculas complejas
formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada. Son los
bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleico (DNA) y ribonucleico (RNA), que
transmiten y traducen la información genética. Los nucleótidos también desempeñan papeles
centrales en los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicas dentro de
los sistemas vivos. El principal portador de energía en la mayoría de las reacciones químicas
que ocurren dentro de las células es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP.
El papel central del carbono
43
Un átomo de carbono puede formar cuatro enlaces covalentes con cuatro átomos diferentes
como máximo. En términos del papel biológico del carbono, es de gran importancia que sus
átomos pueden formar enlaces entre sí y así, formar cadenas largas. En general, una molécula
orgánica deriva su configuración final de la disposición de sus átomos de carbono, que
constituyen el esqueleto o columna de la molécula. La configuración de la molécula, a su
vez, determina muchas de sus propiedades y su función dentro de los sistemas vivos.
En el siguiente modelo, las esferas Lilas representan a los átomos de carbono y las esferas
azules, más pequeñas, representan a los átomos de hidrógeno.
Las varillas de los modelos -y las líneas en las fórmulas estructurales- representan enlaces
covalentes, cada uno de los cuales está formado por un par de electrones. Nótese que cada
átomo de carbono forma cuatro enlaces covalentes.
Modelos de esferas y varillas y fórmulas estructurales del metano, etano y butano.
Las propiedades químicas específicas de una molécula orgánica derivan principalmente de
los grupos de átomos conocidos como grupos funcionales. Estos grupos están unidos al
esqueleto de carbono, reemplazando a uno o más de los hidrógenos que estarían presentes
en un hidrocarburo.
44
EL AGUA
El agua, el líquido más común de la superficie terrestre, el componente principal en peso de
todos los seres vivos, tiene un número de propiedades destacables. Estas propiedades son
consecuencia de su estructura molecular y son responsables de la "aptitud" del agua para
desempeñar su papel en los sistemas vivos.
En el hombre representa el 63% de su peso, en las medusas: 98% ; Algas: 95%, en el embrión
humano: 94% ; Cerebro: 90%, Huesos: 22%, Semillas: 10%, Dentina de los dientes: 10%.
En el hombre, el agua se encuentra:
40% en los líquidos intracelulares.
15% en el líquido intersticial (entre las células).
8% como líquido libre en el interior del Aparato
Circulatorio.
En la célula se encuentra en 2 formas:
45
Libre: 95% del agua celular.
Ligada: 5% del agua celular, se encuentra hidratando a las moléculas.
El agua se encuentra en la materia viva en tres formas:
Agua circulante libre: Sangre.
Agua de imbibición: Se produce cuando se calienta la materia a 100 ºC.
Agua combinada: Aparece en las reacciones químicas.
El agua metabólica es el agua producida en la respiración celular, y es fundamental para los
animales adaptados a condiciones desérticas. En el hombre, la producción de agua metabólica
con una dieta normal no pasa de 0,3 litros/día.
Estructura del agua
La molécula de agua es polar, con una zona negativa y otra débilmente positiva; en
consecuencia, entre sus moléculas se forman enlaces débiles.
Como resultado de estas zonas positivas y negativas, cada molécula de agua puede formar
puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua. En condiciones normales de
presión y temperatura, los Puentes de hidrógeno se rompen y vuelven Por esa causa, el agua
es un líquido. A formarse continuamente, siguiendo un patrón variable.
Estos enlaces, en los que se une un átomo de hidrógeno con carga positiva débil que forma
parte de una molécula, con un átomo de oxígeno que posee carga negativa débil y que
pertenece a otra molécula, se conocen como puentes de hidrógeno. Cada molécula de agua
puede formar puentes de hidrógeno con
46
Otras cuatro moléculas de agua. Aunque los enlaces individuales son débiles y se rompen
continuamente, la fuerza total de los enlaces que mantienen a las moléculas juntas’ es muy
grande.
Características del agua
• Es un líquido incoloro, insípido e inodoro.
• Retiene la radiación roja por lo que adquiere un color azul a una presión de 760 mm de Hg.
• Hierve al pasar al estado de vapor (gas)
• Se congela aa pasar al estado sólido.
Propiedades del agua
a) El agua como disolvente:
Se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias ya que éstas
se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua. La capacidad
disolvente del agua es la responsable de: (1) es el medio donde ocurren la mayoría de las
reacciones de los metabolismos, (2) el aporte de los nutrientes y la eliminación de desechos
se realiza a través de sistemas de transporte acuoso.
b) Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas
Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una
estructura compacta que le convierte en un líquido incompresible, logrando que no se pueda
comprimir; gracias a esta propiedad el agua manifiesta diversos funciones biológicas:
• Se mantiene la turgencia entre las células vegetales.
• Algunos invertebrados (“malaguas”) presentan un esqueleto hidrostático que funciona
como una bomba impulsora de agua, que le permite su desplazamiento.
• Las articulaciones presentan un recubrimiento de fluido que sirve de amortiguación.
• Esta fuerza de cohesión es la responsable de la capilaridad. Es decir el ascenso desde
la raíz de la plantas hasta las zonas altas de la misma.
c) Elevada constante dieléctrica solvatación iónica.
Las moléculas de agua al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto
llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes y quedan así rodeados por
moléculas de agua, fenómeno también llamado solvatación iónica.
d) Alta viscosidad
El agua en estado sólido posee menor viscosidad que el agua líquida, esto es que el hielo es
menos denso que el agua líquida. La viscosidad indicada se debe a la presencia de los puentes
de hidrógeno.
e) B ajo grado de ionización
Sólo 1 molécula de agua de cada 551’000,000 moléculas de agua se encuentra ionizada. Esto
explica que la cc de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja:
10 -7 moles/litro (H3O+) = (OH-) = 10-7
47
Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido (se añade H3O+)
o una base (se añade OH-), aunque sea en muy poca cantidad, estos niveles varían
bruscamente.
En los líquidos biológicos, sin embargo, y a pesar de estar constituido básicamente por agua
la adición de ácidos o bases no hace variar casi su (H3O+), es decir su pH (pH = -log (H3O+).
Ello se debe a que esos líquidos contiene sales minerales y proteínas disueltas, que pueden
ionizarse en menor o mayor grado, dando lugar a H3O+ o a OH-, este fenómeno se denomina
efecto tampón.
f) Tensión superficial
La tensión superficial es la consecuencia de la cohesión y atracción mutua de las moléculas
del agua. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas del agua fuertemente unidas,
formando una estructura compacta en la superficie de los líquidos, una red molecular que
soporta la presión externa. Esta propiedad permite que algunos organismos puedan vivir
sobre esta superficie dura que genera el agua
g) Propiedades térmicas
• Elevado calor específico: Hace falta mucho calor para elevar la temperatura del agua. Para
elevar sólo 1°C la temperatura del agua se necesita 1,000 calorías. Esto lo convierte en un
gran estabilizador térmico frente a los cambios bruscos de temperatura.
• Alto punto de ebullición: Es la temperatura a la cual un líquido cambia de estado físico. En
el agua es a 100ºC.
• Alto calor latente de vaporización: Es el calor necesario para pasar de líquido a gas; en el
agua es de 540 cal/gr. A 20º C se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo
que da la idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidas entre
las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar estas moléculas de la energía
cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor
• Alto punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa de estado sólido a líquido.
En agua es de OºC.
Funciones del agua
• Es un agente de transporte (sirve como vehículo para el transporte de nutrientes y de
desechos)
• Mantiene la temperatura constante en los seres vivos
• Cumple función estructural
• Es un lubricante corporal
• Participa en el proceso de la respiración externa
• Es el solvente universal
48
LAS SALES MINERALES
Además del agua existen otras biomoléculas inorgánicas Como las sales minerales. En
Función de su solubilidad en agua, se distinguen 2 tipos: insolubles y solubles en agua
a) Sales minerales insolubles en agua
Su función es de tipo plástico, formando estructuras de protección y sostén, como por
ejemplo: caparazones de crustáceos y moluscos, esqueleto interno de los vertebrados
(fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de calcio) y los dientes.
Determinadas células incorporan sales minerales como las que se pueden encontrar en la
pared de celulosa de los vegetales, o como forma de productos residual del metabolismo
(cristales de oxalato cálcico).
b) Sales minerales solubles en agua
La actividad biológica que proporcionan se debe a sus iones y desempeñan
fundamentalmente las siguientes funciones:
• Funciones catalíticas: Algunos iones como Mn, Cu, Mg, Zn, etc. actúan como cofactores
enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de la actividad catalítica de ciertas enzimas.
El ión ferroso férrico forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y mioglobina, proteínas
encargadas del transporte de oxígeno. También el ión magnesio forma parte de la clorofila y
participa en el proceso de la fotosíntesis.
• Funciones Osmóticas: Intervienen en la distribución del agua intra y extra celular. Los iones
sodio, calcio, potasio, cloro, participan en la generación de gradientes electroquímicos, que
son imprescindibles en el potencial de membrana y del potencial de acción en los procesos
de sinapsis neuronal, transmisión del impulso nervioso y contracción muscular.
• Función tamponadora: S e lleva a cabo por los sistemas carbonato – bicarbonato y
monofosfato – bifosfato. Es decir, participa en el equilibrio ácido – base.
• Determina un grado de salinidad en el medio.
Las sales minerales se presentan de tres maneras en los seres vivos:
1. Sales precipitadas: constituyen estructuras sólidas insolubles. Ejemplos: fosfato decalcio,
carbonato de calcio.
2. Sales disueltas: dan lugar a cationes y aniones
3. Sales asociadas: se unen a proteínas, lípidos y carbohidratos
49
LOS GLÚCIDOS
Llamados también hidratos de carbono, azúcares o almidones Son compuestos ternarios C,
H, O.
Funciones
• Energética: aporta del 60 – 70% de la energía que utilizamos.
• Reserva energética: almidón, glucógeno,
• Estructural: ribosa, celulosa, quitina, mureína
• Anticoagulante: heparina, dextrano
Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos
A.MONOSACARIDOS
• Son los azúcares más simples, no hidrolizables.
• Son dulces, sólidos, blancos, solubles en agua y cristalizables.
• Son azucares reductores (reducen el licor de fehling)
• Bioquímicamente son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas
Monosacáridos más importantes
a) Triosas: Dihidroxicetona (cetotriosa), D (+) Gliceraldehído (aldotriosa). Este último
presenta actividad óptica porque presenta un carbono asimétrico o carbono quiral, es
decir tiene sus cuatro Valencia saturadas por radicales diferentes. La actividad óptica
se refiere a que una solución de monosacárido puede desviar la fuente de luz hacia la
derecha (es dextrógira) y se simboliza (+) o lo puede desviar hacia la izquierda (es
levógira) y se simboliza (-).
b) Tetrosas:
• Aldotetrosas: Treosa, Eritrosa.
• Cetotetrosa: Eritrulosa (Da lugar a un bronceado que tarda en completarse de 24 a 48 horas)
c) Pentosas
 Aldopentosas: Ribosa, Desoxirribosa, Arabinosa, Xilosa, Lixosa. Cetopentosa:
Ribulosa.
• Ribosa: Se encuentra en el ARN, ATP.
• Desoxirribosa: Está presente en el ADN
• Xilosa: En gomas vegetales, peptidoglucanos, glucosaminoglucanos y en las
glucoproteínas.
• Lixosa: Se encuentra presente en el músculo cardiaco.
• Arabinosa: En la goma arábiga, goma de ciruela y de cereza y en glucoproteínas.
• Ribulosa: Aceptor de CO2 en la fotosíntesis
50
d) Hexosas:
Aldohexosas: Glucosa, Galactosa, Manosa.
Cetohexosa: Fructosa
• Glucosa: Llamada también Dextrosa o “azúcar de uva”. Principal azúcar de la sangre: 0,6
– 1,1 mg/100 ml de sangre.
G l u c o n e o g é n e s i s: Es una ruta metabólica anabólica que permite la síntesis de glucosa
a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de aas, lactato, piruvato, glicerol
e intermediarios del Ciclo de Krebs como fuentes de C para la vía metabólica.
Glucogénesis o Glucogenogénesis: Es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de
glucógeno a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo
principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo.
• G a l a c t o s a: Formada en las glándulas mamarias a partir de la glucosa. Junto con la D-
glucosa forma el disacárido Lactosa. Asociada con lípidos forma los cerebrósidos.
• M a n o s a: Se obtiene por hidrólisis del maná y de las gomas vegetales. Cuando se
polimeriza forma el homopolímero manosana presente en bacterias, mohos, levaduras, y
plantas superiores.
• Fructosa (levulosa): Es el azúcar natural más dulce. Se le obtiene por hidrólisis de la
sacarosa y la inulina. Nutre y da vitalidad a los espermatozoides. Asociado con la glucosa
forma la sacarosa.
B.LOS OLIGOSACARIDOS
Son glúcidos que provienen de la unión de 2 a 10 monosacáridos unidos por enlaces
químicos. Son dulces, solubles, cristalizables.
Enlace N-glucosídico: Enlace entre un -OH de un monosacárido y un compuesto aminado de
otra molécula. Se formarán aminoazúcares: Galactosamina, Glucosamina, etc.
Enlace O-glucosídico: Enlace entre dos -OH de dos monosacáridos. Es el enlace de los di y
polisacáridos. Pueden ser: α-glucosídico si el primer monosacárido es α, y β-glucosídico si
el primero es β.
DISACARIDOS: Provienen de la unión de 2 monosacáridos por enlace glucosídico. Son
dulces, solubles, son azucares reductores (excepto la sacarosa y la trehalosa)
Ejemplos de disacáridos principales:
• Maltosa: Formado por la unión de glucosa + glucosa, unidos por el enlace α- 1, 4
En la naturaleza se encuentra en el grano germinado de la cebada y se obtiene por hidrólisis
del almidón y del glucógeno
51
• Isomaltosa: Glucosa + glucosa, enlace α- 1, 6. Se obtiene por hidrólisis de la amilopectina
y del glucógeno.
• Celobiosa: glucosa + glucosa, enlace β- 1, 4. Se obtiene por la hidrólisis de la celulosa.
• Trehalosa: glucosa + glucosa, enlace α-1,1. Se encuentra en mohos y levaduras. Es un
azúcar no reductor. Es el azúcar principal de la hemolinfa de los insectos.
• Lactosa: galactosa + glucosa, β-1, 4. Se encuentra libre en la leche. En la deficiencia de
lactasa, su mal absorción conduce a diarrea y flatulencia.
• Sacarosa: Glucosa + fructosa, enlace α-1,2. Se encuentra libre en la caña de azúcar, sorgo,
remolacha. Es el azúcar natural más cariogénico. No reduce el licor de Fehling. En la
deficiencia de sacarosa, la mal absorción conduce a diarrea y flatulencia.
TRISACARIDOS: Se forma por la unión de tres monosacáridos:
•Melicitosa: Está formado por fructosa + glucosa + glucosa. Se encuentra en la miel.
Formado por: Fructosa (α-2,4) glucosa (α-1,4) glucosa.
• Rafinosa: Formado por galactosa + glucosa + fructosa. Se encuentra en la remolacha.
Formado por: Galactosa (α-1,6) Glucosa (α-1,2) Fructosa
•Panosa: Está formado por 3 glucosas. Se obtiene por hidrólisis parcial de la amilopectina.
Formado por: Glucosa (α-1,6) Glucosa (α-1,4) Glucosa
•Maltotriosa: Formado por 3 glucosas y se obtiene por hidrólisis parcial de la amilosa.
Formado por: Glucosa (α-1,6) Glucosa (α-1,4) Glucosa
TETRASACARIDOS: Se forma por la unión de cuatro monosacáridos
• Estaquiosa: Formado por galactosa + galactosa + glucosa + fructosa. Se encuentra en las
legumbres y soya.
Formada por Galactosa (α-1, 6) Galactosa (α-1, 6) Glucosa (α-1, 2) Fructosa.
C. POLISACARIDOS
Se forman por la unión de más de 10 monosacáridos, unidos por enlace o-glucosídico y con
pérdida de una molécula de agua por cada enlace. No son dulces, hidrolizables no reductores.
Insolubles en agua.
Se clasifican en Homopolisacárido y Heteropolisacárido
HOMOPOLISACARIDOS:
52
• Almidón: Principal Polisacárido de reserva vegetal. Se almacena en raíces, tallos y frutos
(semillas). Está formada por 2 tipos de polímeros:
(1) Amilosa, helicoidal no ramificada, representa del 15 – 20% del almidón. Es un
polímero de maltosa. Por hidrólisis da lugar al polisacárido dextrina y luego a
maltosa. Con el yodo se tiñe de color azul negruzco.
(2) Amilopectina, helicoidal muy ramificada, representa del 80 – 85% del almidón. Es
un polímero de maltosa (α-1,4), con ramificaciones (α-1,6). Por hidrólisis aparecen
moléculas de maltosa y los núcleos de ramificación, que poseen enlaces (α-1,6) son
inatacables por las enzimas. Estos núcleos reciben el nombre de dextrinas límites.
Con el yodo se tiñe de color rojo oscuro.
• Glucógeno: Polisacárido de reserva en bacterias, hongos y animales (caracol de jardín); se
almacena en el hígado y músculos. Es similar a la amilopectina pero mucho más ramificado.
Las enzimas amilasas actúan sobre el glucógeno dando maltosas y dextrinas límites.
• Dextranos: Polisacáridos de reserva en algunas bacterias y levaduras. Tiene efecto
antitrombótico (menos eficaz que la heparina).
• Inulina: Es un polímero de fructosa, se encuentra en raíces de dalias, rosas, alcachofas,
diente de león.
• Celulosa: Principal Constituyente de la pared celular vegetal, es el azúcar más abundante
en la naturaleza, no es digerible en el hombre. Es el polisacárido natural más abundante.
• Quitina: Se encuentra en el exoesqueleto de artrópodos (c r u s t á c e o s , arácnidos, insectos
y miriápodos). Se encuentra también en la pared celular de los hongos. Después de la celulosa
es el polisacárido natural más abundante.
HETEROPOLISACARIDO
Son Heteropolisacárido de Origen animal: Mucopolisacaridos, ácido hialuronico,
Condroitina, heparina.
a) Mucopolisacaridos glucosaminoglucanos): Los mucopolisacaridos son compuestos
estructurales de cartílago, hueso, córnea, piel, paredes de vasos sanguíneos, y otros
tejidos conectivos. Son carbohidratos que contienen aminoazúcares y ácidos
urónicos. Son mucopolisacaridos relevantes: Ácido hialurónico, sulfato de heparina,
sulfato de condroitina y sulfato de queratina.
b) Ácido Hialurónico: Polímero de la acetilglucosamina y el ácido glucorónico. Se halla
en: El tejido conjuntivo (unido al colágeno), el líquido sinovial, el humor vítreo.
Asociado a ciertas proteínas forman mucoproteínas (saliva). Forma disoluciones muy
53
viscosas, sirviendo como lubricante y como sustancia cementante en el tejido
conjuntivo.
c) Condroitina: Contiene acetilgalactosamina. Se encuentra en el tejido Conjuntivo. Es
una de las sustancias constitutivas de huesos y cartílagos. Tiene estructura de doble
hélice como los ácidos nucleicos. Contiene radicales esterificados con H2SO4
(condroitinsulfato o sulfato de dermatano).
d) Heparina: Se encuentra en la sustancia intercelular, principalmente en el hígado y
pulmones. Presente en la saliva de animales hematófagos (murciélagos hematófagos,
zancudos hembras, etc.). Impide el paso de protrombina a trombina y con ello quese
coagule la sangre. Se utiliza en medicina para evitar la trombosis.
Son Heteropolisacárido de Origen vegetal: Pectina, Hemicelulosa, agar – agar, goma arábiga.
a) Pectina: Se encuentra en la pared de las células vegetales, forma la lámina media que
une a las células de plantas angiospermas: Abundan en la manzana, pera, ciruela y
membrillo. Posee una gran capacidad gelificante, se usa para preparar mermeladas.
b) Hemicelulosa: Es un polímero de xilosa y arabinosa, galactosa, manosa, glucosa y
ácido glucurónico. Importante en la fabricación de papel aumentando el rendimiento
de la pulpa celulósica, es decir, aumenta la resistencia de las fibras debido a que actúa
formando enlaces entre ella.
c) Agar – agar: Se extrae de las algas rojas. Es muy hidrófila, aunque menos que la
pectina. Su uso principal es como medio de cultivo en microbiología.
d) Goma arábiga: Es producida por las acacias. Sirve para cerrar la herida de las plantas.
En agua produce disoluciones muy viscosas.
Heterósidos: Polímeros que por hidrólisis dan monosacáridos y moléculas no glucídicas
denominadas aglicón o genina Se clasifican en: Antocianósidos, Tanósidos, Glucoproteicos
(mucoproteínas: como la saliva y glucoproteínas: glucoproteìna de la leche, seromucoide de
la sangre, aglutinógenos A y B de la sangre y Hormonas gonadotropinas (como HL, FSH Y
HCG), Peptidoglucanos, Ácidos Teicoicos.
FUNCIÓN DE LOS GLÚCIDOS:
• Energética: Sacarosa, almidón, glucógeno, etc
• Estructural: Celulosa, quitina, ribosa, desoxirribosa, peptidoglucano, ácido teitoico.
54
LOS LIPIDOS
Son compuestos ternarios (C, H, O), pudiendo contener además P y N. Son insolubles en
agua y solubles en disolventes orgánicos, es decir no polares: éter, cloroformo, sulfuro de
carbono, metanol, acetona, etc.
1. FUNCIONES
• Energética: Segundo combustible energético de los seres vivos. Su valor calórico es 9,3
Kcal/gr.
• Estructural: Se encuentra en las membranas biológicas celulares (Ejm. Fosfolípidos,
colesterol, esfingomielina); en las membranas de los organelos; en la vaina de mielina.
• Termoaislante: Se almacena en el Tejido Conectivo Subcutáneo. Son malos conductores
del calor.
• Reserva: Triglicéridos, que se encuentran en el tejido adiposo.
• Reguladora: Hormonas como la testosterona, estrógenos; hormonas suprarenales y las
vitaminas liposolubles: A, D, E, K.
2. COMPONENTES DE LOS LÍPIDOS
• Alcoholes:
Glicerol: es el alcohol más común
Esfingosina: en esfingolípidos y glucolípidos
Miricilo: se encuentra en las ceras.
• Ácidos grasos: Son ácidos monocarboxílicos con número par de carbonos, los más
abundantes presentan de 16 a 18 carbonos.
3. PROPIEDADES DE LOS LÍPIDOS
• Esterificación: ácido graso + alcohol (R-OH) = éster + agua
• Saponificación: ácido graso + base = jabón + agua
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf
MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf

More Related Content

What's hot (20)

RAMAS DE LA BIOINGENIERIA.pptx
RAMAS DE LA BIOINGENIERIA.pptxRAMAS DE LA BIOINGENIERIA.pptx
RAMAS DE LA BIOINGENIERIA.pptx
 
Linea de tiempo
Linea de tiempoLinea de tiempo
Linea de tiempo
 
Historia De La BiologíA
Historia De La BiologíAHistoria De La BiologíA
Historia De La BiologíA
 
Teorías de la evolución
Teorías de la evoluciónTeorías de la evolución
Teorías de la evolución
 
Biologia
Biologia Biologia
Biologia
 
Reino protista
Reino protistaReino protista
Reino protista
 
Biological Classification
Biological ClassificationBiological Classification
Biological Classification
 
Sistema Muscular AbnerBaez
Sistema Muscular AbnerBaezSistema Muscular AbnerBaez
Sistema Muscular AbnerBaez
 
Terminologia Anatomica
Terminologia AnatomicaTerminologia Anatomica
Terminologia Anatomica
 
Origen de la ecología
Origen de la ecologíaOrigen de la ecología
Origen de la ecología
 
Historia de la biologia
Historia de la biologiaHistoria de la biologia
Historia de la biologia
 
Ecosistemas
EcosistemasEcosistemas
Ecosistemas
 
Biomoleculas
BiomoleculasBiomoleculas
Biomoleculas
 
Biolementos Y Macromoleculas
Biolementos Y MacromoleculasBiolementos Y Macromoleculas
Biolementos Y Macromoleculas
 
pruebas directas e indirectas sobre el origen del hombre
pruebas   directas e  indirectas sobre el origen del hombrepruebas   directas e  indirectas sobre el origen del hombre
pruebas directas e indirectas sobre el origen del hombre
 
Introduccion ala microbiologia
Introduccion ala microbiologiaIntroduccion ala microbiologia
Introduccion ala microbiologia
 
Ensayo ecología
Ensayo ecologíaEnsayo ecología
Ensayo ecología
 
Personajes influyentes en el desarrollo de la Microbiología. Grupo 4
Personajes influyentes en el desarrollo de la Microbiología. Grupo 4Personajes influyentes en el desarrollo de la Microbiología. Grupo 4
Personajes influyentes en el desarrollo de la Microbiología. Grupo 4
 
Importancia de la ecología
Importancia de la ecologíaImportancia de la ecología
Importancia de la ecología
 
Introducción a la fisiología
Introducción a la fisiologíaIntroducción a la fisiología
Introducción a la fisiología
 

Similar to MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf

Similar to MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf (20)

historia de la biologia
 historia de la biologia historia de la biologia
historia de la biologia
 
Biología
BiologíaBiología
Biología
 
Plan lector historia de la biología
Plan  lector   historia de la biologíaPlan  lector   historia de la biología
Plan lector historia de la biología
 
Plan lector historia de la biología
Plan  lector   historia de la biologíaPlan  lector   historia de la biología
Plan lector historia de la biología
 
Historia de la biología
Historia de la biologíaHistoria de la biología
Historia de la biología
 
Biocronograma 559 Biología 4
Biocronograma 559 Biología 4Biocronograma 559 Biología 4
Biocronograma 559 Biología 4
 
Historia de la biología
Historia de la biologíaHistoria de la biología
Historia de la biología
 
Biologia
BiologiaBiologia
Biologia
 
Tabla comparativa
Tabla comparativaTabla comparativa
Tabla comparativa
 
PORTAFOLIO _1° PARTE _ BIOLOGIA
PORTAFOLIO _1° PARTE _ BIOLOGIAPORTAFOLIO _1° PARTE _ BIOLOGIA
PORTAFOLIO _1° PARTE _ BIOLOGIA
 
HISTORIA DE LA BIOLOGIA.pdf
HISTORIA DE LA BIOLOGIA.pdfHISTORIA DE LA BIOLOGIA.pdf
HISTORIA DE LA BIOLOGIA.pdf
 
Historia de la biologia
Historia de la biologiaHistoria de la biologia
Historia de la biologia
 
BIOLOGÍA UNIDAD N°1
BIOLOGÍA UNIDAD N°1BIOLOGÍA UNIDAD N°1
BIOLOGÍA UNIDAD N°1
 
Origen de la biologia
Origen de la biologiaOrigen de la biologia
Origen de la biologia
 
Teorias de la evolucion
Teorias de la evolucion Teorias de la evolucion
Teorias de la evolucion
 
Biologia
BiologiaBiologia
Biologia
 
Biologia
BiologiaBiologia
Biologia
 
Biologia
BiologiaBiologia
Biologia
 
Cientificos de la biologia
Cientificos de la biologiaCientificos de la biologia
Cientificos de la biologia
 
La biología después de cristo
La biología después de cristoLa biología después de cristo
La biología después de cristo
 

Recently uploaded

Manuel para el his cancer essalud .pptx
Manuel para el his cancer essalud  .pptxManuel para el his cancer essalud  .pptx
Manuel para el his cancer essalud .pptxluciana824458
 
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptx
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptxTriptico sobre que son y como PrevencionITS.pptx
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptxLysMedina
 
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptx
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptxCLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptx
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptxMairimCampos1
 
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptx
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptxABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptx
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptxNikolaiChoqueAlarcn
 
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolar
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolarTaller Si te drogas te dañas, sesión de información escolar
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolarJuanCarlosRodrguezGa9
 
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdf
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdfClase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdf
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdfgarrotamara01
 
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdf
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdfPresentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdf
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdfjgfriases
 
Fistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
FistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaFistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Fistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaagaby752170
 
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptx
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptxcaso clinico relacionado con cancer gastrico.pptx
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptxkimperezsaucedo
 
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdf
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdfClase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdf
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdfgarrotamara01
 
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdf
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdfComo se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdf
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdfKEVINYOICIAQUINOSORI
 
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdf
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdfGuía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdf
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdfcpimperiumsac
 
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdf
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdfInstrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdf
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdfAnaSanchez18300
 
Cavidad oral y faríngea // Histologia de ross
Cavidad oral y faríngea // Histologia de rossCavidad oral y faríngea // Histologia de ross
Cavidad oral y faríngea // Histologia de rossarlethximenachacon
 
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia 2024.pdf
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia  2024.pdfClase 9 Miembro Inferior Osteologia  2024.pdf
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia 2024.pdfgarrotamara01
 
Perfil-Sensorial-2-Child. Versión actualizada
Perfil-Sensorial-2-Child.  Versión actualizadaPerfil-Sensorial-2-Child.  Versión actualizada
Perfil-Sensorial-2-Child. Versión actualizadaNadiaMocio
 
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí..."La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...Badalona Serveis Assistencials
 
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptx
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptxSEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptx
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptxanny545237
 
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptx
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptxEmergencia Neumológica: Crisis asmática.pptx
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptxMediNeumo
 

Recently uploaded (20)

Manuel para el his cancer essalud .pptx
Manuel para el his cancer essalud  .pptxManuel para el his cancer essalud  .pptx
Manuel para el his cancer essalud .pptx
 
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptx
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptxTriptico sobre que son y como PrevencionITS.pptx
Triptico sobre que son y como PrevencionITS.pptx
 
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptx
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptxCLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptx
CLASIFICACION DEL RECIEN NACIDO NIÑO.pptx
 
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptx
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptxABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptx
ABDOMEN AGUDO Quirúrgico, etiologia.pptx
 
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolar
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolarTaller Si te drogas te dañas, sesión de información escolar
Taller Si te drogas te dañas, sesión de información escolar
 
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdf
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdfClase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdf
Clase 11 Articulaciones de la Cabeza 2024.pdf
 
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdf
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdfPresentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdf
Presentación de neuroanatomia-de-oscar-gonzales.pdf
 
Fistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
FistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaFistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
Fistulogramaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
 
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptx
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptxcaso clinico relacionado con cancer gastrico.pptx
caso clinico relacionado con cancer gastrico.pptx
 
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdf
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdfClase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdf
Clase 10 Artrologia Generalidades Anatomia 2024.pdf
 
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdf
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdfComo se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdf
Como se produjo la Penicilina de forma massiva en la II Guerra Mundial.pdf
 
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdf
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdfGuía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdf
Guía para superar los pensamientos atemorizantes, obsesivos o inquietantes.pdf
 
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdf
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdfInstrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdf
Instrumental Quirúrgico 2° ed - Renee Nemitz (2).pdf
 
Cavidad oral y faríngea // Histologia de ross
Cavidad oral y faríngea // Histologia de rossCavidad oral y faríngea // Histologia de ross
Cavidad oral y faríngea // Histologia de ross
 
Situaciones difíciles. La familia reconstituida
Situaciones difíciles. La familia reconstituidaSituaciones difíciles. La familia reconstituida
Situaciones difíciles. La familia reconstituida
 
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia 2024.pdf
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia  2024.pdfClase 9 Miembro Inferior Osteologia  2024.pdf
Clase 9 Miembro Inferior Osteologia 2024.pdf
 
Perfil-Sensorial-2-Child. Versión actualizada
Perfil-Sensorial-2-Child.  Versión actualizadaPerfil-Sensorial-2-Child.  Versión actualizada
Perfil-Sensorial-2-Child. Versión actualizada
 
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí..."La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...
"La auto-regulación como concepto esencial para la seguridad de la praxis clí...
 
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptx
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptxSEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptx
SEMANA 1 GENERALIDADES Y TERMINOLOGIAS EN BIOSEGURIDAD.pptx
 
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptx
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptxEmergencia Neumológica: Crisis asmática.pptx
Emergencia Neumológica: Crisis asmática.pptx
 

MODULO CPU FASE 2021 - II(1).pdf

  • 2. 2 ÍNDICE Semana 01 Introducción a la Biología 03 Semana 02 Los seres vivos 17 Semana 03 Materia viva, Virus 28 Semana 04 Macromoléculas, Enzimas, Vitaminas, pH y amortiguadores 40 Semana 05 Clasificación de los seres vivo I 82 Semana 06 Clasificación de los seres vivos II 82 Semana 07 Célula 107 Semana 08 Nutrición y Metabolismo 126 Semana 09 Herencia 131 Semana 10 Ciclo Celular 147 Semana 11 La vida en la tierra y Evolución humana 155 Bibliografía 163
  • 3. 3 INTRODUCCIÓN HISTORIA DE LA BIOLOGIA La biología (derivado de dos voces griegas: bios = vida y logos = tratado o discurso) es la ciencia de la vida; o mejor dicho, es la ciencia que se ocupa de estudiar a los seres vivos, la palabra “biología” fue creada por el científico francés Juan Bautista Monet. En la actualidad la definición de la biología es la ciencia que mediante leyes, principios y teorías tratan de interpretar los fenómenos biológicos en los seres vivos. El término de biología fue empleado por primera vez el año 1801 por los naturalistas Jean Baptieste Lamarck y Treviranus. En su sentido más amplio significa el estudio de todos los seres vivos, en todas sus manifestaciones. Su historia empieza desde el primer momento en que el hombre para alimentarse, vestirse y protegerse comienza a observar y a conocer a las plantas y a los animales que podían servirle para satisfacer sus necesidades. Cuando el hombre primitivo tuvo cierto conocimiento de la naturaleza, domestico a los animales que le eran útiles e inicio la agricultura. Aristóteles (384 – 322 a. C) Es considerado el padre de la biología, por ser el primer gran organizador del conocimiento biológico, por lo que es considerado el inventor de la anatomía y de la biología. También es considerado el padre de la zoología, debido a que fue el primero en clasificar los animales en: animales con sangre y sin sangre; esta clasificación se basó en los rasgos de la semejanza y parentesco que observo en sus investigaciones. Intentó explicar el origen de la vida, proponiendo y defendiendo la teoría de la generación espontánea, en donde proponía el origen espontáneo de animales inferiores (peces, insectos ) a partir de la materia en putrefacción, la que se relacionaba con fuerzas vitales para generar la vida, a las que llamó entelequia. Teofrasto (372 – 287 a. C)
  • 4. 4 Fue considerado en su época gran divulgador de la ciencia, fue un gran estudioso de la biología, realizó grandes aportes en escrito en el campo de la biología: historia plantarum y de causis plantarum en donde clasifico a las plantas en cuatro categorías: árboles, arbustos, subarbustos y hierbas. Galeno: Galeno de Pergamo (130 – 200 d. C) Realizo estudios de anatomía y fisiología humana, con los cuales logró importantes progresos en esta ciencia. Fue el primero en emplear el método experimental en sus estudios. Sus investigaciones y puntos de vista han dominado a la ciencia médica europea a lo largo de mil años. Anton Van Leeuwenhoek (1631 – 1723) Es reconocido en el campo de la microscopia por el perfeccionamiento de los lentes para la fabricación de los microscopios. Es el pionero en la observación de microorganismos a través del microscopio; descubrió a los organismos unicelulares a los que los llamó animáculos, por eso muchos lo consideran el padre de la protozoología Robert Hooke (1635 – 1703) Es considerado el màs importante científico experimental de la historia, debido a sus incansables observaciones a través del microscopio. Fue el primero en observar y describir en la lámina de corcho ciertas cavidades que él llamó “célula”. Realizó innumerables investigaciones en este campo, por eso que es considerado como el padre de la citología; además, destacó por sus ideas pre evolucionista e hizo importantes aportes en la fisiología de la respiración. Carlos Linneo (1707 – 1778) Científico y naturista sueco que fundamentó las bases de la taxonomía moderna, considerado como el padre de la taxonomía. Es el creador del sistema de denominación taxonómica: nomenclatura binomial, sistema que permite nombrar con presiciòn a todas las especies, utilizando para ello dos términos: el género y la especie, ambos escritos generalmente en latín.
  • 5. 5 También se encargó de clasificar a los animales y plantas en grupos taxonómicos: las especies en géneros, los géneros en familias, las familias en clases, las clases en phylum y los phylum en reinos. LA BIOLOGIA EN EL MUNDO ANTIGUO. Los descubrimientos arqueológicos confirman que en culturas antiquísimas, como la india y la china, el hombre ya obtenía provecho de los animales domesticados y de las plantas cultivadas. En la antigua babilonia los sacerdotes tuvieron algunos conocimientos de la anatomía, al sacrificar a los animales en sus ceremonias religiosas. En Egipto, la práctica de embalsamar a los cadáveres permitió a los sacerdotes conocer la anatomía del cuerpo humano. El pueblo judío contribuyo mediante sus leyes al desarrollo de la higiene. Durante la civilización griega podemos mencionar a los siguientes sabios naturalistas: Heráclito (576-480 a.C.) Quien considera al fuego como fuerza vital, como causa del movimiento y cambios en las formas de vida. Hipócrates (460-376 a.c.) famoso médico griego, fundador de la medicina científica. Aristóteles (384-322 a.c.), el primer gran organizador del conocimiento biológico; se le llama “padre de la biología” porque fue el primero en realizar trabajos en biología. Así, en zoología, clasifico a los animales en dos grupos: animales con sangre y sin sangre, agrupándolos, además, por su semejanza y su parentesco; también realizó estudios en anatomía comparada, estableciendo su teoría de la “correlación entre los órganos”. Su discípulo Teofrasto (372-287 a.C.), llamado el “padre de la botánica”, dividió a las plantas en cuatro categorías: árboles, arbustos, subarbustos y hierbas. Durante el imperio Romano se destacaron Plinio y Diocorides en el siglo I de la Era Cristiana; ambos realizaron trabajos para identificar a las plantas, y aparecen los primeros dibujos botánicos. Galeno (130-200 d.c.) realizó grandes progresos en anatomía y fisiología humanas, fue el fisiólogo más famoso de la antigüedad y el primero en emplear el método experimental en sus estudios. BIOLOGIA EN LA EDAD MEDIA
  • 6. 6 En esta época la biología no adelantó, porque Durante Ella los naturalistas se limitaron a copiar los escritos y dibujos dejados por los griegos y romanos, debido al predominio de la filosofía escolástica. Entre los árabes, sin embargo, destacaron naturalistas Como Avicena (980-1037 d.c.), médico y enciclopedista cuyos escritos sirvieron durante siete siglos como fuente de conocimiento. En el siglo XIII, al traducirse Del árabe al latín los trabajos de Avicena y los de filósofos Como Aristóteles, se prepara el desarrollo de las ciencias naturales modernas. BIOLOGIA DURANTE EL RENACIMIENTO En sus comienzos tenemos a Leonardo de Vinci (1 4 2 5 -1519) quien fue naturalista, matemático, mecánico y el mejor pintor del siglo XV; estudio la anatomía relacionándola con la fisiología. Fue un gran observador de los seres vivos. Andres Vesalino (1514-1564) nació en Bruselas, publicó en 1543 una obra sobre anatomía humana, que tuvo un éxito extraordinario por dos razones: era el libro más perfecto que se había publicado hasta entonces, y se hizo en una época en que se buscaba la verdad de los fenómenos biológicos. Fabricius (1537-1619) realizó investigaciones sobre disección y estudio la fisiología de las venas, observando por primera vez las válvulas, que aseguran la circulación de la sangre en un solo sentido. Miguel Servet (1509-1553) y más tarde Guillermo Harvey (1578-1657) descubrió la circulación pulmonar y la circulación aortica, respectivamente. Marcelo Malpighi (1628- 1694), mediante la ayuda del microscopio observa los capilares sanguíneos, completando así los conocimientos sobre la circulación de la sangre. LA BIOLOGIA EN LOS SIGLOS XVII-XVIII-XIX Entre los científicos más importantes tenemos: Nehemish Grew (1641-1712) médico inglés que estudió la estructura de las plantas. Antonio Leewenhoeck (1631-1723), fue el primero en observar a los organismos unicelulares o Microscópicos.
  • 7. 7 Roberto Hooke (1635-1703) observó y describió por primera vez, en una lámina de corcho, las cavidades que él llamo células. Carlos Linneo (1707-1778) organizó y sistematizó la división de las plantas y animales, estableciendo la nomenclatura binaria y los grupos taxonómicos. Roberto Brown (1773-1858), botánico escocés quien en 1831, observó el núcleo de las células y también el movimiento oscilatorio (browniano) de las partículas en suspensión, en un líquido. En 1838 y en 1839 se establece que todos los vegetales y animales estaban formados por células. Juan Bautista de Lamarck (1744-1829) hace conocer su teoría sobre la evolución, negando así la idea de la generación espontánea. Jorge Cuvier (1769-1832) fue el creador de la anatomía comparada y de la paleontología. Carlos Darwin (1809-1882), al publicar su obra titulada “el origen de las especies por medio de la selección natural” (1859), establece la llamada teoría del Darwinismo, que explica la evolución de los seres vivos, incluso la del hombre. Luis Pasteur (1822-1895), químico y biólogo francés, fue el creador de la microbiología. Gregorio Mendel (1822-1884), monje austriaco, realizo experiencias sobre genética, pero sus trabajos no fueron reconocidos hasta 1900. August Weismann (1834 – 1914), Biólogo alemán, sus primeras investigaciones se centran en la zoología, pero su aporte más importante fue en 1892 en el que desarrollo de su teoría del plasma germinal. Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945), Biólogo norteamericano que desarrollo la teoría cromosómica de la herencia, una de las aportaciones más relevantes de la biología del siglo XX. En 1933 Morgan obtuvo el premio nobel de fisiología y medicina. Arthur Kornberg (1918 – 2007), Bioquímico estadunidense, descubrió la síntesis de ADN utilizando una bacteria intestinal (Escherichia coli). Consiguió un ADN sintético idéntico al natural. En 1959 fue galardonado con el premio Nobel de Fisiología y Medicina. Robert Whittaker (1920 – 1980), Propuso el esquema de la clasificación de los 5 reinos bióticos. Alfred Knudson (1922- 2016), Genetista estadounidense que descubre el primer gen supresor de tumores. Oliver Smithies (1925 – 2017), Genetista británico galardonado con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología del año 2007, acreditado por el descubrimiento de la Electroforesis en 1950. James Watson y Francis Crick, 1953 Descubren la estructura molecular del ADN, también su capacidad de autoduplicación y la mutación.
  • 8. 8 Martin Evans, 1981 Descubrió el estado embrionario de las células madre, e igualmente realizó diversas técnicas de modificación genética en animales. En 2007 recibió el premio Nobel de Medicina y Fisiología. LA BIOLOGIA DEL SIGLO XX Durante el presente siglo se ha realizado una verdadera revolución científica, debido a la aplicación del método experimental, al perfeccionamiento del microscopio de luz, a la aplicación del microscopio electrónico y a la colaboración de ciencias como la química y la física. Podemos mencionar a: Hugo de Vries, quién en 1901 estableció su teoría de las mutaciones. A Boveri, Morgan y un equipo de científicos, que realizaron magníficos trabajos sobre genética. Hopkins, Funk y McCollum, completaron el descubrimiento de las vitaminas y establecieron su importancia en la nutrición. Al estudiar las enfermedades y su resistencia a ellas, se logra la inmunización, mediante vacunas, sueros, etc. Carl Correns (nacido como Carl Franz Joseph Erich Correns, Múnich, 19 de septiembre de 1864-Berlín, 14 de febrero de 1933) fue un biólogo, genetista y botánico alemán. Junto con Erich von Tschermak y Hugo de Vries, redescubrió las leyes de Gregor Mendel a comienzos del siglo XX. Boysen- Jensen y Went, descubren las auxinas, sustancias que provocan el crecimiento de las plantas. Ian Wilmut – Keith Campbell, 1996 Clonan al primer mamífero, Dolly. Francis Collins, 2001 Pionero del genoma creo el método denominado clonación posicional que ha llegado a ser un componente fundamental de la genética molecular moderna. John Craig Venter, 2007 Biólogo Pionero del genoma. Descubrió la secuencia completa de un organismo vivo, creó un cromosoma artificial a partir de elementos químicos. Mario Capecchi, 2007 Genetista trabajo sobre células madre y manipulo la genética en modelos animales. Propia técnica Gene targeting, Premio Nobel de Medicina y Fisiología.
  • 9. 9 A partir de 1930 se descubren los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y se completó el descubrimiento de las vitaminas. Se reconoció la importancia del adenosin trifosfato (ATP) en el metabolismo, o el uso de energía en las plantas, animales y el hombre. Se descubren los antibióticos (penicilina, estreptomicina, aureomicina) importantes en la lucha contra las enfermedades. Por último, mediante la introducción del microscopio electrónico, se ha llegado a conocer la estructura celular de las mitocondrias, de la fotosíntesis, Del ciclo de Krebs, la estructura del ADN, etc. LA BIOLOGIA COMO CIENCIA Por ciencia se debe entender todo aquello que lleva a descubrir la verdad científica. Así, la observación de hechos y fenómenos, el planteamiento de hipótesis, teorías y métodos hacen la ciencia. Y la curiosidad del científico que ve problemas donde el hombre corriente nada ve, unida al progreso de la técnica, ha hecho posible su desarrollo. Tal es el caso de la biología, que en los últimos tiempos ha logrado descubrir muchas verdades científicas que nos asombran y maravillan. La biología es una ciencia y sus principios y métodos son los de cualquier otra ciencia. De hecho, principio básico de la biología moderna es que los seres vivos obedecen a las mismas leyes de la física y la química que rigen la materia inanimada. PRINCIPIOS DE LA CIENCIA Toda investigación científica, incluida la biología, se basa en un pequeño conjunto de suposiciones. Aunque nunca podremos demostrar de manera absoluta estas suposiciones, han tan ampliamente demostradas y son tan validas que debemos llamarles principios científicos. La causalidad natural es el principio que marca que todos los hechos provienen de causas naturales. A lo largo de la historia humana se han planteado dos enfoques para el estudio de la vida y de otros fenómenos naturales. El primero supone que algunos hechos suceden por la intervención de fuerzas sobrenaturales que se encuentran más allá de nuestroentendimiento. Los antiguos griegos creían que Zeus lanzaba rayos desde el cielo y que Poseidón producía temblores y tormentas en el mar. Por el contrario, los científicos se apegan al principio de la causalidad natural: todos los hechos pueden rastrearse hasta causas naturales que nosotros potencialmente tenemos la capacidad de comprender. Por ejemplo, hasta hace relativamente poco tiempo, se pensaba que la epilepsia era un castigo de los dioses. En la actualidad, sabemos que es una enfermedad del cerebro, en la cual algunos grupos de neuronas producen descargas incontrolables.
  • 10. 10 El principio de la causalidad natural tiene un corolario importante: la evidencia que reunimos acerca de las causas de los hechos naturales noha sido distorsionada deliberadamente para engañarnos. Las leyes naturales que rigen los hechos se aplican en cualquier lugar y momento. El segundo principio fundamental de la ciencia es que las leyes naturales, leyes deducidas de la naturaleza, son uniformes en el espacio y el tiempo y no cambian por la distancia o el tiempo. Por ejemplo, las leyes de la gravedad, el comportamiento de la luz y las interacciones de los átomos, son exactamente la mismas el día de hoy de lo que fueron hace miles de millones de años y serian exactamente las mismas en Moscu que en Nueva York o, aun, en Marte. La uniformidad en el tiempo y el espacio es esencial para la biología, ya que varios de los hechos de gran importancia para esta ciencia, como la evolución de la diversidad actual de los seres vivos, sucedió antes de que los humanos se encontraran aquí para observarlos. La investigación científica se basa en la suposición de que la gente percibe los hechos naturales de manera parecida. La tercera suposición básica de la ciencia es que, como regla general, todos los humanos perciben los hechos naturales fundamentalmente de la misma manera y que etas percepciones nos proporcionan la información confiable acerca de este mundo natural. La percepción común es, hasta cierto grado, un principio peculiar para la ciencia. Sistemas de valores, Como los que tienen que ver con la apreciación del arte, la poesía y la música, no toman en consideración la percepción común.
  • 11. 11 CAMPOS DE LA BIOLOGÍA Múltiples son las ciencias que se han desprendido, como ramas creadas a través del tiempo, por la necesidad de precisar el análisis de la vida en diferentes niveles, como el atómico, el celular, funcional, estructural o de biodiversidad: plantas, animales, hongos, protozoarios o bacterias. Las siguientes ramas de la Biología, pueden abordar indistintamente, a cualquiera de los reinos existentes desde diferentes niveles: DE ACUERDO CON EL ORGANISMO ESTUDIADO 1. BOTÁNICA: Estudia las plantas. 2. FICOLOGÍA: Estudia a las algas. 3. Botánica Criptogámica: Estudia a plantas sin flores. Se divide a su vez en: 4. Briophyta: Sin vasos conductores, ni flores ni frutos. La Briología: Estudia a musgos, hepáticas y las antóceras. 5. Pteridophyta: Con vasos conductores, sin semillas. Pteridología: Estudia a los helechos, licopodios y las “colas de caballo”. 6. Botánica Fanerogámica: Estudia las plantas con órganos reproductores grandes. 7. CARPOLOGÍA: Se encarga Del estudio Del fruto. 8. PALINOLOGÍA: Estudia el polen. 9. MICROBIOLOGÍA: Estudia los seres microscópicos. 10. MICOLOGÍA: Estudia a los hongos (mohos y levaduras). 11. ZOOLOGÍA: Es el estudio de animales: 12. -Helmintología: Gusanos 13. -Entomología: Insectos 14. -Malacología: Moluscos 15. Carcinología: Crustáceos. 16. -Ictiología: Peces 17. -Herpetología: Reptiles 18. -Ornitología: Aves 19. -Mastozoología: Mamíferos 20. BACTERIOLOGIA: Estudia las bacterias. 21. PROTOZOOLOGIA: Estudia a los protozoos. 22. VIROLOGIA: Estudia los virus. DE ACUERDO CON LAS PROPIEDADES Y NIVELES QUE SE ESTUDIA A LA MATERIA. 1. ANATOMÍA: Estudia cómo es la estructura de los organismos (interna y externa) 2. BIOLOGIA MARINA: Estudia la vida en el mar. 3. BIOLOGÍA MOLECULAR: Es la ciencia que estudia la composición, estructura y función de los genes
  • 12. 12 4. CITOLOGÍA: Estudia la estructura de las células (morfología celular), y sus funciones (fisiología celular). 5. CITOGENÉTICA: Estudio de la genética de las células (cromosomas). 6. CITOPATOLOGÍA: Estudio de las enfermedades de las células. 7. ECOLOGÍA: Estudia a los Ecosistemas. 8. LIMNOLOGÍA: Estudia a los lagos y ríos. 9. GEOBOTANICA: Estudia las asociaciones vegetales. 10. EMBRIOLOGÍA: Estudia el desarrollo de los óvulos fecundados. 11. ETOLOGÍA: Estudia el comportamiento de los animales. 12. FILOGENIA: Estudio de la evolución de los seres vivos. 13. FISIOLOGÍA: Estudia cómo son las funciones de los seres vivos. 14. GENÉTICA: Estudia la herencia de los caracteres 15. GENÉTICA MOLECULAR: Estudia la estructura y la función de los genes a nivel molecular. 16. HISTOLOGIA: Estudia los tejidos y propiedades. 17. NOMENCLATURA: Es la subdisciplina de la Taxonomía que se ocupa de reglar los nombres de los taxones. Actúa una vez que los taxónomos decidieron qué taxones habrá y a qué categorías taxonómicas pertenecen. 18. PARASITOLOGÍA: Estudia los organismos que viven a expensas de otros. 19. TAXONOMÍA: Estudio que clasifica y ordena a los seres vivos. RAMAS RELACIONADAS A LA BIOLOGÍA: Astrobiología: (o xenobiología), que estudia la posibilidad de la vida más allá de la Tierra. Otros campos se detallan a continuación: Biofísica: Nivel Cuántico. Estudia las posiciones y el flujo de la energía en los organismos; o sea, cómo fluye, se distribuye y se transforma la energía en los seres vivientes. Por ejemplo, la trayectoria de la energía durante el ciclo de Krebs, la transformación de la energía química a energía eléctrica para generar un impulso nervioso, la transferencia de energía durante un proceso metabólico, el flujo de la energía en el movimiento de los cilios en un protozoario, etc. Inmunología: Estudio de las reacciones defensivas que despliegan los organismos en contra de cualquier agente agresivo, sea éste del entorno o del mismo interior del organismo. En Biología, la Inmunología no se concreta solo al sistema inmune de los seres humanos, sino al de cada especie que habita el globo. Por ejemplo, gracias a la producción de sustancias que defienden a las plantas de agentes patógenos, los seres humanos contamos con una amplia variedad de medicamentos contra diversos padecimientos. Un buen ejemplo es el Ácido Acetilsalicílico, el cual fue descubierto en la corteza del sauce yque en nosotros actúa como analgésico, anti-inflamatorio y antitrombótico.
  • 13. 13 Medicina: Estudia los métodos y remedios por medio de los cuales los organismos enfermos pueden recuperar la salud. Aunque estamos acostumbrados a relacionar Medicina con enfermedades humanas, en realidad, la Medicina es una rama de la Biología aplicable a todos los seres vivientes. Paleobiología: Se conoce también como Paleontología o Biología Paleontológica. Es el estudio de los seres vivientes que existieron en épocas prehistóricas. Por ejemplo, el comportamiento del Tyrannosaurus rex, el registro fósil del Homo sapiens neanderthalensis, etc. Bioquímica: Es la ciencia que estudia la base química de las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas del metabolismo celular como la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras muchas cosas. Biónica: es la aplicación de soluciones biológicas a la técnica de los sistemas de arquitectura, diseño, ingeniería y tecnología moderna. Bioética: Estudio de los aspectos éticos de las ciencias de la vida (medicina y biología, principalmente), así Como de las relaciones Del hombre con los restantes seres vivos. Biogeografía: Parte de la biología que estudia la distribución geográfica de los animales y las plantas. Estratigrafía: Parte de la geología que estudia la disposición y las características de las rocas sedimentarias y los estratos. Hidrología: Estudio de las propiedades físicas, químicas y mecánicas del agua continental y marítima, su distribución y circulación en la superficie de la Tierra, en el suelo y en la atmósfera. CIENCIAS AUXILIARES DE LA BIOLOGÍA Química. - Nos facilita comprender el funcionamiento de los organismos, la manera cómo transforman los alimentos, cómo son degradados para obtener energía, la forma cómo fijan la energía los vegetales, su composición química y cómo son reintegrados a la tierra a partir de los ciclos biogeoquímicos. Física. - Sus aportes a la conformación de la microscopía, ha dotado de una gran herramienta de trabajo, el aporte de la termodinámica, expresada a través de las leyes que llevan su mismo nombre, nos dan posibilidades de interpretar mejor los ciclos biogeoquímicos, el comportamiento de la energía a través de las cadenas alimenticias nos da posibilidades de comprender mejor el mecanismo de la respiración. Matemáticas. - La posibilidad de analizar los fenómenos biológicos de manera cuantitativa, nos permite predecir el comportamiento de las poblaciones en cuanto a su aumento o
  • 14. 14 disminución, el cómo se difunde una enfermedad o cómo se trasmiten los caracteres de padres a hijos para obtener variedades mejoradas. Geografía. - La influencia de la latitud, longitud, altura sobre el nivel del mar, los tipos de suelo... como factores determinantes para la distribución de los organismos, su ubicación o abundancia dependiendo de cada uno de ellos. Geología. - Aporta elementos importantes para el estudio de los fósiles ubicados en sustratos de suelo o incrustados en un tipo de roca, la forma como evolucionaron los continentes para establecer la Teoría de la Pangea, la Formación de diferentes envases o cuerpos de agua que dan la posibilidad de crear algún tipo de ecosistema. Oceanografía. - Estudia el comportamiento de los océanos y su impacto en las formas de vida no sólo marinas sino continentales a través de los ciclones; la forma Como influyen las Corrientes marinas o el fenómeno Del niño y niña que son determinantes en los climas y por ende, el desarrollo de la vida en general. Historia. - Nos ayuda a la reconstrucción de los hechos biológicos, como la conformación de las eras geológicas y los acontecimientos que en cada una de ellas encierra, nos ha facilitado establecer la cronología celular, los diferentes acontecimientos que se dieron antes y después del DNA, los diferentes científicos que intervinieron durante 2000 años, para finalmente, conocer la forma de como los vegetales producen sus alimentos o lo que llevamos recorriendo... entorno al origen de la vida. Ética.- Como parte de la Filosofía que trata de la moral y de las obligaciones del hombre, abre un espacio de reflexión a través de fuertes cuestionamientos, entorno a lo que podrían considerarse excesos relacionados con la vida: El aborto, la eutanasia, la pena de muerte, congelación de embriones humanos, madres incubadoras, la clonación en humanos...cuestionamientos que se basan en principios, normas y valores y que van encausando el actuar de la Biología en relación a su objeto de estudio: La vida y todo lo que a ella le afecte. LA CIENCIA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO La ciencia constituye un intento lógico, objetivo y repetible de comprender las fuerzas y principios que operan en el universo. La ciencia (palabra que deriva del latín scientia, conocer) no es dogmática (o por lo menos no debería serla...) y debe entenderse como un proceso que avanza probando y evaluando. Para considerar a un conocimiento como científico es necesario, por así decirlo, conocer las reglas del juego las cuales están compiladas en el llamado método científico. Conocimiento.
  • 15. 15 El conocimiento nos permite tener certeza de la realidad, interpretarla proporcionándonos herramientas para enfrentarnos a ella (de ahí el dicho popular “el que no conoce es como el que no ve”). Sabemos de la existencia de dos tipos de conocimiento o formas de acercarnos al objeto de conocimiento, que hasta el momento, hacen posible la vida de las personas sobre la Tierra: el conocimiento empírico (popular) y científico. Conocimiento empírico Empírico significa, lo referente a la experiencia. Se trata de un nivel en donde los sentidos y el aspecto físico de las cosas se vinculan estrechamente. Este conocimiento es el que todos poseemos en mayor o menor medida, nos permite resolver problemas específicos Como: El vestir, alimentarnos, el hacer producir la tierra, el manejar un vehículo, criar animales, desarrollar herramientas para la pesca o manejo del bosque. El conocimiento empírico ha permitido el impulso de los oficios: carpintero, albañil, herrero, panadero, tejedor, ebanista, plomero...y muchos otros. Conocimiento científico A través del cocimiento empírico entendemos, sin mas, lo que percibimos, si queremos apreciar características, que no son tan obvias a simple vista y hacer diferentes interpretaciones, entonces, tendremos que recurrir al conocimiento científico, generado a través de la observación, del descubrir, explicar y predecir la realidad; para ello, sólo a través de la investigación podremos lograrlo y crear un cuerpo de conocimientos que no sean dogmáticos, ya que, los supuestos en esta lógica, se someten al análisis y crítica, que nos lleven a establecer postulados y axiomas, que concluyan en la creación de la ciencia, concebida según Tamayo y Tamayo como “conjunto de conocimientos racionales, ciertos, probables, obtenidos metódicamente, sistematizables y verificables que hacen referencia a objetos de la misma naturaleza”; para generar conocimiento científico, el camino obligado es la investigación científica, que se basa en la estructura del Método Científico, fundamentado en la pregunta y la búsqueda de respuestas originadas por la observación y la experimentación. GENERALIDADES DEL MÉTODO CIENTÍFICO Desde tiempos inmemorables diversos filósofos cuestionaron los eventos que ocurrían en el mundo natural, y muchas veces plantearon respuestas con deducciones no siempre acertadas. Con el pasar de los años y gracias a las aportaciones de una larga trayectoria de sabios y/o estudiosos de las ciencias entre los que podemos nombrar a Galileo Galilei y Francis Bacon se planteó un método para excluir todo aquello que tiene naturaleza subjetiva y, por lotanto, no es susceptible de formar parte de lo que denomina conocimiento científico. En última instancia, aquello que es aceptado por el sentido común propiamente dicho y, por ello, adquiere carácter de generalmente aceptado por la comunidad científica y la sociedad, el llamado método científico.
  • 16. 16 En todo método se pueden exigir, por lo menos, dos cualidades: la eficacia y la eficiencia. La eficacia consiste en la seguridad para obtener el fin deseado. La eficiencia consiste en la adecuación y la proporción de los medios empleados para conseguir el fin propuesto La investigación deberá ser: • Rigurosa (se realiza con precisión, no es arbitraria) • Minuciosa (hay que registrar el mínimo detalle del comportamiento del fenómeno) • Sistemática (ordenada, en la que se aplica un análisis lógico, se establecen categorías o agrupaciones.) • Estará dirigida a resolver problemas de importancia social. • Buscará encontrar principios generales que le permita predecir el comportamiento del fenómeno. • No parte de cero, sino de una experiencia o conocimiento previo. • Se basa en observaciones apoyadas en instrumentos que la auxilien (microscopio, telescopio, computadora…) • Es una actividad eminentemente lógica y objetiva que le permita validar los procedimientos empleados, los datos recogidos y las conclusiones alcanzadas. • Es una actividad paciente que contrasta con lo espectacular, no busca impresionar sino resolver un problema. • Es una actividad que requiere valor, la investigación puede tener la desaprobación social o de un grupo, si estás convencido de las bondades de tu investigación y el beneficio social que puede traer, es importante que la realicemos. CONCEPTO DE MÉTODO CIENTÍFICO "Conjunto de pasos fijados de antemano por una disciplina con el fin de alcanzar conocimientos válidos mediante instrumentos confiables", "secuencia estándar para formular y responder a una pregunta", "pauta que permite a los investigadores ir desde el punto A hasta el punto Z con la confianza de obtener un conocimiento válido". Así el método es UN conjunto de pasos que trata de protegernos de la subjetividad en el conocimiento. ETAPAS DEL MÉTODO CIENTÍFICO Observación: En esta primera etapa, pretendemos percatarnos del mínimo detalle del comportamiento del fenómeno y en función de ello, plantear con precisión el problema.
  • 17. 17 Planteamiento del problema: La detección del problema nos da posibilidades de centrar nuestra atención en alguna característica particular del fenómeno a estudiar, la característica del problema es que se plantae en forma de pregunta muy precise. Hipótesis: La hipótesis es una respuesta provisional, una suposición que establecemos como una forma de explicarnos la naturaleza del fenómeno estudiado, es una respuesta ingeniosa cargada de conocimiento previo, se constituye en la columna vertebral de nuestro trabajo. Experimentación: Es la parte de la investigación más tractiva en términos de acción, ya que ésta requerirá no solo del ingenio, de la experiencia, de los conocimientos que tengamos sino también del esfuerzo físico, muchas veces tendremos que velar toda la noche para observar a los organismos en su medio natural o hacer una prueba con diversas repeticiones donde es importante identificar un grupo control o testigo y el otro experimental. Conclusión: En esta fase, podemos decir si nuestra hipótesis es verdadera o falsa, muchas veces podemos llegar a conclusiones que no habíamos previsto, para lo cual no habremos de forzar los datos o nuestro capricho, debemos tener la rigurosidad plantear nuevamente el problema en función de nuevos datos o conocimientos del fenómeno. Documentación. LOS DOS PILARES DEL MÉTODO CIENTÍFICO El primero de ellos es la reproducibilidad, es decir, la capacidad de repetir un determinado experimento, cualquier lugar y por cualquier persona. Este pilar se basa, esencialmente, en la comunicación y publicidad de los resultados obtenidos. El segundo pilar es la falsabilidad. Es decir, que toda proposición científica tiene que ser susceptible de ser falsada (falsacionismo). Esto implica que se pueden diseñar experimentos que en el caso de dar resultados distintos a los predichos negarían la hipótesis puesta a prueba. La falsabilidad no es otra cosa que el modus tollendo tollens del método hipotético deductivo experimental.
  • 18. 18 LOS SERES VIVOS La teoría evolucionista nos plantea la lenta transformación de la tierra y lo que en ella habita, lo animado e inanimado están vinculados por los mismos elementos, sin embargo hay características que solo son distinguibles para los seres vivos como son: 1. - Los seres vivos tienen estructura celular organizada y compleja, basada en moléculas orgánicas (de carbono, a través de componentes químicos). 2. - Los seres vivos adquieren materiales y energía de su medio ylos convierten en diferentes formas, a lo que llamamos metabolismo. 3. - Los seres vivos mantienen activamente su estructura compleja y su mediointerno, procesado llamado homeostasis. 4. - Los seres vivos crecen, es decir aumentan proporcionalmente en su biomasa. 5. - Los seres vivos responden a estímulos de su medio. 6. - Los seres vivos se reproducen, utilizando una huella molecular llamada DNA, de manera sexual y asexual. 7. - Los seres vivos, tomados Como un todo, presentan la capacidad de evolucionar. A continuación describiremos cada una de ellas de manera general ya que a lo largo del texto se abordarán específicamente, como el tema de estructura celular y evolución o grandes temas como el de reproducción. 1. LA ORGANIZACIÓN ESPECÍFICA Todos los seres vivos tienen niveles bioquímicos de organización, están formados por moléculas que a su vez se organizan en macromoléculas. Estas macromoléculas a su vez se organizan en estructuras de un alto nivel de complejidad, correspondientes a la célula, es por eso que existen organismos que presentan una sola célula a los que se les denomina unicelular y los que están formados por miles y millones de ellas a los que se les denomina, pluricelular. Toda esta compleja organización está basada en dos tipos de niveles: El nivel químico y el nivel biológico. 1.1. Niveles de organización química a) Bioelementos
  • 19. 19 Los elementos que forman parte de los seres vivos son denominados bioelementos o elementos biogenésicos. De todos ellos los más abundantes son los elementos primarios, los elementos formadores de las biomoléculas de los seres vivos: Carbono, Hidrógeno, Oxigeno y Nitrógeno. b) Biomoléculas Cuando los bioelementos se unen entre sí mediante enlaces covalentes, éstos forman a las moléculas constitutivas de los seres vivos: agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. c) Asociaciones supramoleculares El nivel supramolecular está formado por la unión de moléculas por enlaces covalentes de biomoléculas de importancia fundamental para los seres vivos: generalmente proteínas y ácidos nucleicos. Las estructuras que se forman son complementarias a las estructuras membranosas de la célula, por ejemplo, ribosomas, citoesqueleto, centriolo, cuerpo basal, etc. 1.2. Niveles de organización biológica a) Nivel celular Es el nivel básico y fundamental de todo ser vivo. La teoría celular, una de las teorías centrales de la biología, norma que los seres vivos están formados por células. Existen organismos unicelulares de vida libre o coloniales (bacterias, protozoarios, algas, hongos) y organismos pluricelulares que se organizan en conglomerados celulares (hongos pluricelulares, plantas animales) b) Nivel tisular Este nivel está dado por la asociación de células con iguales características y funciones. De tal manera que puedan formarse tejidos animales formados por la asociación de células animales y tejidos vegetales producto de la asociación de células vecinas. c) Nivel orgánico Formado por la unión de diferentes tejidos los que forman estructuras integradas que funcionan sincronizadamente.
  • 20. 20 d) Nivel sistémico Formado por la asociación fisiológica y anatómica de diversos órganos los que se integran para dar origen a un sistema altamente especializado. En anatomía humana cuando se agrupan órganos formados por un mismo tipo de tejido, se le denomina a esta asociación Sistema, en cambio cuando se asocian órganos de diferentes tejidos a esa agrupación se le denomina Aparato. e) Nivel ecológico La asociación de Aparatos o Sistemas forman a un individuo que es la pieza fundamental. El conjunto de individuos de una misma especie forma una Población; el conjunto de poblaciones que viven en un área geográfica común (Biotopo) y en el mismo tiempo recibe el nombre de Comunidad o Biocenosis. Un Ecosistema es un sistema natural vivo que está formado por un conjunto de organismos vivos (Biocenosis o Comunidad Biótica) y el medio físico en donde se relacionan (Biotopo). El nivel de Biósfera está constituida por todas las comunidades vivas que habitan el planeta. Algunos investigadores le llaman biósfera a toda la zona de la Tierra que presenta vida.
  • 21. 21 El ECOSISTEMA es la unidad básica y fundamental de la ECOLOGÍA, dado que bajo este punto se congrega a los SERES VIVOS y el MEDIO AMBIENTE en el cual desarrollan. Área protegida: Es una extensión territorial donde se protegen muestras representativas de Ecosistemas, las especies animales y vegetales que los habitan, los paisajes que forman y otros elementos del ambiente natural. Dentro de las más importantes tenemos: A). Parques Nacionales: Son áreas destinadas a la protección, con carácter de intangibles, de la flora y fauna silvestres y de las bellezas paisajísticas que contienen. Podemos mencionar: •Parque Nacional del Manu: Ubicado en Madre de Dios y Cuzco. Encierra aproximadamente un millón y medio de hectáreas, la mayor diversidad de plantas y animales. Entre las especies conocidas tenemos: cedro, caoba, castaño y gran riqueza en flores. La fauna la constituye la mayor diversidad de aves del mundo, primates, cocodrilos, nutrias, lobos de río, osos de anteojos, venados, jaguares, etc. B). Reservas Nacionales: Son áreas destinadas a la protección y propagación de especies de la fauna silvestre, cuya conservación sea de interés nacional. Ejm: •Reserva Nacional de Pampa Galeras: En Ayacucho. Es la unidad de conservación más famosa a nivel nacional y mundial. Está dedicada a salvar a la vicuña de la extinción y recuperar su población hasta niveles en que se puedan aprovechar sus productos como la lana, piel, carne, etc. •Reserva Nacional de Lachay: En Lima, es la única reserva que conserva una muestra de la formación de Lomas. La vegetación es típica de Lomas y la fauna también es bastante variada. Esta reserva esta amenazada por la escasa precipitación pluvial, la actividad pecuaria y el pisoteo de la vegetación por los visitantes C). Santuarios Nacionales: Son áreas destinadas a proteger con carácter de intangible una especie o comunidad de terminada de plantas o animales, así como las formaciones naturales de interés científico. Podemos mencionar: •Santuario Nacional de Huallay: En Pasco, esta unidad protege un fenómeno geológico espectacular conformado por rocas erosionadas en forma de un gigantesco “Bosque de piedras” o estatuas y otras figuras, según la imaginación del observador, intercalados por praderas y riachuelos. Otros santuarios nacionales: Calipuy (La Libertad), Ampay (Apurímac), Manglares de Tumbes, Tabaconas – Namballe (Cajamarca). D).Santuarios Históricos: Son áreas destinadas a proteger con carácter de intangibles, los escenarios naturales en que se desarrollaron acontecimientos gloriosos de la Historia Nacional. Ejm: •Santuario Histórico de Machu Picchu: En Cuzco, constituye una de las maravillas del mundo. Es la mayor atracción turística mundial. Lo más admirable es la armonía estética entre la naturaleza y la arquitectura. La vegetación es propia del bosque húmedo, abundan los helechos, orquídeas, palmeras, líquenes. La fauna es variada, aunque hay especies en peligro de extinción como el oso de anteojos. Habitan osos perezosos, gatos monteses, primates, venados grises, pumas, vizcachas. Entre las aves predomina el gallito de las rocas, que es el ave nacional del Perú. Está amenazado por las
  • 22. 22 quemas anuales forestales, por la explotación de madera, por la caza ilegal y por obras de Central Hidroeléctrica. Otros santuarios históricos: Chacamarca (Junín), Pampas de Ayacucho, bosque de Pomac (Lambayeque). 2. LOS BIOELEMENTOS Llamados también elementos biogenésicos, son todos aquellos elementos químicos que se encuentran presentes en la composición de todos los seres vivos. Se les puede clasificar en: Primarios y Secundarios • Primarios o macroelementos: C, H, O, N, P, S. En el hombre constituyen aproximadamente el 97%: - C (18%) - N (3%) - H (10%) - P (1%) - O (65%) - S (0,3%) Se llaman primarios porque son indispensables para la formación de Glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, que son las biomoléculas (principios inmediatos) presentes en todo ser vivo. • Secundarios o microelementos: Son todos los elementos restantes (3%) y en ella se distinguen: Los indispensables: Cl, Ca, Na, K, Mg, Mn, Fe, Cu, Si, F, B, I Los Variables (no indispensables): Son los que pueden faltar en algunos organismos: B, Br, Zn, Ti, V, Pb, Co, Al, etc. Los elementos que se encuentran en proporciones < 0,1% se denominan oligoelementos: Fe, Cu, Mg. Muchos bioelementos pueden ser a la vez indispensables y oligoelementos, debido a que: Su función no es estructural, sino catalizadora. Los bioelementos que se encuentran por debajo de 0,001% se denominan elementos trazas: Silicio (Si), Yodo (I). Propiedades de los bioelementos 1. Abundan en la biosfera y están difundidos en la naturaleza. 2. Son de peso atómico bajo. 3. Son de calor específico bajo.
  • 23. 23 4. Químicamente son muy activos, por lo que reaccionan fácil y enérgicamente con activa movilización de energía. 5. Son gaseosos o solubles en agua, lo que favorecen su difusión en la biósfera
  • 24. 24 Función de los bioelementos a) Los elementos C, H, O, N, P, S forman los principios orgánicos inmediatos. b) Los otros elementos tienen actividades muy específicas. • Sodio. Catión principal extracelular necesario para la transmisión de los impulsos nerviosos y la contracción muscular. Participa en el equilibrio ácido-básico e hídrico. Interviene en el ingreso de aminoácidos a la célula: La carencia disminuye la asimilación proteica. La falta de sodio en aves origina la baja producción de huevos. • Potasio. Catión principal intracelular; importante en la transmisión de los impulsos nerviosos; participa en la contracción muscular. Aumenta la turgencia: Favorece la captación de moléculas de agua alrededor de partículas coloidales citoplasmática. El tejido muscular presenta seis veces más potasio que sodio, por eso cuando el potasio es deficiente en las gallinas, se observa debilidad en las patas. • Cloro (cloruro): anión abundante fuera de la célula; esencial en la sangre y en el líquido intersticial para mantener el equilibrio hídrico. Facilita el buen funcionamiento del hígado, favoreciendo la limpieza de residuos orgánicos. Su carencia en vacas lecheras ocasiona descenso de la producción láctea, pérdida de apetito y peso, ojos sin brillo, pelaje áspero y un decaimiento general. • Calcio: Componente de dientes y huesos; participa en la coagulación sanguínea, en la conducción de los impulsos nerviosos y en la contracción muscular. Es el mineral más abundante del cuerpo. El calcio actúa como mediador intracelular cumpliendo función de segundo mensajero: Por ejemplo, el ión Ca2+ interviene en la contracción muscular y es imprescindible para la coagulación de la sangre. El Ca2+ disminuye la turgencia. • Hierro: Fundamental para la síntesis de la clorofila. Catalizador en reacciones químicas: Cofactor enzimático: Componente no proteico que actúa coordinadamente con una enzima para catalizar una reacción bioquímica: Holoenzima = Apoenzima + cofactor. Más importantes cofactores: Mn, Fe, Zn, Co, Cu, Mo. Interviene en la formación del grupo hemo de la hemoglobina (Fe2+). Interviene en la formación de: Mioglobina, Catalasa, peroxidasa, y Citocromo de la cadena respiratoria.
  • 25. 25 • Cobre: Se requiere para formar la hemocianina, el pigmento respiratorio de animales invertebrados acuáticos. Su deficiencia es muy rara, produce anemia hipocrómica y neutropenia. En la deficiencia de cobre son frecuentes: Las fracturas de huesos y malformaciones óseas. También se puede generar la ataxia zoótica: Se produce desmielinización de neuronas de extremidades posteriores. • Cobalto: Es componente de la vitamina B12 (cianocobalamina). La vitamina B12 es antianémica. Mantiene en buen estado el sistema nervioso No existe en vegetales ni frutas. En los toros aumenta el porcentaje de espermatozoides anormales. • Magnesio: Es el segundo catión más abundante del L.I.C. (45%); el L. E. C. tiene el 1% de Mg. Necesario para la síntesis de la clorofila. Actúa en le metabolismo de glúcidos: Activa enzimas de la vía glicolítica. Actúa en la síntesis de proteínas: actuando como coenzima (ribosomas). Una ingesta adecuada de Mg es una manera de controlar ciertas enfermedades cardiovasculares: Hipertensión, los trombos y las arritmias cardiacas. Otras funciones del Magnesio son: - Puede ayudar a las personas con diabetes tipo II. - La falta de Mg puede ser una causa de la aparición de asma. Es útil para el tratamiento de la bronquitis. - Disminuye el dolor de las fibromialgias. - Previene el dolor de cabeza o migraña. - Puede prevenir la aparición de cálculos renales. El Magnesio también desempeña importantes funciones en la actividad neuromuscular o en La transmisión de los impulsos nerviosos, y el funcionamiento del miocardio. • Zinc: Es cofactor de la anhidrasa carbónica, catalasas y fosfatasas. Acelera la mitosis, se concentra en el huso mitótico. Colabora en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (lo intensifica). Promueve la cicatrización de las heridas. Interviene en el metabolismo de proteínas: Interviene en la síntesis de colágeno. Intervienen en la síntesis de ácidos nucleicos. Interviene en las percepciones del gusto y el olfato. Colabora con el correcto funcionamiento de la glándula prostática y el desarrollo de los órganos reproductivos. Previene el acné al regular la actividad de las glándulas sebáceas. Interviene en la respuesta frente al estrés. Es fundamental para formar los huesos. Es un potente antioxidante natural: Componente de la
  • 26. 26 enzima antioxidante superóxido dismutasa: Tiene como cofactores: Zn, Cu, Mn, Fe o Ni. Interviene en el normal crecimiento y desarrollo durante el embarazo, la niñez y la adolescencia. Ayuda a mantener las funciones oculares normales: Aumenta la absorción de la vitamina A. • Yodo: Se requiere para la síntesis de las hormonas tiroideas (Tiroxina y la Triyodotironina). Su falta produce el bocio (aumento de la glándula Tiroides) El déficit de yodo durante la infancia origina cretinismo: Hay retraso mental y físico. • Fósforo: Componente de las proteínas y de los ácidos nucleicos, necesario para la formación de la estructura ósea y dentaria normal. Después del Calcio es el 2do mineral que abunda en nuestro cuerpo. Ayuda a mantener el pH de la sangre ligera-alcalino: aumenta la resistencia de los atletas. Su carencia puede producir: Osteomalacia (reblandecimiento de huesos) y debilidad muscular y alteraciones del SN. El fósforo Abunda en las células meristemáticas, abunda en la maduración de semillas y frutas. Es necesario para ciertos procesos enzimáticos: Producción de alcohol a partir de azúcares y Transformación de azúcar en almidones. El afloramiento de aguas profundas en la costa peruana genera el desarrollo de fitoplancton, y por lo tanto de la pesquería; el fósforo abunda en esta agua. • Sílice. Concede resistencia al tejido conjuntivo; endurece tejidos vegetales como las gramíneas, constituyentes de las plumas de las aves; en el frústulo de las diatomeas. • Molibdeno: Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte de las plantas. • Flúor: endurece el esmalte de los dientes. • Manganeso: Interviene en la fotólisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Es necesario para el crecimiento de los recién nacidos. Está relacionado con la formación de huesos, y el desarrollo de tejidos y la coagulación de la sangre. Fracturas de huesos y osteoporosis pueden prevenirse gracias al Mn de la piña. • Azufre: Indispensable para la formación de clorofila; su deficiencia provoca verde pálido. Interviene en la composición de vitaminas B1 (tiamina) y B7 (biotina) o vitamina H. Es componente importante de estructuras proteicas. Forma parte de La insulina, queratina, colágeno, Glutatión (antioxidante celular), Glucósidos que dan el sabor característico a la mostaza, cebolla y rabanitos.
  • 27. 27 • Níquel: Interviene en el control de la concentración de insulina en la sangre: Es necesario para la síntesis de insulina y factor antianémica. Es activador de la arginasa: Interviene en los procesos de formación de urea. • Cromo: Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. • Bioelementos con función estructural: C, H, O, N, P, S y Ca. • Bioelementos con función osmótica: K, Na, Cl. • Bioelementos con función catalítica: Mn, Zn, Co, Mo, Cr, Fe, Cu, Si, Al. 3. FUNCIONES Y CARACTERISTICAS EL METABOLISMO Los seres vivos constantemente intercambian materia y energía con su entorno (son un sistema abierto), logrando realizar constantemente reacciones químicas que les permitan mantenerse vivos. Estas reacciones pueden ser para degradación de moléculas complejas en moléculas simples (catabolismo) o reacciones de síntesis en donde se elaboran moléculas complejas en base a moléculas simples (Anabolismo). En ambas reacciones se almacenan o se libera energía (ATP). LA IRRITABILIDAD o SENSIBILIDAD Todos los seres vivos se relacionan con su medio externo e interno captando estímulos y respondiendo A ellos. La irritabilidad o sensibilidad es la capacidad que tiene el organismo para captar estímulo y Responden estos estímulos. Desde los organismos unicelulares hasta los pluricelulares todos presentan diferentes mecanismos de reacción, por ejemplo: las plantas reaccionan generalmente a estímulos luminosos y esto se debe a que presentan estructuras sensibles a la Luz. EL CRECIMIENTO Es el aumento de la masa celular y puede producirse por aumento del tamaño de las células, o su cantidad. El término crecimiento sólo debe aplicarse a los casos en que aumenta la cantidad de sustancia viva en el organismo, medida por el nitrógeno, o aumenta la cantidad de las proteínas presentes.
  • 28. 28 El aumento de tamaño de la célula puede deberse a simple ingestión de agua: Este aumento de volumen no se considera crecimiento. Algunos organismos crecen hasta que mueren: Árboles. EL MOVIMIENTO y LA LOCOMOCIÓN Se refiere a la capacidad que tiene los seres vivos de desplazarse: Ondulan, corren, reptan, nadan, vuelan, etc. La forma más sencilla de movimiento corresponde al nivel molecular, que se da en el citoplasma, membrana y entre las células de los tejidos. El movimiento en animales superiores se da:  Contracciones musculares  Agitación de proyecciones celulares microscópicas: cilios o flagelos  Expansión y retracción lenta de una masa de sustancia celular (movimiento amiboideo). El movimiento en vegetales es lento. El movimiento del flujo de la materia viva en células vegetales se denomina CICLOSIS. En el movimiento de plantas u órganos ligadas a la estación ecológica, se diferencian dos formas de reacción: Tropismos y Nastias. Tipos de movimientos: 1. Taxias: Son movimientos de desplazamiento propio de animales, protozoarios y bacterias: Anemotaxia: Por el viento Quimiotaxia: Por productos químicos Geotaxia: Por fuerzas gravitacionales Fototaxia: Por la luz Termotaxia: Estímulo térmico Galvanotaxia: Estímulo eléctrico Tigmotaxia: Estímulo mecánico Osmotaxia: Estímulo a la presión osmótica 2. Nastia: Es la respuesta a un estímulo que se da en plantas, éste se origina en una parte específica de la planta. Las nastias se clasifican de acuerdo con el estímulo que lo desencadena:
  • 29. 29 Sismonastias: Producidas cuando el estímulo es el contacto o la sacudida del vegetal como el movimiento de las plantas carnívoras: Mimosa ssp. Fotonastias o respuestas a la luz, como la apertura de ciertas flores al amanecer o al Anochecer: Buenas noches Termonastias o respuestas a las variaciones de temperatura, como el cierre de la flor del tulipán. Hidronastias o por respuestas a la humedad del ambiente, como en la apertura de los esporangios en los helechos. Traumatonastias o respuesta producida por una herida o como consecuencia de ésta. 3. Tropismos: Este mecanismo de respuesta principalmente se da en las plantas, originando un crecimiento del vegetal hacia la fuente del estímulo. Existen dos tipos de tropismos: positivo y negativo. Por ejemplo la raíz tiene Geotropismo (+) pero fototropismo (-) y el tallo presenta fototropismo (+) y Geotropismo (-) LA ADAPTACIÓN La propiedad de una planta o animal para adaptarse a su medio: Es la característica que le permite resistir a los cambios del medio. Cada especie puede adaptarse a todos los medios posibles. Habrá lugares donde no pueda sobrevivir, por diversos factores: Agua, luz, temperatura, alimento, rapaces, competidores, parásitos, etc. Dichas adaptaciones pueden ser estructurales, fisiológicas o conductuales, o una combinación de ellos. Ejemplos: El largo cuello de la jirafa, el grueso pelaje de los osos polares. LA REPRODUCCION Todos los organismos tienen la misma capacidad de formar nuevos descendientes, los que pueden ser idénticos o semejantes a ellos. Los virus no tienen metabolismo, no se mueven, Ni crecen. En la naturaleza existen dos tipos de reproducción: Asexual o Vegetativa: Se realiza sin la intervención n de gametos, sólo intervienen procesos mitóticos: Los nuevo s individuo s son idénticos al progenitor. Surgen a partir de un fragmento de él o a partir de una sola célula. Sexual: Los gametos de los seres diploides so n células haploides que se forman mediante meiosis.
  • 30. 30 LA MATERIA VIVA ESTADOS DE LA MATERIA VIVA La materia vía se puede encontrar en los estados: sólido, líquido y gaseoso: a) Estado sólido: Todas aquellas sustancias que constituyen elementos esqueléticos y de protección. Se presentan Dos tipos: Inorgánicas y Orgánicas. Inorgánicas: Como el fosfato cálcico y el carbonato cálcico que se encuentran impregnando el colágeno, constituyendo los huesos. Orgánicas: Colágeno, almidón, celulosa, quitina (exoesqueleto de insectos, hongos), depósitos de sebo. b) Estado líquido: Hay dos tipos de dispersiones: Dispersiones Moleculares o Disoluciones y Dispersiones coloidales. Dispersiones moleculares o Disoluciones: El soluto (la fase dispersa o micelas) es de bajo peso molecular: NaCl (PM = 58,5), glucosa (PM = 180), etc. Son transparentes y estables: No sedimentan. Dispersiones coloidales: En estas dispersiones, la fase dispersa o soluto es de elevado peso molecular (Albúmina, PM = 30,000 a 100,000). Cuando la fase dispersante es el agua y la fase dispersa es de elevado peso molecular se obtiene una dispersión coloidal. Son características de las dispersiones coloidales: • Son transparentes y claras. • Vistas a trasluz sobre fondo oscuro se observa cierta opalescencia. • Son estables, es decir no sedimentan, pero sí lo hacen por centrifugación. Cuando la fase dispersa es un sólido y la fase dispersante un líquido, se obtiene el estado de sol. Cuando la fase dispersa es un líquido y la fase dispersante un sólido, se obtiene el estado de gel.
  • 31. 31 c) Estado gaseoso: Intervienen en el metabolismo: O2 y CO2, otros son inertes: N2: Se halla en algunas cianofíceas (Nostoc), otros son venenosos: CO, HCN (Ácido Cianhídrico). PROPIEDADES DE LAS DISPERSIONES COLOIDALES a) Viscosidad Se define como la resistencia interna que presenta un líquido al movimiento relativo de sus moléculas. Si se añade sustancias hidrófilas, la viscosidad aumentará porque las partículas son más grandes. b) Elevado poder adsorbente La adsorción se define como un proceso mediante el cual las partículas de un fluido(líquido o gas) son atraídas hacia la superficie de un sólido o de una partícula coloidal en suspensión. La adsorción se da en la interfase sólido-líquido o sólido – gas. Ejemplo: El carbón activado. La absorción se da en los fluidos interviniendo todo el volumen. Ejemplo: El enriquecimiento en O2 del H2O en una pecera. c) Electroforesis Es el transporte de las partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico. Las partículas coloidales con carga (+), como algunas proteínas se dirigen hacia el cátodo (-). Las que tienen carga (-): Ácidos nucleicos, el almidón y la goma arábiga, migran hacia el ánodo (+). d) Efecto Tyndall Es la dispersión de la luz al atravesar un coloide. Se utilizar para distinguir coloides de soluciones. En un vaso que tiene una solución (agua con sal), mientras que en otro vaso que contiene un coloide (agua con unas gotas de leche), eEl haz del láser sólo se ve en el segundo. e) Movimiento Browniano Se llama así al movimiento caótico que tienen las partículas coloidales en el seno del medio dispersante. Este movimiento se debe al choque que sobre dichas partículas realizan las moléculas del medio dispersante.
  • 32. 32 Como se sabe por la teoría cinética molecular, las partículas de un líquido se encuentran en continuo movimiento. El movimiento se debe a: Energía cinética de cada partícula Temperatura Carga eléctrica Al tamaño de las partículas f) Sedimentación Las dispersiones coloidales son estables (no sedimentan) en condiciones normales, pero pueden hacerlo por: Ultra centrifugación: 100,000 rpm o por Centrifugación sencilla: 1,000 a 20,000 rpm. Se puede averiguar los pesos moleculares de las partículas coloidales, conociendo: El número de r.p.m. El tiempo necesario para su sedimentación La viscosidad del medio. g) Diálisis Es un proceso mediante el cual se separan las partículas dispersas de elevado PM (coloides) de los de bajo PM (cristaloides), aprovechando una membrana semi permeable (celofán, pergamino, etc.). Es decir que deja pasar las partículas pequeñas, pero no las grandes. h) Tixotropía: Son cambios de estado del coloide: De SOL a GEL y viceversa. Ejemplos: Ciclosis, Movimiento amiboideo, Almidón (biocoloide), Salsa de tomate. i) Sinéresis Acción de juntar las partículas de la fase dispersa de un gel (retracción del gel). Ejemplos: Coágulo de sangre, Leche cuajada y Queso fresco.
  • 33. 33 PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES VERDADERAS Son las dispersiones en un líquido de un sólido cuyas partículas tienen un bajo peso molecular. Ejemplos: La disolución acuosa de C6H12O6 = 180: NaCl disuelto: Na+ (peso atómico = 23) e Cl- (peso atómico 35,5). Las disoluciones verdaderas: No sedimentan por ultra centrifugación, son vacías ópticamente. Sus partículas dispersas no son adsorbentes ni diferenciables por electroforesis a) Difusión: Es la repartición íntima de las partículas de un fluido en el seno de otro junto al cual está. Este proceso se debe al constante movimiento en que se encuentran las partículas de líquidos y gases. Ejemplo: La absorción de O2 en el H2O. b) Ósmosis: Es el paso de un disolvente entre 2 disoluciones de diferente concentración, a través de una membrana semipermeable que sólo deja pasar las moléculas del disolvente. La membrana citoplasmática es una membrana semipermeable, y da lugar a diferentes respuestas frente a la presión osmótica del medio.
  • 34. 34 LOS VIRUS En biología, un virus (del latín virus, «toxina» o «veneno») es un agente infeccioso microscópico acelular que solo puede multiplicarse dentro de las células de otros organismos. Los virus infectan todos los tipos de organismos, desde animales y plantas, hasta bacterias y arqueas. Los virus son demasiado pequeños para poder ser observados con la ayuda de un microscopio óptico, por lo que se dice que son submicroscópicos; aunque existen excepciones entre los Virus núcleo citoplasmáticos de ADN de gran tamaño, tales como el Megavirus chilensis, el cual se logra ver a través de microscopía óptica El primer virus conocido, el virus del mosaico del tabaco, fue descubierto por Martinus Beijerinck en 1899, y actualmente se han descrito más de 5.000, si bien algunos autores opinan que podrían existir millones de tipos diferentes. Los virus se hallan en casi todos los ecosistemas de la Tierra y son el tipo de entidad biológica más abundante. El estudio de los virus recibe el nombre de virología, que corresponde a una rama de la microbiología. A diferencia de los priones y viroides, los virus se componen de dos o tres partes: su material genético, que porta la información hereditaria, que puede ser ADN o de ARN; una cubierta proteica que protege a estos genes —llamada cápside— y en algunos también se puede encontrar una bicapa lipídica que los rodea cuando se encuentran fuera de la célula — denominada envoltura vírica—. Los virus varían en su forma, desde simples helicoides o
  • 35. 35 icosaedros hasta estructuras más complejas. El origen evolutivo de los virus aún es incierto, algunos podrían haber evolucionado a partir de plásmidos (fragmentos de ADN que se mueven entre las células), mientras que otros podrían haberse originado desde bacterias. Además, desde el punto de vista de la evolución de otras especies, los virus son un medio importante de transferencia horizontal de genes, la cual incrementa la diversidad genética. Los virus a pesar de contar con una materia organizada y compleja, capacidad de reproducción y evolución, no cuenta con una organización material autopoiética por lo que son considerados entidades biológicas mas no seres vivos. (Un sistema se define como autopoiético cuando las moléculas producidas generan la misma red que las produjo y especifican su extensión). Su clasificación: En 1962, varios autores propusieron una forma de ordenar los virus basados en la clasificación de Linneo (Filo, Clase, Orden, Familia, Género y Especie), donde los virus se agrupaban según poseían características compartidas (no de sus huéspedes) y el tipo de ácido nucleico que forma su genoma. Esto hizo que se formase el Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV), de sus siglas en inglés International committee on Taxonomy of Viruses. La clasificación actual del ICTV dice que la clasificación más alta para los virus es el Orden, donde en 2018 se reconocen 9 Órdenes para 48 Familias, mientras que hay 86 Familias sin haber sido clasificadas en la categoría de Orden. Esto revela la enorme cantidad de datos que a fecha de hoy falta por ordenar. David Baltimore es el biólogo estadounidense que desarrolló la clasificación de
  • 36. 36 Baltimore que actualmente se utiliza junto a la del ICTV para clasificar los virus y que le valió el Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1975. Esta clasificación numérica se basa en la formación de ARNm (ARN mensajero) para producir las proteínas virales y replicarse. Clase I Virus de DNA ds (DNA bicatenarios): La replicación del virus así como la transcripción a RNAm y la traducción a las proteínas virales se realizan exactamente igual a como se realizan en la célula. Ej: Poxvirus como el virus de la Viruela, Herpesvirus Clase II Virus de DNA ss (+) (DNA monocatenario positivo): El genoma vírico se convierte en DNA ds utilizando la maquinaria enzimática de la célula y a partir de este genera el RNAm que dará lugar a las diferentes proteínas víricas. La duplicación del genoma vírico que se inserta en la célula es similar a la clase I. Posteriormente se separan las hebras de DNA ds antes de encapsularla en el virus DNA ss (+). Ej: Anemia del pollo, Parvovirus Clase III Virus de RNA ds (RNA bicatenario): La transcripción se realiza mediante la hebra de RNA (+) y la formación de genoma vírico para encapsular se realiza en dos pasos: El primer paso consiste en ensamblar al virus el RNA ss (+) y una vez dentro del virus se genera la hebra complementaria para formar RNA ds. Ej: Reovirus Clase IV Virus de RNA ss (+) (RNA monocatenario positivo): Como el genoma viral RNA ss (+) tiene la misma polaridad que el RNAm no necesita ninguna conversión para generar las proteínas virales. Se generan RNA ss (-) que regulan la expresión génica y que servirán de molde para replicar el RNA ss (+). Hay dos modelos en esta clase, los IVa y los IVb. Ej: Poliovirus, Coronavirus. Clase V Virus de RNA ss (-) (RNA monocatenario negativo): El virus porta una enzima denominada retrotranscriptasa inversa (RT) lo que provoca la formación de RNAm (RNA ss +) y se traducen a proteínas virales. También se sintetizan proteínas de regulación viral que generen el RNA ss (-) a partir del RNA ss (+) que se inserta en el virus. Ej: Rabdovirus Clase VI Virus de RNA ss-RT (RNA monocatenario retrotranscriptasa): El virus aporta una retrotranscriptasa inversa que convierte el RNA ss (+) en ADN ds y del que se generan tanto el RNAm que forma las proteínas virales como el RNA ss (+) junto a la retrotranscriptasa que irán en el interior del virus. Ej: Retrovirus como el VIH Clase VII Virus de DNA ds (DNA bicatenario): Estos virus liberan el genoma vírico en el interior de la célula. La peculiaridad de estos virus es que se insertan en el genoma celular y desde ahí generan las proteínas virales, entre ellas la enzima RT. A diferencia de los virus de clase I los de clase VII utilizan un intermediario de RNA para generar las nuevas cadenas de ADN viral. La forma de actuar es similar a partir de aquí a los de la clase VI. Ej: Hepadnavirus
  • 37. 37 También, se les clasifica con base en los tipos de enfermedades que provocan, (virus de la rabia, de la poliomielitis, herpes virus, oncovirus), con base en sus mecanismos de transmisión (virulentos o líticos, templados o lisogénicos), así como las células que infectan (bacteriófagos, fitófagos, zoófagos), también se usa un código numérico para distinguir varios virus que infectan al mismo huésped. Los siete virus que infectan la bacteria intestinal común, Escherichia coli, reciben el nombre de bacteriófagos T1, T2 a T7 (T de tipo). Su estructura: UN virus es una partícula diminuta formada por UN núcleo de ácido nucleico, rodeado por una o dos cubiertas proteínicas a la que se denomina cápside. El término virión designa una
  • 38. 38 partícula viral simple, capaz de infectar. Algunos virus poseen una cubierta externa que contiene proteínas, lípidos, carbohidratos y vestigios de metales. Hay virus de DNA y virus de RNA, pero nunca se encuentran ambos simultáneamente. Cualquiera que sea el tipo de material nucleico que posee el virus, constituye su material genético o genoma, que es el que dicta la órden para reproducirse El genoma viral puede constar de menos de cinco genes o hasta varios cientos de ellos. Sin embargo, los virus jamás tienen docenas de miles de genes, Como las células de los organismos más complejos. Sólo el virus más grande, el de la viruela, puede ser visto a través Del microscopio óptico. Casi todos los virus son más pequeños que las bacterias, y de hecho, solo algunos de ellos son apenas más grandes que una molécula proteínica. Las partículas individuales de todos los virus, con excepción del de la viruela, tienen un diámetro menor a 0.25 milimicras y sólo pueden ser fotografiados en el microscopio electrónico. Sin embargo, las acumulaciones de virus que proliferan el citoplasma de una célula infectada sí son visibles al microscopio ordinario. La forma Del virus es determinada por la organización de las subunidades, llamadas capsómeros, que integran la cápside. Los virus son en general helicoidales o poliédricos, o bien presentan una combinación de ambas formas. Los virus helicoidales, Como el virus Del mosaico Del tabaco, se ven Como bastoncillos largos, su cápside es un cilindro hueco con estructura helicoidal. Los virus poliédricos tienen una forma más o menos esférica. El virus de plantas, conocido Como virus de plantas enanas (del enanismo), es un virus poliédrico que carece de envoltura externa. Otro virus poliédrico, el de la influenza, está rodeado de una envoltura externa con espículas de glucoproteínas, facilitan su adhesión a la célula huésped. El polivirus es un virus poliédrico con 20 facetas triangulares y 12 esquinas.
  • 39. 39 Ciclo de reproducción Los virus carecen de la maquinaria que les permita reproducirse, por lo que utilizan la de su huésped y así, producen su ácido nucleico y consecuentemente las proteínas específicas. Existen varios pasos en el proceso de infección viral que son comunes a casi todos los bacteriófagos: Fijación a la superficie de la célula huésped. El virus se fija a sitios receptores específicos presentes en la superficie de la célula huésped. Puesto que cada especie bacteriana tiene diferentes sitios receptores, cada virus se fija de manera exclusiva a una sola especie. “El bacteriófago T4 sólo puede infectar algunas cepas de E. Coli. T4, no puede reproducirse en células humanas, animales o vegetales, o incluso en otros tipos de bacterias. De igual manera, el virus de mosaico del tabaco sólo puede reproducirse en células de la planta del tabaco, o en células específicas como las nerviosas, por el virus de la poliomielitis, gracias a ello es posible erradicar enfermedades ya que sólo atacan a un organismo como el caso de la viruela”. Penetración. Después de que el virus se ha fijado a la superficie de la célula, inyecta su ácido nucleico a través de la membrana celular y lo introduce en el citoplasma del huésped. La cápside del fago permanece fuera de la bacteria. Casi todos los virus que infectan células animales, por el contrario, penetran intactos en las células huésped, que los fagocita y ya en el interior salen de la vacuola y liberan su ácido nucleico en el citoplasma. “El método para entrar en la célula huésped depende en parte de la forma del virus. Algunos pueden inyectar
  • 40. 40 su material genético como si fueran una jeringa, dejando su cubierta acoplada a la membrana plasmática”. Replicación. Una vez dentro, el virus interrumpe el funcionamiento ordinario del metabolismo celular. El DNA bacteriano es degradado, de tal manera que los genes virales quedan libres para dictar las futuras operaciones bioquímicas, mediante el uso de los ribosomas de la célula huésped, su energía y muchas de sus enzimas, se autorreplica y sintetiza sus propias macromoléculas. Los genes virales contienen toda la información necesaria para producir virus nuevos. La replicación puede ser en escasos 20 minutos para obtener nuevos virus a lo que se le llama ciclo lítico (lisis = destrucción). Ensamblaje. Los componentes virales recién sintetizados se ensamblan y producen partículas virales completas. Liberación. En una infección lítica, el virus produce lisozima, una enzima que degrada la pared celular de la célula huésped. Esta célula se lisa, con lo que quedan libres unos 100 bacteriófagos nuevos. Los virus infectan otras células y el proceso vuelve a comenzar. Puesto que la infección da por resultado la lisis y muerte de la célula infectada, los virus que provocan infecciones líticas se conocen como bacteriófagos virulentos (ciclo lítico), contrario a los virus templados (ciclo lisogénico), que integran su material genético al del huésped. Cuando la bacteria replica su DNA, también se replica el DNA viral, que se llama prófago ó Provirus, cuando está integrado al DNA huésped, las células portadoras se les denomina lisogénicas. Enfermedades causadas por virus Cuando una bacteria contiene virus templados presentan propiedades nuevas. Por ejemplo, las bacterias que provocan la difteria, la escarlatina o el botulismo causan la enfermedad cuando contiene el fago específico; de hecho, la toxina está codificada realmente por el fago. Los seres humanos son susceptibles a diversas enfermedades Como: varicela, viruela, herpes simple (una variedad es el herpes genital), herpes zoster, paperas, rubéola, fiebre amarilla, hepatitis, sarampión, Rabia, verrugas e influencia, SIDA, cáncer. De hecho, se estima que cada ser humano sufre de dos a seis infecciones virales cada año, Como el resfriado común, el herpes es causa de los “fuegos” bucales comunes. Se conocen unos 40 tipos de adenovirus (DNA) que infectan aparatos respiratorio y digestivo; son causa Del mal de garganta, amigdalitis y conjuntivitis. Existen (virus de RNA) se conocen unos 70 tipos que infectan al hombre en los intestinos, vías respiratorias y son causa de resfriados; en los niños causan vómito y diarrea. En los animales, llegan a infectar a perros, cerdos, artrópodos y roedores, provocando Rabia, cólera porcino, glosopeda, moquillo, influenza porcina y sarcoma de Rous en aves de corral y encefalitis equina. En las plantas, se conocen más de 400 virus, el primero identificado fue el virus del mosaico del tabaco, otros atacan a la papa o al jitomate, provocando pérdidas
  • 41. 41 cuantiosas a la agricultura. Enfermedad por coronavirus (COVID-19) que fue notificado por primera vez en Wuhan (China) el 31 de diciembre de 2019.
  • 42. 42 MACROMOLECULAS En los organismos se encuentran Moléculas inorgánicas como: el agua y sales minerales y cuatro tipos diferentes de moléculas orgánicas en gran cantidad: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Todas estas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Además, las proteínas contienen nitrógeno y azufre, y los ácidos nucleicos, así como algunos lípidos, contienen nitrógeno y fósforo. En esencia, la química de los organismos vivos es la química de los compuestos que contienen carbono, ósea, los compuestos orgánicos. El carbono es singularmente adecuado para este papel central, por el hecho de que es el átomo más liviano capaz de formar múltiples enlaces covalentes. A raíz de esta capacidad, el carbono puede combinarse con otros átomos de carbono y con átomos distintos para formar una gran variedad de cadenas fuertes y estables y de compuestos con forma de anillo. Las moléculas orgánicas derivan sus configuraciones tridimensionales primordialmente de sus esqueletos de carbono. Sin embargo, muchas de sus propiedades específicas dependen de grupos funcionales. Una característica general de todos los compuestos orgánicos es que liberan energía cuando se oxidan. Los glúcidos son la fuente primaria de energía química para los sistemas vivos. Los más simples son los monosacáridos ("azúcares simples"). Los monosacáridos pueden combinarse para formar disacáridos (dos azúcares) y polisacáridos (cadenas de muchos monosacáridos). Los lípidos son moléculas hidrofóbicas que, como los carbohidratos, almacenan energía y son importantes componentes estructurales. Incluyen las grasas y los aceites, los fosfolípidos, los glucolípidos, las ceras, el colesterol y otros esteroides. Las proteínas son moléculas muy grandes compuestas de aminoácidos. A partir de los veinte aminoácidos diferentes usados para hacer proteínas se puede sintetizar una inmensa variedad de diferentes tipos de moléculas proteínicas, cada una de las cuales cumple una función altamente específica en los sistemas vivos. Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos. Los nucleótidos son moléculas complejas formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada. Son los bloques estructurales de los ácidos desoxirribonucleico (DNA) y ribonucleico (RNA), que transmiten y traducen la información genética. Los nucleótidos también desempeñan papeles centrales en los intercambios de energía que acompañan a las reacciones químicas dentro de los sistemas vivos. El principal portador de energía en la mayoría de las reacciones químicas que ocurren dentro de las células es un nucleótido que lleva tres fosfatos, el ATP. El papel central del carbono
  • 43. 43 Un átomo de carbono puede formar cuatro enlaces covalentes con cuatro átomos diferentes como máximo. En términos del papel biológico del carbono, es de gran importancia que sus átomos pueden formar enlaces entre sí y así, formar cadenas largas. En general, una molécula orgánica deriva su configuración final de la disposición de sus átomos de carbono, que constituyen el esqueleto o columna de la molécula. La configuración de la molécula, a su vez, determina muchas de sus propiedades y su función dentro de los sistemas vivos. En el siguiente modelo, las esferas Lilas representan a los átomos de carbono y las esferas azules, más pequeñas, representan a los átomos de hidrógeno. Las varillas de los modelos -y las líneas en las fórmulas estructurales- representan enlaces covalentes, cada uno de los cuales está formado por un par de electrones. Nótese que cada átomo de carbono forma cuatro enlaces covalentes. Modelos de esferas y varillas y fórmulas estructurales del metano, etano y butano. Las propiedades químicas específicas de una molécula orgánica derivan principalmente de los grupos de átomos conocidos como grupos funcionales. Estos grupos están unidos al esqueleto de carbono, reemplazando a uno o más de los hidrógenos que estarían presentes en un hidrocarburo.
  • 44. 44 EL AGUA El agua, el líquido más común de la superficie terrestre, el componente principal en peso de todos los seres vivos, tiene un número de propiedades destacables. Estas propiedades son consecuencia de su estructura molecular y son responsables de la "aptitud" del agua para desempeñar su papel en los sistemas vivos. En el hombre representa el 63% de su peso, en las medusas: 98% ; Algas: 95%, en el embrión humano: 94% ; Cerebro: 90%, Huesos: 22%, Semillas: 10%, Dentina de los dientes: 10%. En el hombre, el agua se encuentra: 40% en los líquidos intracelulares. 15% en el líquido intersticial (entre las células). 8% como líquido libre en el interior del Aparato Circulatorio. En la célula se encuentra en 2 formas:
  • 45. 45 Libre: 95% del agua celular. Ligada: 5% del agua celular, se encuentra hidratando a las moléculas. El agua se encuentra en la materia viva en tres formas: Agua circulante libre: Sangre. Agua de imbibición: Se produce cuando se calienta la materia a 100 ºC. Agua combinada: Aparece en las reacciones químicas. El agua metabólica es el agua producida en la respiración celular, y es fundamental para los animales adaptados a condiciones desérticas. En el hombre, la producción de agua metabólica con una dieta normal no pasa de 0,3 litros/día. Estructura del agua La molécula de agua es polar, con una zona negativa y otra débilmente positiva; en consecuencia, entre sus moléculas se forman enlaces débiles. Como resultado de estas zonas positivas y negativas, cada molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua. En condiciones normales de presión y temperatura, los Puentes de hidrógeno se rompen y vuelven Por esa causa, el agua es un líquido. A formarse continuamente, siguiendo un patrón variable. Estos enlaces, en los que se une un átomo de hidrógeno con carga positiva débil que forma parte de una molécula, con un átomo de oxígeno que posee carga negativa débil y que pertenece a otra molécula, se conocen como puentes de hidrógeno. Cada molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno con
  • 46. 46 Otras cuatro moléculas de agua. Aunque los enlaces individuales son débiles y se rompen continuamente, la fuerza total de los enlaces que mantienen a las moléculas juntas’ es muy grande. Características del agua • Es un líquido incoloro, insípido e inodoro. • Retiene la radiación roja por lo que adquiere un color azul a una presión de 760 mm de Hg. • Hierve al pasar al estado de vapor (gas) • Se congela aa pasar al estado sólido. Propiedades del agua a) El agua como disolvente: Se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias ya que éstas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua. La capacidad disolvente del agua es la responsable de: (1) es el medio donde ocurren la mayoría de las reacciones de los metabolismos, (2) el aporte de los nutrientes y la eliminación de desechos se realiza a través de sistemas de transporte acuoso. b) Elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que le convierte en un líquido incompresible, logrando que no se pueda comprimir; gracias a esta propiedad el agua manifiesta diversos funciones biológicas: • Se mantiene la turgencia entre las células vegetales. • Algunos invertebrados (“malaguas”) presentan un esqueleto hidrostático que funciona como una bomba impulsora de agua, que le permite su desplazamiento. • Las articulaciones presentan un recubrimiento de fluido que sirve de amortiguación. • Esta fuerza de cohesión es la responsable de la capilaridad. Es decir el ascenso desde la raíz de la plantas hasta las zonas altas de la misma. c) Elevada constante dieléctrica solvatación iónica. Las moléculas de agua al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes y quedan así rodeados por moléculas de agua, fenómeno también llamado solvatación iónica. d) Alta viscosidad El agua en estado sólido posee menor viscosidad que el agua líquida, esto es que el hielo es menos denso que el agua líquida. La viscosidad indicada se debe a la presencia de los puentes de hidrógeno. e) B ajo grado de ionización Sólo 1 molécula de agua de cada 551’000,000 moléculas de agua se encuentra ionizada. Esto explica que la cc de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja: 10 -7 moles/litro (H3O+) = (OH-) = 10-7
  • 47. 47 Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido (se añade H3O+) o una base (se añade OH-), aunque sea en muy poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. En los líquidos biológicos, sin embargo, y a pesar de estar constituido básicamente por agua la adición de ácidos o bases no hace variar casi su (H3O+), es decir su pH (pH = -log (H3O+). Ello se debe a que esos líquidos contiene sales minerales y proteínas disueltas, que pueden ionizarse en menor o mayor grado, dando lugar a H3O+ o a OH-, este fenómeno se denomina efecto tampón. f) Tensión superficial La tensión superficial es la consecuencia de la cohesión y atracción mutua de las moléculas del agua. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas del agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta en la superficie de los líquidos, una red molecular que soporta la presión externa. Esta propiedad permite que algunos organismos puedan vivir sobre esta superficie dura que genera el agua g) Propiedades térmicas • Elevado calor específico: Hace falta mucho calor para elevar la temperatura del agua. Para elevar sólo 1°C la temperatura del agua se necesita 1,000 calorías. Esto lo convierte en un gran estabilizador térmico frente a los cambios bruscos de temperatura. • Alto punto de ebullición: Es la temperatura a la cual un líquido cambia de estado físico. En el agua es a 100ºC. • Alto calor latente de vaporización: Es el calor necesario para pasar de líquido a gas; en el agua es de 540 cal/gr. A 20º C se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da la idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidas entre las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar estas moléculas de la energía cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor • Alto punto de fusión: temperatura a la cual una sustancia pasa de estado sólido a líquido. En agua es de OºC. Funciones del agua • Es un agente de transporte (sirve como vehículo para el transporte de nutrientes y de desechos) • Mantiene la temperatura constante en los seres vivos • Cumple función estructural • Es un lubricante corporal • Participa en el proceso de la respiración externa • Es el solvente universal
  • 48. 48 LAS SALES MINERALES Además del agua existen otras biomoléculas inorgánicas Como las sales minerales. En Función de su solubilidad en agua, se distinguen 2 tipos: insolubles y solubles en agua a) Sales minerales insolubles en agua Su función es de tipo plástico, formando estructuras de protección y sostén, como por ejemplo: caparazones de crustáceos y moluscos, esqueleto interno de los vertebrados (fosfato, cloruro, fluoruro y carbonato de calcio) y los dientes. Determinadas células incorporan sales minerales como las que se pueden encontrar en la pared de celulosa de los vegetales, o como forma de productos residual del metabolismo (cristales de oxalato cálcico). b) Sales minerales solubles en agua La actividad biológica que proporcionan se debe a sus iones y desempeñan fundamentalmente las siguientes funciones: • Funciones catalíticas: Algunos iones como Mn, Cu, Mg, Zn, etc. actúan como cofactores enzimáticos siendo necesarios para el desarrollo de la actividad catalítica de ciertas enzimas. El ión ferroso férrico forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y mioglobina, proteínas encargadas del transporte de oxígeno. También el ión magnesio forma parte de la clorofila y participa en el proceso de la fotosíntesis. • Funciones Osmóticas: Intervienen en la distribución del agua intra y extra celular. Los iones sodio, calcio, potasio, cloro, participan en la generación de gradientes electroquímicos, que son imprescindibles en el potencial de membrana y del potencial de acción en los procesos de sinapsis neuronal, transmisión del impulso nervioso y contracción muscular. • Función tamponadora: S e lleva a cabo por los sistemas carbonato – bicarbonato y monofosfato – bifosfato. Es decir, participa en el equilibrio ácido – base. • Determina un grado de salinidad en el medio. Las sales minerales se presentan de tres maneras en los seres vivos: 1. Sales precipitadas: constituyen estructuras sólidas insolubles. Ejemplos: fosfato decalcio, carbonato de calcio. 2. Sales disueltas: dan lugar a cationes y aniones 3. Sales asociadas: se unen a proteínas, lípidos y carbohidratos
  • 49. 49 LOS GLÚCIDOS Llamados también hidratos de carbono, azúcares o almidones Son compuestos ternarios C, H, O. Funciones • Energética: aporta del 60 – 70% de la energía que utilizamos. • Reserva energética: almidón, glucógeno, • Estructural: ribosa, celulosa, quitina, mureína • Anticoagulante: heparina, dextrano Los carbohidratos se clasifican en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos A.MONOSACARIDOS • Son los azúcares más simples, no hidrolizables. • Son dulces, sólidos, blancos, solubles en agua y cristalizables. • Son azucares reductores (reducen el licor de fehling) • Bioquímicamente son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas Monosacáridos más importantes a) Triosas: Dihidroxicetona (cetotriosa), D (+) Gliceraldehído (aldotriosa). Este último presenta actividad óptica porque presenta un carbono asimétrico o carbono quiral, es decir tiene sus cuatro Valencia saturadas por radicales diferentes. La actividad óptica se refiere a que una solución de monosacárido puede desviar la fuente de luz hacia la derecha (es dextrógira) y se simboliza (+) o lo puede desviar hacia la izquierda (es levógira) y se simboliza (-). b) Tetrosas: • Aldotetrosas: Treosa, Eritrosa. • Cetotetrosa: Eritrulosa (Da lugar a un bronceado que tarda en completarse de 24 a 48 horas) c) Pentosas  Aldopentosas: Ribosa, Desoxirribosa, Arabinosa, Xilosa, Lixosa. Cetopentosa: Ribulosa. • Ribosa: Se encuentra en el ARN, ATP. • Desoxirribosa: Está presente en el ADN • Xilosa: En gomas vegetales, peptidoglucanos, glucosaminoglucanos y en las glucoproteínas. • Lixosa: Se encuentra presente en el músculo cardiaco. • Arabinosa: En la goma arábiga, goma de ciruela y de cereza y en glucoproteínas. • Ribulosa: Aceptor de CO2 en la fotosíntesis
  • 50. 50 d) Hexosas: Aldohexosas: Glucosa, Galactosa, Manosa. Cetohexosa: Fructosa • Glucosa: Llamada también Dextrosa o “azúcar de uva”. Principal azúcar de la sangre: 0,6 – 1,1 mg/100 ml de sangre. G l u c o n e o g é n e s i s: Es una ruta metabólica anabólica que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Incluye la utilización de aas, lactato, piruvato, glicerol e intermediarios del Ciclo de Krebs como fuentes de C para la vía metabólica. Glucogénesis o Glucogenogénesis: Es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo. • G a l a c t o s a: Formada en las glándulas mamarias a partir de la glucosa. Junto con la D- glucosa forma el disacárido Lactosa. Asociada con lípidos forma los cerebrósidos. • M a n o s a: Se obtiene por hidrólisis del maná y de las gomas vegetales. Cuando se polimeriza forma el homopolímero manosana presente en bacterias, mohos, levaduras, y plantas superiores. • Fructosa (levulosa): Es el azúcar natural más dulce. Se le obtiene por hidrólisis de la sacarosa y la inulina. Nutre y da vitalidad a los espermatozoides. Asociado con la glucosa forma la sacarosa. B.LOS OLIGOSACARIDOS Son glúcidos que provienen de la unión de 2 a 10 monosacáridos unidos por enlaces químicos. Son dulces, solubles, cristalizables. Enlace N-glucosídico: Enlace entre un -OH de un monosacárido y un compuesto aminado de otra molécula. Se formarán aminoazúcares: Galactosamina, Glucosamina, etc. Enlace O-glucosídico: Enlace entre dos -OH de dos monosacáridos. Es el enlace de los di y polisacáridos. Pueden ser: α-glucosídico si el primer monosacárido es α, y β-glucosídico si el primero es β. DISACARIDOS: Provienen de la unión de 2 monosacáridos por enlace glucosídico. Son dulces, solubles, son azucares reductores (excepto la sacarosa y la trehalosa) Ejemplos de disacáridos principales: • Maltosa: Formado por la unión de glucosa + glucosa, unidos por el enlace α- 1, 4 En la naturaleza se encuentra en el grano germinado de la cebada y se obtiene por hidrólisis del almidón y del glucógeno
  • 51. 51 • Isomaltosa: Glucosa + glucosa, enlace α- 1, 6. Se obtiene por hidrólisis de la amilopectina y del glucógeno. • Celobiosa: glucosa + glucosa, enlace β- 1, 4. Se obtiene por la hidrólisis de la celulosa. • Trehalosa: glucosa + glucosa, enlace α-1,1. Se encuentra en mohos y levaduras. Es un azúcar no reductor. Es el azúcar principal de la hemolinfa de los insectos. • Lactosa: galactosa + glucosa, β-1, 4. Se encuentra libre en la leche. En la deficiencia de lactasa, su mal absorción conduce a diarrea y flatulencia. • Sacarosa: Glucosa + fructosa, enlace α-1,2. Se encuentra libre en la caña de azúcar, sorgo, remolacha. Es el azúcar natural más cariogénico. No reduce el licor de Fehling. En la deficiencia de sacarosa, la mal absorción conduce a diarrea y flatulencia. TRISACARIDOS: Se forma por la unión de tres monosacáridos: •Melicitosa: Está formado por fructosa + glucosa + glucosa. Se encuentra en la miel. Formado por: Fructosa (α-2,4) glucosa (α-1,4) glucosa. • Rafinosa: Formado por galactosa + glucosa + fructosa. Se encuentra en la remolacha. Formado por: Galactosa (α-1,6) Glucosa (α-1,2) Fructosa •Panosa: Está formado por 3 glucosas. Se obtiene por hidrólisis parcial de la amilopectina. Formado por: Glucosa (α-1,6) Glucosa (α-1,4) Glucosa •Maltotriosa: Formado por 3 glucosas y se obtiene por hidrólisis parcial de la amilosa. Formado por: Glucosa (α-1,6) Glucosa (α-1,4) Glucosa TETRASACARIDOS: Se forma por la unión de cuatro monosacáridos • Estaquiosa: Formado por galactosa + galactosa + glucosa + fructosa. Se encuentra en las legumbres y soya. Formada por Galactosa (α-1, 6) Galactosa (α-1, 6) Glucosa (α-1, 2) Fructosa. C. POLISACARIDOS Se forman por la unión de más de 10 monosacáridos, unidos por enlace o-glucosídico y con pérdida de una molécula de agua por cada enlace. No son dulces, hidrolizables no reductores. Insolubles en agua. Se clasifican en Homopolisacárido y Heteropolisacárido HOMOPOLISACARIDOS:
  • 52. 52 • Almidón: Principal Polisacárido de reserva vegetal. Se almacena en raíces, tallos y frutos (semillas). Está formada por 2 tipos de polímeros: (1) Amilosa, helicoidal no ramificada, representa del 15 – 20% del almidón. Es un polímero de maltosa. Por hidrólisis da lugar al polisacárido dextrina y luego a maltosa. Con el yodo se tiñe de color azul negruzco. (2) Amilopectina, helicoidal muy ramificada, representa del 80 – 85% del almidón. Es un polímero de maltosa (α-1,4), con ramificaciones (α-1,6). Por hidrólisis aparecen moléculas de maltosa y los núcleos de ramificación, que poseen enlaces (α-1,6) son inatacables por las enzimas. Estos núcleos reciben el nombre de dextrinas límites. Con el yodo se tiñe de color rojo oscuro. • Glucógeno: Polisacárido de reserva en bacterias, hongos y animales (caracol de jardín); se almacena en el hígado y músculos. Es similar a la amilopectina pero mucho más ramificado. Las enzimas amilasas actúan sobre el glucógeno dando maltosas y dextrinas límites. • Dextranos: Polisacáridos de reserva en algunas bacterias y levaduras. Tiene efecto antitrombótico (menos eficaz que la heparina). • Inulina: Es un polímero de fructosa, se encuentra en raíces de dalias, rosas, alcachofas, diente de león. • Celulosa: Principal Constituyente de la pared celular vegetal, es el azúcar más abundante en la naturaleza, no es digerible en el hombre. Es el polisacárido natural más abundante. • Quitina: Se encuentra en el exoesqueleto de artrópodos (c r u s t á c e o s , arácnidos, insectos y miriápodos). Se encuentra también en la pared celular de los hongos. Después de la celulosa es el polisacárido natural más abundante. HETEROPOLISACARIDO Son Heteropolisacárido de Origen animal: Mucopolisacaridos, ácido hialuronico, Condroitina, heparina. a) Mucopolisacaridos glucosaminoglucanos): Los mucopolisacaridos son compuestos estructurales de cartílago, hueso, córnea, piel, paredes de vasos sanguíneos, y otros tejidos conectivos. Son carbohidratos que contienen aminoazúcares y ácidos urónicos. Son mucopolisacaridos relevantes: Ácido hialurónico, sulfato de heparina, sulfato de condroitina y sulfato de queratina. b) Ácido Hialurónico: Polímero de la acetilglucosamina y el ácido glucorónico. Se halla en: El tejido conjuntivo (unido al colágeno), el líquido sinovial, el humor vítreo. Asociado a ciertas proteínas forman mucoproteínas (saliva). Forma disoluciones muy
  • 53. 53 viscosas, sirviendo como lubricante y como sustancia cementante en el tejido conjuntivo. c) Condroitina: Contiene acetilgalactosamina. Se encuentra en el tejido Conjuntivo. Es una de las sustancias constitutivas de huesos y cartílagos. Tiene estructura de doble hélice como los ácidos nucleicos. Contiene radicales esterificados con H2SO4 (condroitinsulfato o sulfato de dermatano). d) Heparina: Se encuentra en la sustancia intercelular, principalmente en el hígado y pulmones. Presente en la saliva de animales hematófagos (murciélagos hematófagos, zancudos hembras, etc.). Impide el paso de protrombina a trombina y con ello quese coagule la sangre. Se utiliza en medicina para evitar la trombosis. Son Heteropolisacárido de Origen vegetal: Pectina, Hemicelulosa, agar – agar, goma arábiga. a) Pectina: Se encuentra en la pared de las células vegetales, forma la lámina media que une a las células de plantas angiospermas: Abundan en la manzana, pera, ciruela y membrillo. Posee una gran capacidad gelificante, se usa para preparar mermeladas. b) Hemicelulosa: Es un polímero de xilosa y arabinosa, galactosa, manosa, glucosa y ácido glucurónico. Importante en la fabricación de papel aumentando el rendimiento de la pulpa celulósica, es decir, aumenta la resistencia de las fibras debido a que actúa formando enlaces entre ella. c) Agar – agar: Se extrae de las algas rojas. Es muy hidrófila, aunque menos que la pectina. Su uso principal es como medio de cultivo en microbiología. d) Goma arábiga: Es producida por las acacias. Sirve para cerrar la herida de las plantas. En agua produce disoluciones muy viscosas. Heterósidos: Polímeros que por hidrólisis dan monosacáridos y moléculas no glucídicas denominadas aglicón o genina Se clasifican en: Antocianósidos, Tanósidos, Glucoproteicos (mucoproteínas: como la saliva y glucoproteínas: glucoproteìna de la leche, seromucoide de la sangre, aglutinógenos A y B de la sangre y Hormonas gonadotropinas (como HL, FSH Y HCG), Peptidoglucanos, Ácidos Teicoicos. FUNCIÓN DE LOS GLÚCIDOS: • Energética: Sacarosa, almidón, glucógeno, etc • Estructural: Celulosa, quitina, ribosa, desoxirribosa, peptidoglucano, ácido teitoico.
  • 54. 54 LOS LIPIDOS Son compuestos ternarios (C, H, O), pudiendo contener además P y N. Son insolubles en agua y solubles en disolventes orgánicos, es decir no polares: éter, cloroformo, sulfuro de carbono, metanol, acetona, etc. 1. FUNCIONES • Energética: Segundo combustible energético de los seres vivos. Su valor calórico es 9,3 Kcal/gr. • Estructural: Se encuentra en las membranas biológicas celulares (Ejm. Fosfolípidos, colesterol, esfingomielina); en las membranas de los organelos; en la vaina de mielina. • Termoaislante: Se almacena en el Tejido Conectivo Subcutáneo. Son malos conductores del calor. • Reserva: Triglicéridos, que se encuentran en el tejido adiposo. • Reguladora: Hormonas como la testosterona, estrógenos; hormonas suprarenales y las vitaminas liposolubles: A, D, E, K. 2. COMPONENTES DE LOS LÍPIDOS • Alcoholes: Glicerol: es el alcohol más común Esfingosina: en esfingolípidos y glucolípidos Miricilo: se encuentra en las ceras. • Ácidos grasos: Son ácidos monocarboxílicos con número par de carbonos, los más abundantes presentan de 16 a 18 carbonos. 3. PROPIEDADES DE LOS LÍPIDOS • Esterificación: ácido graso + alcohol (R-OH) = éster + agua • Saponificación: ácido graso + base = jabón + agua