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BANCO DE EJERCICIOS DE LA COLECCIÓN COMPENDIOS BIOLOGÍA EditorialÍndice Elementos básicos .........................................................................4 Taxonomía ......................................................................................9 Bioquímica ....................................................................................13 Citología .......................................................................................22 Fisiología celular - ciclo celular.....................................................30 Ecología y recursos naturales ......................................................35 Genética: herencia mendeliana ....................................................41 Virus .............................................................................................52 Taxonomía moderna .....................................................................59 Reproducción ...............................................................................77 Sistema circulatorio en los animales ............................................81 Sistema nervioso ..........................................................................83 Sistema excretor...........................................................................87 Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Banco de ejercicios4 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com ELEMENTOS BÁSICOS DEfINICIóN La Biología es una ciencia que estudia a los orga- nismos vivos que habitan en la Tierra. El término “biología” fue utilizado por primera vez por Lamarck y Treviranus en 1801. La Biología es una ciencia porque su contenido se ha formado empleando el método científico (observa- ción-hipótesis-experimentación-conclusión), logrando así conocimientos exactos y razonados del objeto estudiado. Dichos conocimientos están en constante revisión y por lo tanto pueden sufrir modificaciones. La Biología, conjuntamente con la Astronomía, Geografía, Física y Química, es íntegramente de las ciencias naturales porque se ocupan de las realidades naturales, del mundo físico. RaMaS DE La BIOLOgía • Morfología: estudia la forma y constitución exter- na. Comprende a la citología (célula), histología (tejidos), anatomía (partes componentes de los órganos, aparatos o sistemas), embriología (for- mación, desarrollo y sucesivas transformaciones del cigote). • Fisiología: estudia las funciones. • Genética: estudia las leyes de la herencia. • Bioquímica: estudia las moléculas de la vida (agua, sales minerales, glúcidos, lípidos, proteí- nas, ácidos nucleicos). • Taxonomía (sistemática): estudia la ubicación, clasificación y nomenclatura (denominación) de los órganos vivos. • ecología: estudia las interacciones de los órga- nos vivos y el medio ambiente externo. • Biogeografía: estudia la distribución de la flora (fitogeografía) y la fauna (zoogeografía) en la Tierra. • Paleontología: estudia los fósiles (restos de seres vivos o signos directos de su presencia conservados en las rocas). • evolución: estudio de los cambios en los carac- teres de un ser vivo o de poblaciones ocurridas en el curso de sucesivas generaciones de des- cendientes. • etología: estudia el comportamiento de los seres vivos. CIENCIaS auxILIaRES DE La BIOLOgía: Física, Química, Matemática, Geografía y Geología. CIENTífICOS pIONEROS iniciadores (o “padres”) de las ramas y las disci- plinas de la Biología: Aristóteles (biología, zoología), Teofrasto (botánica o fitología), Leeuwenhoeck (pro- tozoología), Hooke (citología), Bernard (fisiología), Mendel (genética), Pasteur (microbiología), Linneo (taxonomía o sistemática), Cuvier (paleontología), Darwin (evolución), Humbolt (biogeografía), Haeckel (ecología), Vesalius (anatomía humana), Watson y Crick (biología molecular). ¿Qué ES La vIDa? • Respuesta de los materialistas (mecanicistas): La vida es el resultado de una organización más o menos compleja de la materia. • Respuesta de los vitalistas (finalistas): La vida es el resultado de una fuerza superior (Dios) que insuflaba a un ser, un principio vital. 1. ORiGen de la vida (TeORÍas): 1.1 GeneRaciÓn esPOnTÁnea (aBiOGénesis) - Los seres se formaron espontáneamente a partir de la materia orgánica en descom- posición o la materia mineral, cuando estas encuentran determinadas condiciones. - A partir de la basura se forman las cresas (larvas vermis) y las moscas. - A partir de las rocas y por descomposición de estas se forman los líquenes (convivencia entre un alga y un hongo). NOTa: Needham: preparó caldo de carne y verduras y lo dejó en envases con tapones de corcho; pasado unos días observó que los caldos contenían colonias de microorganismos, según él, generados espontá- neamente. Posteriormente se comprobó (Needham no se percató), que los microorganismos pudieron entrar porque los tapones de corcho no estaban bien ajustados. La generación espontánea fue enuncia- da por Aristóteles y estuvo difundida hasta el siglo XVII y con defensores como Descartes, Newton, Harvey, Leeuwenhoeck; pero los experimentos de Redi, Spallanzani y Pasteur recusaron esta teoría. 1.2 TeORÍa de la BiOGénesis (“TOdO seR vivO PROviene de OTRO seR vivO”). a) experimento de Redi (1626-1697). Colocó carne en tres frascos; el primer frasco queda destapado, el segundo frasco es tapado con muselina (tela muy tupida) y el tercer frasco es tapado con gasa (tela muy rala). De- muestra que las moscas ponen sus huevos sobre la carne (primer frasco) y sobre la gasa (tercer frasco) y no así sobre la muselina 5Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com (segundo frasco), porque esta no deja pasar el olor de la carne, es así que solo se forman cresas (larvas vermiformes) y moscas cuan- do los huevos son puestos sobre la carne, permitiéndole esta su desarrollo. Si hubiese generación espontánea también se habrían formado cresas y moscas en el segundo frasco. Este experimento fue recusado, por- que las tapas puestas al segundo y tercer frasco impidieron el ingreso de aire, y la falta de O2 impidió la generación espontánea de microorganismos. b) experimento de spallanzani (1729-1799). Hirvió material orgánico en dos frascos; el primer frasco es tapado inmediatamente y el segundo frasco queda destapado. En el primer frasco no aparecieron colonias de mi- croorganismos, mientras que en el segundo frasco, por estar destapado, aparecieron y proliferaron colonias de microorganismos; estos proceden del aire. Este experimento fue recusado por Gay-Lussac (1776-1850) al demostrar que el frasco tapado carecía de oxígeno molecular (O2), razón por la cual la generación espontánea de microorganismos no fue posible. c) experimento de Pasteur (1822-1895). En un frasco de cuello recto hirvió caldo nutritivo (carbohidratos, microorganismos) hasta ma- tar cualquier bacteria que pudiera contener, y por estar en contacto con el aire aparecieron y proliferaron colonias; en otro frasco de cuello en “S” hirvió caldo nutritivo, y pese a estar en contacto con el aire, no aparecieron colonias de bacterias porque estas quedan atrapadas en la fina película de humedad que se forman en la superficie interna de las curvas del cuello en “S” y permanecerá estéril indefinidamente; pero si se retira el cuello en “S” aparecen y proliferan colonias y bacterias. Este experimento es la prueba irrefutable contra la generación espontánea y estableció definitivamente la Teoría de la Biogénesis (“Todo ser vivo proviene de otro ser vivo”). 1.3 TeORÍa cOsMOGÓnica O PansPeRMia (aRRhenius, 1859-1927) La Tierra ha sido “sembrada” desde el espacio. Los microorganismos llegaron en meteoritos o de alguna otra manera, así que al encontrarse un medio fértil crecieron y desarrollaron produ- ciendo todas las especies hasta hoy existentes. Esta teoríafue recusada por Becquerel, quien sostuvo que no existe ser vivo capaz de resistir la sequedad, temperatura extremadamente baja o la intensa radiación cósmica del espacio estelar. 1.4 TeORÍa QuiMiOsinTéTica (ORiGen QuÍMicO de la vida) Propuesta por Oparín en su libro El origen de la vida, 1938. Plantea que la Tierra se formó hace cinco mil millones de años y que es una de las partes que se desprendieron del Sol por el paso de una estrella intrusa, o por la condensación gradual de una parte de la Gran Nebulosa (gases y polvos interestelares) que formó el Sistema Solar. La Tierra era muy caliente y se fue enfriando hasta aparecer las condiciones compatibles con la vida hace tres millones de años. El aire (atmósfera terrestre) primitivo era fuerte re- ductor y constituido por metano, amoniaco, agua e hidrógeno (gases provenientes del interior de la Tierra). Posiblemente estos gases y radiaciones de alta energía (rayos cósmicos) reaccionaron y formaron compuestos orgánicos (aminoácidos, etc.). Esta hipótesis es demostrada por: a) calvin: irradia soluciones de bióxido de car- bono y agua en una Ciclotrón (acelerador de protones) y obtuvo ácidos orgánicos (fórmico, oxálico, succínico). b) urey y Miller: mezclaron metano, amoniaco, agua e hidrógeno molecular a descargas eléctricas durante una semana y lograron formar aminoácidos (glicina, alanina) y otros compuestos orgánicos. Al enfriarse la Tierra, el agua se condensó, llovió, se formaron los mares conteniendo compuestos orgánicos (Caldo Primordial); estos compuestos orgánicos (aminoácidos, etc.) reaccionaron y formaron moléculas de creciente tamaño y complejidad constituyendo los coloides (atraen moléculas de agua y estas las une físicamente): al ponerse en contacto los coloides de cargas opuestas combinan sus “capas” de agua y forman los Coacervados. Los cambios posterio- res dependieron de las condiciones del medio ambiente y del conjunto físico-químico de los coacervados; probablemente los coacervados tuvieron reacciones de síntesis y degradación (metabolismo), agregándole a esto la formación de una membrana lipoproteica con permeabilidad selectiva. Los coacervados eran heterótrofos con metabo- lismo anaerobio (no utilizan oxígeno molecular); vino un tiempo en que escasearon los compues- tos químicos (alimentos) por lo que algunos coacervados optan por utilizar los compuestos inorgánicos y la energía de la luz solar para Banco de ejercicios6 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com sintetizar compuestos orgánicos y utilizarlos como alimentos, surgiendo así los coacervados autótrofos. Estos al sintetizar compuestos orgá- nicos arrojan oxígeno molecular (O2) al medio ambiente externo, reabasteciendo de alimentos a los coacervados heterótrofos sobrevivientes e hicieron que su metabolismo anaerobio (no utilizan oxígeno molecular) se transforme en metabolismo aerobio (utilizan oxígeno molecular). Los coacervados autótrofos posibilitaron la apa- rición de bacterias, algas, etc. y que los coacer- vados heterótrofos posibilitaran la aparición de los protozoarios, poríferos, etc. OTRas TeORÍas • El principio de la vida (Elan Vital) fue parte de la Tierra, estaba junto a lo no vivo durante el período de enfriamiento de la Tierra. • La vida debe haber existido siempre cambiando sólo la forma. • La vida se origina como un evento repentino en algún tiempo del remoto pasado en que se dieron las condiciones adecuadas (Weizman, 1874-1952; Haeckel, 1834-1919). 2. ORiGen de las esPecies (TeORÍas) 2.1 FiJisMO: se fundamenta en el Creacionismo: sostenido por Linneo, Cuvier, Buffón. • creacionismo: la vida apareció por la volun- tad de Dios (ente inmaterial y superior) que dota de vida a la materia después de haber creado esta. 2.2 evOluciOnisMO • evolución: conjunto de cambios en los caracteres de un organismo vivo o de po- blaciones; ocurrido en el curso de sucesivas generaciones de descendientes. El concepto evolutivo orgánico plantea que todas las especies existentes hasta el momento han descendido de especies más simples por mo- dificaciones graduales fijadas, y acumuladas por generaciones sucesivas. • lamarck (1744-1829): Plantea en su obra Filosofía zoológica (1890) la Teoría Trans- formista, donde sostiene que las especies actuales y las especies desaparecidas se han formado a partir de las especies primitivas. a) Teoría de lamarck: herencia de los carac- teres adquiridos. - Las variaciones estructurales se deben a necesidades funcionales (“Ley del uso y del desuso”). El uso de una estructura incrementa su tamaño y el desuso de ella deviene en su desaparición. - Dichas variaciones (caracteres adquiri- dos) son hereditarias; citaba como ejem- plo el origen del largo cuello de la jirafa por la necesidad de sus antecesores de alcanzar las yemas de los tallos de los árboles para alimentarse. Esto no es aceptado porque las pruebas genéticas determinan que los caracteres adquiridos no se heredan. b) Teoría de la selección natural (darwin- Wallace) - darwin (1809-1882): sostiene, en su obra El origen de las especies (1859), que la existencia de una variabilidad de las especies y que las especies actuales pueden tener su origen en antecesores comunes. Influenciado por la teoría maltu- siana (*), sostiene que al faltar el alimento, se establece una lucha “por la existencia” en la que “supervive el más apto”, produ- ciéndose una “selección natural”. Plantea como factores de las transformación de las especies: variabilidad, adaptación, lucha por la existencia, herencia de los caracteres. - Malthus (economista) sostiene en su Ensayo sobre el principio de población (1789) que la población humana aumenta en progresión geométrica, mientras que la producción de alimentos aumenta en progresión aritmética, lo cual provocaría a corto plazo un desabastecimiento que sólo se solucionaría si se diesen enfermedades o guerras, que diezmasen la población humana. Posteriormente, Malthus rectifica la solución propuesta y reconoció otras soluciones como el control de la natalidad, abstinencia sexual e incremento en la investigación para la obtención de nuevos recursos alimentarios. - Wallace (1823-1913): al realizar estu- dios sobre la flora y fauna de la India y la península malaya, plantea la idea de la selección natural, influenciado por la teoría malthusiana y sin conocer la teoría darwiniana. Darwin y Wallace de común acuerdo presentaron un informe (Darwin aporta más pruebas a este) a la Sociedad Linneo de Londres en 1858, explicando la forma cómo ocurre la evolución de las especies. Observaciones: a) Las poblaciones poseen gran capacidad para aumentar su número de individuos a enorme ritmo. 7Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com b) Las poblaciones tienden a conservar más o menos constante su número de individuos, pese a su gran capacidad para aumentar su número. c) Los individuos de una población, no son todos iguales, ya que muestran variacio- nes hereditarias. deducciones: a) Producto de la primera y segunda obser- vación, el número potencial de individuos de una población permanente más o menos constante; entonces debe existir una lucha por la supervivencia entre los individuos de dicha población. b) Producto de la tercera observación, los individuos que poseen variaciones favo- rables, poseen una ventaja en cuanto a la lucha por la existencia; sobrevivirán y transmitirán dichas variaciones a sus descendientes. Es una selección natural que favorece al individuo mejor dotado, para sobrevivir y reproducirse, que sus competidores. Darwin y Wallace no pudieron explicar cómo se produjo la primera variación en una pobla- ción de un determinado individuo, ni cómo se transmitió dicha variación a la generación inmediata porque no se conocían las leyes de la herencia biológica.Mendel establece las leyes de la herencia biológica (uniformidad, segregación y re- combinación de genes) en 1866, pero no se le da importancia hasta 1900 en que son redescubiertos por De Vries, Correns y Von Tschermack. Posteriormente dan a conocer la aparición natural espontánea de mutaciones (cambios en los genes, material de la herencia) y es esta la que proporciona el potencial para la aparición de variaciones en las generaciones de descendientes. c) Teoría de las Mutaciones (de vries) - Producto de la mutación de los genes apare- cerá un nuevo carácter. - Las mutaciones son favorables o desfavora- bles y de presentarse éstas en los individuos, solo sobreviven los que tengan mutaciones favorables, produciéndose una selección natural. La evolución se produce con la selección natural de las mutaciones y no por mutaciones directas. - La frecuencia de las mutaciones es muy reducida. - La transmisión de una mutación por herencia forma una nueva especie. d) neodarwinismo (dobzhansky) Es producto de la revisión del darwinismo y los nuevos aportes de la genética, sis- temática (Taxonomía) y paleontología. Se fundamenta en la teoría de la selección natural como causa de la evolución. Acepta que las variaciones sobre las que actúa la selección natural se heredan según las leyes de Mendel. Recusa la herencia de los carac- teres adquiridos (lamarquismo). Publicó en 1937 su obra La genética y el origen de las especies. e) neutralismo (Kimura) Sostiene que la evolución en los seres vivos es producto del azar y que el medio ambiente no ejerce ninguna influencia. 2.3 PRueBas de la evOluciÓn a) de la Paleontología. Se refiere al estudio de los fósiles: impresiones, huellas, petrificaciones, preservados de organismos primitivos que permiten reconstruir y comparar con organismos actuales. b) de la anatomía comparada. La presencia de órganos homólogos (poseen igual es- tructura y diferente función) demuestra que ciertas especies provienen de antecesores comunes y tienen una evolución divergente. Ejm.: los miembros anteriores del caballo, delfín, murciélago y miembros anteriores del hombre. La presencia de órganos aná- logos (poseen diferente estructura y una misma función), demuestran una evolución convergente. Ejm.: las alas de un ave, un murciélago y las alas de un insecto; sirven para volar. La presencia de los órganos vestigiales o restos de órganos que fueron funcionales en animales antecesores. Ejm.: la ballena presenta vestigios de los huesos de los miembros posteriores en los mús- culos abdominales. El hombre presenta el vestigio del pliegue semilunar del ojo (resto de la membrana nictitante en el ojo de los rumiantes) y el cóccix (resto de las vértebras caudales). c) de la embriología. Las etapas iniciales del desarrollo embrionario (embriogénesis) de un mamífero presentan ciertas características comunes con el resto de vertebrados (aves, reptiles, anfibios, peces, ciclóstomos). Ejem- plos: presencia del blastoporo, cola, arcos viscerales, hendiduras branquiales. d) de la Biogeografía. Los organismos vivos emigran de su centro de dispersión hacia otros lugares (área de dispersión) en busca de alimento y/o clima adecuado. En muchos casos las barreras biológicas, climatológicas, Banco de ejercicios8 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com geográficas, etc., impidieron su retorno o avances hacia otros lugares. Ejm.: los camélidos tienen como centro de dispersión a América del Norte y como área de dispersión a Asia (dando origen al camello y dromedario) y América del Sur (dan origen a la llama, guanaco, alpaca, vicuña). 3. niveles de ORGaniZaciÓn en la naTu- RaleZa El término naturaleza comprende a los seres (en- tes, cosas, objetos) aparecidos espontáneamente y no manipulados por el hombre. los niveles de organización son: partículas elementales (protones, neutrones, electrones) → átomo → molécula → organoide → célula tejido → órgano → sistema de órganos → individuo (organismo vivo) → población → comunidad biótica (biocenosis) → ecosistema → bioma biósfera. La biósfera comprende a todas las interacciones de los órganos vivos y las características físicas de la Tierra. Otros consideran los siguientes niveles de orga- nización: químico, biológico y ecológico. • nivel químico: partículas elementales, átomo y molécula. • nivel biológico: organoide, célula, tejido, órgano, sistema de órganos e individuo. • nivel ecológico: población, comunidad biótica, ecosistema, bioma, biósfera. - Materia inerte (abiótica): partículas elemen- tales: átomos y moléculas. - Materia viva (biótica): organoide, célula, tejido, órgano, sistema de órganos, individuo, población, comunidad biótica, ecosistema, bioma, biósfera. la MaTeRia viva (protoplasma). Es un com- plejo físico-químico y constituye la base física de la vida. - características físicas: materia heterogé- nea, incolora, translúcida al estado coloidal y con propiedades tixótropas. La tixotropía es la variación de plasmagel a plasmasol y viceversa; el plasmagel es un momento del protoplasma más viscoso y menos fluido, y el plasmasol es un momento más fluido y menos viscoso. Ejemplo de estado coloidal: la clara y la yema del huevo de la aves y los reptiles. - características químicas: el protoplasma posee reacciones alcalinas (básicas) o neu- tras; pero nunca ácidas, porque en tal caso degenera y muere. Su composición química: carbohidratos o glúcidos (1%), lípidos (2 a 3%), proteínas o prótidos (10 a 12%), sales minerales (1%) y agua (75% a 85%). • Teoría Protoplasmática (Hertwig, 1892). Todo organismo vivo tenga o no tenga una marcada estructura celular, es un acúmulo de materia viva (Protoplasma). • Organismo vivo. Es un ser con organización compleja y con capacidad de relación (irritabi- lidad, adaptación), metabolismo (conversión de materia y energía), y sobre todo reproducción (aumento del número de individuos y la continui- dad de la especie). • Teoría Celular (Schleiden, 1838-Schwann, 1839). El cuerpo de las plantas y de los animales está formado por células. Planteada la teoría celular surgió la interrogante: “¿De dónde provienen las células?” y Virchow (1858), responde que, “las células solo provienen de las células” (es decir por la división de las células ya existentes). • Moderna Teoría Celular La célula es la unidad morfológica y fisiológica de los organismos unicelulares y los organismos multicelulares (pluricelulares y con tejidos). - Organismo pluricelular: constituido por células diferenciadas y sin coordinación entre ellas, entonces no forman tejidos. - Organismos con tejidos: constituidos por células diferenciadas y con coordinación entre ellas, entonces forman tejidos. La célula es unidad morfológica, porque es consti- tuyente del cuerpo de los organismos unicelulares y los organismos multicelulares. La célula es unidad fisiológica; porque desempe- ña funciones mínimas vitales: relación, metabo- lismo, reproducción. Las características de los organismos unicelula- res y los organismos multicelulares dependen de sus células individuales. Toda célula proviene de la división de las células ya existentes y su continuidad depende de su material genético. 9Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com DEfINICIóN Estudia la clasificación y ordenamiento de los orga- nismos en categorías que reflejan sus similitudes y diferencias esenciales. El principal criterio para la clasificación son los órganos homólogos (órganos de constitución semejante pero adaptados a realizar funciones diferentes). CaTEgORíaS TaxONóMICaS La unidad básica de la clasificación es la especie. a) especie Grupo de organismos con capacidad de cruza- miento natural y producción de descendencia fértil. Los géneros son grupos de especies simi- lares, que se reunen en familias,las familias en órdenes, las órdenes en clases, las clases en phyllums o divisiones y estos en reinos. b) Sistema de clasificación de reinos El sistema actualmente aceptado fue estable- cido por Withaker en 1969, el cual considera que los seres vivos se pueden agrupar en cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. RESuMEN DE LOS REINOS a) ReinO MOneRa Comprende a los organismos procarióticos unicelulares, cuya pared celular contiene pépti- doglicano y se subdivide en: tico. Algunos son pluricelulares, son la base de la cadena alimenticia. TaxONOMía b) ReinO PROTisTa Incluye a organismos eucarióticos, generalmente unicelulares, como las algas y protozoarios. algas: Autótrofos fotosintéticos de hábitat acuá- c) Protozoarios Heterótrofos unicelulares, algunos originan en- fermedades. Se clasifican en: Nutrición heterotrófica, algunas son móviles por la presencia de flagelos. Es importante su estudio pues pro- ducen enfermedades (TBC, tifoidea, meningitis, cólera, botulismo, sífilis, etc.). Ecológicamente son útiles por ser desintegradores. Nutrición autotrófica fotosintética, presenta laminillas fotosintéticas (con clorofila y ficocianina). Se organizan formando colonias y están envueltas por una capa mucilaginosa. Son fijadores de nitrógeno atmosférico, de esta manera aumenta la fertilidad de los suelos; ejemplo: anabaena. Phyllum Schizophyta (bacterias). Phyllum Cianophyta (cianobacte- rias o algas azul verdosas). División Euglenophyta División Pirrophytas (dinoflagelados) División Crisophyta (algas doradas) División Clorophyta (algas verdes) División Phaeophyta (algas pardas) Fucoxantica División Rodophyta (algas rojas) Presenta nutrición mixta (mixotrófos), en ausencia de luz son heterótrofos y en presencia de ella son autótrofos. Presenta una mancha ocular fotorre- ceptora y carece de pared celular, en lugar de ella presenta una película proteica. Ejemplo: Euglena, Viridis. Unicelulares, rodeados de placas celulósicas (tecas), presentan un par de flagelos para su locomoción; una superpoblación de estos organismos es la causante de la marea roja. Ejem- plo: Ceratium, Gimnodinium. Son unicelulares y presentan sales de sílice impregnadas en la pared celuló- sica, agrupa a las Diatomeas. Antecesores cercanos de las plantas, almacenan almidón; el pigmento princi- pal presente es la clorofila. Pueden ser unicelulares (Chlamydomas), colonia- les (Volvox, Pandorina), plurice-lulares (uva o lechuga de mar). Son pluricelulares, se encuentran adheridos a las rocas por el rizoide. Algunos flotan gracias a vesículas gaseosas (aerocistos). Ejemplo: La- minaria, Sargassum, Fucus. Son capaces de realizar la fotosíntesis en medios donde hay escasez de luz gracias al pigmento rojo (ficoeri-trina) que poseen. Ejemplo: Porphyra. Gigar- tina, Plumaria, Gelidium. Se desplazan emitiendo pseudópodos o falsos pies. Ejemplo: Entoamoeba histolytica, Amoeba proteus. Se desplazan mediante cilios presen- tes en la superficie de su cuerpo, es característico de ellos la presencia de macronúcleo y micronúcleo. Ejemplo: Balantidium, Coli, Paramecium sp. Presentan uno o más flagelos, son Phyllum Sarcodina (rizopodos) Phyllum Cilliata (ciliados) Banco de ejercicios10 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com c) ReinO FunGi En este reino se agrupa a los hongos; son or- ganismos eucarióticos de nutrición heterótrofa absortiva, carecen de motilidad. La pared de sus células contiene quitina; reproducción mediante la formación de esporas. Según la estructura formadora de esporas son: Phyllum Mastigophora (flagelados) Phyllum Sporozoa (esporozoarios) importantes: Trypanosoma cruzi - Enfermedad de chagas Trychomona vaginalis - Vaginitis Leischmania brasilienzis - Uta Carecen de motilidad, son parásitos obligados. Su reproducción es por esporulación. (Plasmodium sp - Malaria y paludismo) Toxoplasma gondii - Toxoplasmosis NOTa: Cymnospermas y angiospermas se denominan espermatofitas. e) ReinO aniMalia Son organismos multicelulares, eucarióticos y heterotróficos. Poseen motilidad en alguna etapa de su vida. Los Phyllums más importantes son: El micelio es un enmarañado de hifas y la estructura formadora de esporas se denomina esporangio. Ejemplo: Rhizopus nigricans “moho negro del pan”. Comprende a las setas, royas y tizones. La estructura productora de esporas está formada por muchas hifas aéreas entrelazadas, formando primero el talo y luego el sombrero que contiene basidios formadores de esporas. Ejemplo: Agaricus cam- pestris. Incluye levaduras y algunos mohos; la estructura productora de esporas son las ascas. Las levaduras tienen reproducción asexual por gemación. Ejemplo: Saccharomyces cerevisae. Llamados hongos imperfectos, su reproducción sexual se desconoce. Ejemplo: Trichopyton, Aspergillus, Penicillium. División Ficomycota (ficomicetos) División Basidiomycota (basidiomicetos) División Ascomycota (ascomicetos) División Deuteromycota (deuteromicetos) d) ReinO PlanTae Agrupa a los organismos autótrofos pluricelu- lares, son importantes como base de la cadena alimenticia terrestre y como productores de oxígeno. Existen dos divisiones. División Briophyta (plantas avasculares) Incluye a los musgos y hepáticas, carecen de raíces verdaderas y un sistema vas- cular, de ahí que su máximo crecimiento alcanza solo los 200 cm en algunas especies. División Tracheophyta (plantas vasculares) Plantas con sistema vascular eficiente, que les permite distribuir a todo el cuerpo el agua y sales absorbidas por las raíces. Existen tres subdivisiones importantes: 1. Subdivisión pteridophyta (helechos). Plantas sin semillas, su tallo habi- tualmente es subterráneo (rizomas) desde donde desarrollan grandes hojas plumosas llamadas frondas. 2. Subdivisión Gymnospermae. Plan- tas con semilla desnuda (gimnos- permas) guardadas en los conos o estróbilos, y luego dispersados por el viento, carecen de flores y tienen hojas en forma de agujas. Ejemplo: pino, ciprés, etc. 3. Subdivisión Angyospermae. Plantas con flores y con semillas protegidas (angiospermas) en el interior del fruto; las angyospermas por el número de cotiledones en su semilla, pueden ser: a) Monocotiledóneas. b) Dicoltiledoneas. *sin tejido (parazoos) Phyllum Poryphera (esponjas) *con tejido (eumetazoos) Phylum Cellentéreos (cnidarios) La superficie de su cuerpo es porosa; presenta una cavidad corporal llamada espongoicele que se abre al exterior por el ósculo y la superficie de su cuerpo es porosa. Habitan en medio acuático. Su cuerpo presenta dos capas de te- jido (epidermis y gastrodermis), entre las cuales se deposita una sustancia gelatinosa denominada mesoglea; la cavidad corporal se llama celenterón o cavidad gastrovascular. Todos poseen células urticantes o cnidocitos ubicados en los tentáculos, se distribuyen en tres clases: Hidrozoos: hydras. Escifozoos: medusas (malaguas). Antozoos: anémona de mar. 11Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com Phyllum Plathelmintos Phyllum Nemathelmin- tos (nemátodos) Phyllum Moluscos Phyllum Artrópodos Phyllum Equinodermos Phyllum Cordados ¡Recuerde! BiOdiveRsidad i. TaXOnOMÍa (sisTeMÁTica) Establece las normas de ubicación, ordenamiento (clasificación) y la denominación (nomenclatura) de los organismos vivos. categorías taxonómica: especie, género, familia, orden, clase, filo o división, reino. • Se denomina Taxón a cualquier grupo taxonómico de cualquier categoría taxonómica. • especie: Conjunto de individuos (organismos vivos) con características comunes. Se diferencian de otras especies en uno o más aspectos; pueden cruzarse y producir una progenie fértil. Es la unidad básica de la clasificación biológica. Especie → Género → Familia → Orden → Clase →Filo o división → Reino → Dominio. ii. nOMenclaTuRa BiOlÓGica Los organismos vivos poseen un solo nombre científico y uno o más nombres vulgares. a) nOMBRe cienTÍFicO (nc). Es de origen acadé- mico y de validez universal. Está dado por voces en latín. El N. C. consta de género y especie, es una “Nomenclatura Binaria” establecida por Linneo en 1758. El género es la primera parte del N.C. y se escribe como un sustantivo propio y la especie es la segunda parte del N.C. y se escribe como un sustantivo común y cuando no está denominado se escribe sp. (es la abreviatura del latín: specie). El género y la especie del N.C. se subrayan por separado y se omite el subrayar cuando se cambia el tipo de escritura, se utiliza letra cursivas o en negrillas. Si lleva sp., éste no se subraya. B) nOMBRe vulGaR (nv). Es de origen popular y de validez relativa. Está dado por voces en el idioma que se practica. Se escribe como un sustantivo propio y va entre comillas. n. c n. v. Homo sapiens Hombre Oedipus sp. Salamandra Viola odorata Violeta Trifolium sp. Trébol iii. TaXOnOMÍa clÁsica: “dOs ReinOs” (animal y vegetal) a) ReinO aniMal. Organismos vivos con locomo- Gusanos planos con simetría bilateral. Tenemos las siguientes clases: Turbelarios: planarias. Tremátodes: fasciola hepática. Céstodes: taenia solium. Gusanos cilíndricos y alargados con ex- tremos en punta, su cuerpo está cubierto por una cutícula que lo protege de la de- secación. Algunos son parásitos. Ejemplo: Ascaris lumbricoides (lombriz intestinal), Enterobius vermicularis (oxiuros). Presenta el cuerpo protegido por con- chas que son secretadas por un tejido llamado manto, generalmente su hábitat es acuático. Gasterópodos: caracoles y babosas. Cefalópodos: pulpo y calamares. Bivalvos: choros, almejas, manchas. Animales con patas articulares, externa- mente poseen un exoesqueleto compues- to por quitina. Insectos: con cabeza, tórax y abdomen, 3 pares de patas. Mosca, mariposa. Arácnidos: con cefalotórax y abdomen, 4 pares de patas. Viuda negra, tarántula. Crustáceos: poseen más de cinco pares de patas. Camarón, cangrejo, muy muy. Animales marinos que presentan la dermis prevista de espinas. Poseen simetría radial. Asteroideos: estrella de mar. Equinoideos: erizo de mar. Holoturoideos: pepino de mar. Presentan Notocorda en estado embrio- nario, la cual luego es reemplazado por la columna vertebral. 1. Peces: de vida acuática, el cuerpo está cubierto con escamas, presentan ale- tas como adaptaciones para el nado. Se clasifican en: a) Condricties: peces con esqueleto cartilaginoso y aleta caudal hete- rocerca; tiburones, rayas. b) Osteicties: peces con esqueleto óseo y aleta caudal homocerca. 2. Anfibios: primeros animales con vida terrestre, necesitan un medio acuático para reproducirse, pueden ser: a) Urodelos: (con cola) salamandra, tritón. b) Anuros: (sin cola) rana y sapos. c) Ápodos: (ciegos y sin patas) cecilias. 3. Reptiles: tienen el cuerpo cubierto de escamas corneas, no necesitan un medio acuático para producirse. a) Quelonios: tortugas. b) Saurios: lagartijas. c) Cocodrilos: caimanes. d) Ofidios: serpientes. 4. Aves: poseen el cuerpo cubierto de plumas; la boca con pico. 5. Mamíferos: presentan el cuerpo cubierto de pelos; poseen glándulas mamarias. Banco de ejercicios12 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com ción; razón por la cual se les denominó anima (latín), Zoo (griego), animal (castellano). Comprende a los subreinos: Protozoos y Metazoos. 1. Protozoos: animales unicelulares. Comprende al filo protozoarios. 2. Metazoos: animales pluricelulares y animales con tejidos. 2.1 Animales pluricelulares: constituidos por células diferenciadas y sin coordinación entre ellas; comprende al filo: Poríferos (espongiarios). 2.2 Animales con tejido: constituidos por células diferenciadas y con coordina- ción entre ellas; comprende a los filos: Cnidarios (celentéreos), Platelmintos, Nematelmintos (asquelmintos), Equino- dermos, Molúscos, Anélidos, Artrópodos y Cordados. B) ReinO veGeTal. Organismos vivos sin locomoción, razón por la cual se les denominó vegetare (latín), botane y fito (griego), vegetal y planta (castellano). Comprende a las divisiones; Esquizofitas (bacterias y algas azuladas), Ficofitas (algas: verdes, rojas, pardas, doradas), Líquenes, Briofitas (musgos), Pteridofitas (helechos) y Espermatofitas (antofitas). iv. TaXOnOMÍa MOdeRna: “cincO ReinOs” Mo- nera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia). Propuesta por Whittaker en la revista Science (N.° 163) en 1969. Actualmente presenta modificaciones. a) ReinO MOneRa Organismos procariotas (sin organización nuclear) unicelulares. Sus células poseen o carecen de pared celular. Carece de mitocondrias y plastidios. Com- prende: arqueobacterias, bacterias, cianobacterias (algas azuladas), rickettsias, clamidias y micoplas- mas. El reino Monera fue propuesto por Barkley en 1931. B) ReinO PROTisTa Organismos eucariotas (con organización nuclear) unicelulares y pluricelulares. Sus células poseen pared celular (celulosa), plastidios, clorofila o carecen de todos ellos. Comprende a: – algas: euglenofitas, clorofitas, crisofitas, baci- lariofitas, rodofitas, feofitas. – Fungoides: mohos deslizantes plasmo-diales, deslizantes celulares, acuáticos. – Protozoarios: Sarcodíneos, Zoomastiginos, Esporozoarios, Ciliados. • El reino Protista fue propuesto por Haeckel en 1866 y comprendía a los organismos unicelulares (bacterias, algas, hongos, protozoarios); entonces formó una sistemática de “tres reinos”: Protista, Vegetales y Animales. c) ReinO FunGi (MicOTa) Organismos eucariotas unicelulares y pluricelulares; sus células poseen pared celular de quitina; carecen de plastidios, clorofila y son multinucleares. Com- prende a los hongos. d) ReinO PlanTae (PlanTas) Organismos eucariotas con tejidos. Sus células poseen pared celular (celulosa), plastidios, clorofila. Comprende a las divisiones: briofitas, pteridofitas y espermatofitas (antofitas). No comprende a los líquenes porque no son consi- derados organismos vegetales, sino una convivencia (simbiosis mutualista) entre algas y hongos. e) ReinO aniMal (aniMalia) Organismos eucariotas pluricelulares y con tejidos; sus células carecen de pared celular, plastidios y clorofila. Comprende a los subreinos: Parazos y Eumetazoos. – Parazoos: animales pluricelulares; carecen de enterón (cavidad digestiva). Poseen digestión intracelular. Comprende al filo Poríferos. – eumetazoos: animales con tejidos; poseen enterón (cavidad digestiva). Tienen digestión extracelular. Comprende a los filos: Cnidarios, Platelmintos, Nematelmintos, Equinodermos, Moluscos, Anélidos, Artrópodos y Cordados. Existe una propuesta (Margulis) para establecer “dos súper reinos” o dominios. 1. dominio Procariota: organismos procariotas (célula sin organización nuclear). Comprende al reino Monera, que a su vez se subdivide en arqueobacterias y eubacterias. 2. dominio eucariota: organismos eucariotas (células con organización nuclear). Comprende a los reinos: Protista, Plantae, Animalia y Fungi (Micota). En cuanto a las arqueobacterias, unos las clasifican como un grupo perteneciente al Reino Monera y otros proponen establecer el Reino Arqueobacteria; entonces se forma una taxonomía de seis reinos (Arqueobacterias, Eubacterias, Protistas, Fungi, Plantae, Animalía). v. FORMas de vida PRecelulaRes (agregados supramoleculares) a) PRiOnes. Son partículas proteínicas infecciosas, se replican (reproducción) en células animales; causan enfermedades degenerativas cerebrales como la “pi- cazón” en las cabras y las ovejas, la “enfermedad de las vacas locas” (encefalopatía espongiforme bovina) y la “enfermedad Creuztfeldt - Jakob” (encefalopatía espongiforme humana). B) viROides. Agentes infecciosos de células vegeta- les. Constituidos por ARN circular. Tamaño:3 a 5 nm. Ejm.: Viroide PSTV, es causante de la enfermedad tubérculo fusiforme de la papa y de la atrofia del crecimiento del tomate. c) viRus. Parásitos obligados de células. Constituidos por una cápside (proteínas) y un ácido nucleico (ARN o ADN). Tamaño: 10 a 35 nm. Ejm.: Virus con ARN (Ribovirus): virus del mosaico del tabaco, de la hepatitis, poliomielitis, gripe, parótidis, sarampión, sida (HIV) y rabia. Virus con ADN (Desoxirribovirus): Bacteriófago T4, virus de la varicela, viruela, herpes. Existe una propuesta para establecer el reino viral o plásmida. 13Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com C, H, O, N, P, S: Constituyentes de moléculas orgáni- cas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Na, Cl, K: Regulan el equilibrio hídrico. Ca: Forma sales en los huesos, dientes y caparazo- nes, favorece la contracción muscular. Fe: Constituyente de la hemoglobina. Mg: Constituyente de la vitamina B12. Cu, Zn, Mn: Aceleran reacciones químicas (activan enzimas). F: Constituyente del esmalte de los dientes. I: Constituyente de la hormona tiroxina. B: Permite el crecimiento de plantas. BIOMOLéCuLaS Son moléculas formadas a partir de los bioelementos. Pueden ser: 1. Inorgánicas: el agua (H2O), sales minerales, gases (CO2). 2. Orgánicas: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, pigmentos, etc. Las biomoléculas orgánicas están constituidas por esqueletos de carbonos a los cuales se les liga otros elementos. Originalmente se les denominó “orgáni- cos”, porque se pensó que sólo los organismos vivos podrían elaborarlos; actualmente muchos de ellos son sintetizados en el laboratorio in vitro. 1. inorgánicas a) agua Biomolécula ampliamente distribuida en la super- ficie terrestre, los medios acuáticos albergan a una gran variedad de organismos. Como compo- nente corporal es el más abundante. Organismos sencillos como las medusas poseen un 98% de agua, en el hombre es aprox. 70%. La distribución en los órganos aumenta con la actividad que cumple, así el cerebro es el órgano más hidratado (90%). En las semillas el porcentaje es escaso, 10%. estructura. Molécula de bajo peso molecular por lo cual puede adoptar la forma de vapor. Entre el oxígeno y cada uno de los hidrógenos se establece un enlace covalente (un par de e– compartidos), pero el oxígeno por ser más electronegativo termina concentrando los elec- trones en su zona; esto determina una distribu- ción asimétrica de electrones formándose una molécula dipolar (lado positivo y lado negativo). La disposición de los átomos de hidrógeno res- pecto al oxígeno es tal que entre ellos forman un ángulo de 104,5°. H H 104,5° 104,5° O Hpuente de hidrógeno H B) sales Son compuestos o biomoléculas inorgánicas disociables en agua, formada por un metal y un radical no metálico. Esta moléculas se encuentran disociadas en io- nes o electrolitos (sustancias capaces de conducir corriente eléctrica). Se presentan al estar disociadas en forma de iones negativos (aniones), tales como: Cl–, PO4 =, CO=3, HCO – 3; SO = 4, I –. En forma de iones positivos (cationes): Na+, K+, Ca++, Fe++, Mg++. En los organismos vivos tales iones son esen- ciales para el equilibrio hídrico y ácido-básico: específicamente en animales para el funciona- miento de nervios y músculos. La coagulación de la sangre, la formación de los huesos (cristales de hidroxiapatita), exoesqueleto calcáreo en gaste- BIOQuíMICa DEfINICIóN Estudia la composición química de la materia viva y las reacciones que experimenta. BIOELEMENTOS Son elementos químicos que constituyen a los seres vivos; son importantes porque forman a las diversas moléculas y cumplen funciones muy específicas. Se clasifican en: Biogenésicos Secundarios (99%) (1%) Básicos y organógenos Macro 96% (0,9%) C, H, O, N Na, Cl, K, Ca, Mg Complement. (3%) Oligoelement. (0,1%) S, P Fe, Co, F, I, Ni, Mn, Zn, etc. Bioelementos Banco de ejercicios14 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com rópodos, por ejemplo: el caparazón o concha de CaCO3 en los caracoles, etc. Aunque es pequeña la concentración de sales en las células y los líquidos del cuerpo de las plantas y animales, dicha cantidad es de gran importancia para el normal funcionamiento de las células y por ende del mismo organismo. c) Gases Son moléculas inorgánicas formadas por átomos de un mismo elemento o por la interacción de dos elementos diferentes. Se caracterizan por presentar un movimiento rápido y desordenado, se difunden en la atmósfera y se comprimen fácilmente. En la naturaleza abunda una vasta gama de sus- tancias gaseosas como el O2, CO2, H2S, CH4, N2, etc., que desempeñan una función específica para la existencia de múltiples organismos como bacterias, hongos, plantas y animales, por ejem- plo. En Biología el estudio de los gases se centra pun- tualmente en aquellas sustancias que intervienen en los procesos y mecanismos metabólicos de toda organización viviente; dentro de ellos en- contramos al: O2. Que forma aproximadamente la quinta parte de la atmósfera (20%) y también se encuentra disuelto en el agua; durante la respiración el oxígeno forma agua con el hidrógeno, en la fo- tosíntesis la molécula de agua es descompuesta y se desprenden moléculas de oxígeno para ser usadas nuevamente. cO2. El dióxido de carbono se encuentra en la atmósfera, como producto de la respiración de las plantas y animales; se forma durante la combus- tión y también por la actividad de los volcanes. n2. Este gas fundamentalmente tiende a fijarse en la naturaleza formando compuestos inorgáni- cos como nitratos, nitritos y proteínas; presenta un ciclo de esencial importancia para el desarrollo de toda materia viviente. O3. El ozono es el estado alotrópico del oxígeno, es un gas oxidante, estable sólo a temperaturas muy altas. Se forma por acción de descargas eléctricas en la atmósfera de oxígeno. Se en- cuentra en la estratósfera y, al absorber los rayos ultravioletas más nocivos, constituye la defensa más eficaz para el mantenimiento de la vida terrestre. Concepto de pH. El pH es una escala que mide el grado de acidez de una solución. Indica la con- centración de hidronios [H+] en términos de –log: pH = –log [H+] Escala: de 0 a 14 (pH = 7 = neutro) Ácido 0 81 92 10 11 12 13 143 4 5 6 7 Alcalino A mayor concentración de [H+] la solución es más ácida y el pH se aproxima a cero. Tampones o buffers. Regula cambios bruscos de pH. Ejm.: proteínas (hemoglobina), sales (bicarbonato). algunos valores de ph importantes en el ser vivo: Sangre: 7,4 En el medio intracelular: 7,1 En el fluido extracelular: 7,3 En el pino: 4 a 6 En el gladiolo y lirio: 6 Jugo gástrico: 1,2 Porcentaje de agua en algunas estructuras: Semillas y dientes: del 5 al 10% En los músculos: 74 a 75% En los huesos: 20 al 25% En la sangre: 78% En la linfa: 90, 75% Algas y malagua: 90 al 95% Sustancia gris del cerebro: 84% En el grano de cebada: 16% 2. Orgánicas a) Glúcidos Son biomoléculas orgánicas llamadas también: hidratos de carbono, carbohidratos, sacáridos, azúcares; formados por carbono, hidrógeno y oxígeno. Químicamente son Polihidroxialdehídos o Polihi- droxicetonas. importancia biológica: son principalmente ali- mentos energéticos. Cada mol-g al ser oxidada totalmente proporciona 4,0 kcal. clasiFicaciÓn: monosacáridos, disacáridos y polisacáridos. 1. MOnOsacÁRidOs. Son los azúcares más simples de sabor dulce, solubles en agua, cristalizan y pasan por la membrana celular. Estos monosacáridos responden a la fórmula: Triosas (C3H6O3): gliceraldehído, dihidro- xiacetona. Tetrosas (C4H8O4): eritrosa, eritrulosa. Pentosas (C5H10O5): ribosa, ribulosa, arabi- 15Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com nosa y desoxirribosa. Hexosas(C6H10O6):glucosa, fructuosa, ga- lactosa y manosa. Heptosas (C7H14O7): sedoheptulosa. Glucosa. Azúcar de uva o dextrosa (en solución). Predomina en la naturaleza. Se sintetiza durante la fotosíntesis y es oxidada en la respiración celular. Fructuosa o Levulosa. Presente en los frutos. Se considera como el más dulce. Galactosa. Se le denomina el “azúcar cere- bral”. 2. disacÁRidOs. Son glúcidos constituidos por dos moléculas de monosacáridos, unidos por un enlace glucosídico que al formarse provoca la pérdida de una molécula de agua. Comprende: • MalTOsa. Compuesta por 2 moléculas de glucosa. Es conocido como el azúcar de la malta. Deriva de la hidrólisis parcial del almidón. Enlace σα – glucosídico. • celOBiOsa. Formada por 2 moléculas de glucosa. Se origina en la hidrólisis parcial de la celulosa. Enlace β - glucosídico. • sacaROsa. Es el azúcar de la caña o azú- car de mesa. Se forma por la unión de dos moléculas: una glucosa y otra de fructuosa. • lacTOsa. Compuesta por una molécula de glucosa y otra de galactosa. Es el azúcar de la leche. Estos disacáridos responden a la fórmula general global: C12H22O11 Enlace α - glucosídico Enlace β - glucosídico 3. POlisacÁRidOs. Son macromoléculas formadas por “n” moléculas de monosacá- ridos con la pérdida de (n-1) moléculas de agua, al formarse los enlaces glucosídi- cos. Por lo general, no suelen tener sabor dulce. Los polisacáridos más importantes son: - ALMIDÓN. Polisacáridos simples de las plantas que sirven de reserva energética. Es insoluble en el agua fría, pero en el agua ca- liente forma el llamado engrudo de almidón. El almidón es el alimento más importante del reino vegetal. También es utilizado en la alimentación de los animales y del hombre, por su alto poder energético. Se sintetiza en la fotosíntesis a nivel de los cloroplastos. - CELULOSA. Polisacárido simple. Principal constituyente de la membrana celulósica o pared celular que junto con la lignina forma el tejido de sostén de los vegetales. Es insoluble en el agua; constituyen la materia prima para la industria de la seda artificial, plásticos, papel de filtro, entre otros. - GLUCÓGENO. Polisacárido simple llamado también “almidón animal”. Se encuentra principalmente en el hígado y los músculos. El glucógeno al ser tratado con el agua da una solución coloidal. Tanto el almidón como el glucógeno y la ce- lulosa están formados por “n” moléculas de glucosa. Se sintetizan en un proceso llamado glucogénesis. - QUITINA. Polisacárido estructural de la pared de los hongos y exoesqueleto de artrópodos, polímero de b-acetil glucosamina. B) lípidos Son biomoléculas orgánicas ternarias (C, H, O); insolubles en agua, aunque son solubles en di- solventes orgánicos como el cloroformo, el éter, benceno, etc., que se usan para extraerlos de las células. iMPORTancia: • Energética. Algunos lípidos actúan como almacén de energía: 1g =9,1 kcal. • Estructural. Constituyen parte de las membranas biológicas. H O H H HO O H O H HOH C H 6 2 4 1 O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 O H H O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 O H O H H HO O H H 4 1 O H O H H HO O H HOH C H 6 2 4 1 H H H H R C H 2 6 Banco de ejercicios16 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com • Termoaislante. Sirven para conservar el calor del cuerpo. • Reguladora. Algunos lípidos actúan como hormo- nas. cOMPOsiciÓn: Los lípidos generalmente están constituidos por 2 moléculas: 1. alcOhOl. Son compuestos que contienen grupo oxidrilo (-OH). Ejm. Glicerol. 2. ÁcidO caRBOXÍlicO (ácido graso). Son compuestos que se caracterizan por la pre- sencia del grupo carboxilo O (— C—OH) NOTa: esTeRiFicaciÓn: Formación de grasas por for- mación de enlace éster. Ejem.: H H H I I I H — C — C — C — H Glicerol I I I O O O H H H + + H H H O O O I I I O = C O = C O = C 3 ácido grasos I I I (CH2)n (CH2)n (CH2)n I I I CH3 CH3 CH3 H H H I I I H — C — C — C — H + 3H2O I I I O O O Grasa neutra I I I (triglicérido) O = C O = C O = C + I I I 3H2O (CH2)n (CH2)n (CH2)n I I I CH3 CH3 CH3 clasiFicaciÓn Basada en su estructura molecular: 1. lÍPidOs siMPles. Resultan de la esteri- ficación de ácidos grasos y un alcohol. - GLICÉRIDOS. Resultan de la esterificación de una molécula de glicerina (glicerol) con una, dos o tres moléculas de ácidos grasos. Son sustancias de reserva energética. 3. lÍPidOs deRivadOs. Son lípidos insaponi- ficables. - TERPENOS. Son una familia de sustan- cias que responden a la estructura genera derivada de la polimerización del isopreno (2-metil-1,3 butadieno). Ejemplo: esencias vegetales; vitaminas A, K, E; pigmentos car- tenoides; coenzimas Q; resinas; látex, etc. - ESTEROIDES: Son compuestos policí-cli- cos, caracterizados por tener cuatro anillos (cicloperitanoperhidrofenantreno). Sobre este núcleo se constituyen los esteroides. G L I C É R I D O S ÁCIDO GRASO ÁCIDO GRASO ÁCIDO GRASO - CÉRIDOS: Resultan de la esterificación de un ácido graso de cadena larga con un alcohol de elevado peso molecular que, debido a su naturaleza sólida y a su marcada insolubilidad en agua, actúan como impermeabilizantes en los recubrimientos de piel, cabellos, uñas, plumas, frutos, hojas, etc. 2. lÍPidOs cOMPleJOs - FOSFOLÍPIDOS (Glicerofosfolípido). Derivan del ácido fosfatídico. Constituyente de las membranas biológicas. G L I C E R O L ÁCIDO GRASO AMINOALCOHOL*ÁCIDO FOSFÓRICO* Colina * Etanolamina * Serina * Inositol - ESFINGOLÍPIDOS. Derivan de la ceramida. Abundantes en el tejido nervioso. NH ÁCIDO GRASO E S F I N G O S I N A AMINOALCOHOL 17Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com A → Benceno A + B → Naftaleno A + B + C → Fenantreno C → Ciclopentano A B C D CH3 CH2 OH c) PROTeÍnas Son biomoléculas orgánicas cuaternarias forma- das por C, H, O, N; pero se le agrega en pequeña proporción S y a veces P, Fe, Zn, Cu, etc. 1. aMinOÁcidOs Son las unidades monoméricas de las pro- teínas que se obtienen por hidrólisis. Existen muchos aninoácidos (aa), pero en los seres vivos son 20 (L-aminoácidos) y de cuya com- binación específica entre ellas se originan las proteínas típicas para cada organismo. Poseen una función amino (-NH2) y un grupo carboxilo o ácido (-COOH). ÁcidO BÁsicOs Ácido aspártico (Asp) Histidina (His) Ácido glutámico(Glu) Lisina (Lys) Arginina (Arg) neuTROs POlaRes Serina (Ser) Treonina (Thr) Tirosina (Tyr) Triptófano (Trp) Asparagina (Asn) Glutamina (Gln) Cisteína (Cys) neuTROs nO POlaRes Glicina (Gly) Alanina (Ala) Valina (Val) Leucina (Leu) Isoleucina (lle) Fenilalanina (Phe) Prolina (Pro) Metionina (Met) • aminoácidos “esenciales” Se llaman así a los aa que la célula humana no sintetiza, se obtienen de los alimentos. Son diez: arginina - fenilalanina - histidina - isoleucina - leucina - lisina - metionina - treonina - triptófano - valina. 2. ROl BiOlÓGicO de las PROTeÍnas a) Estructural. Todas las estructuras de la célula están formadas a base de proteína. b) Transporte. Existen proteínas que movilizan sustancias, por ejemplo la hemoglobina transporta oxígeno molecular y dióxido de carbono. c) Defensa. Los anticuerpos son proteínas que defienden el organismo (inmunoglobulinas). d) Catálisis. Las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas que ocurren en la célula. e) Reserva. Hay proteínas de reserva energética y cada mol-gramo proporciona 4 kcal al ser oxidado totalmente. f) Hormonal. Existen hormonas de naturaleza proteica como por ejemplo la prolactina que estimula la producción de leche. 3. clasiFicaciÓn de las PROTeÍnas a) Proteínas simples. Están formadas exclu-sivamente por aminoácidos. Comprende a las proteínas Fibrosas (colágeno, queratina, fibroína) y globulares (enzimas, ovoalbú- mina). b) Proteínas conjugadas. Son proteínas formadas por aminoácidos más un grupo prostético (parte no proteica). Comprende a las glucoproteínas, lipoproteínas, nucleo- proteínas, cromoproteínas, fosfoproteínas y metaloproteínas. 4. esTRucTuRa de las PROTeÍnas a) Estructura primaria. Es la secuencia de los aminoácidos en la cadena proteica que se mantiene por medio de enlaces peptídicos. Cada proteína presenta una secuencia única de aminoácidos en una cadena de longitud definida. Hay proteínas que sólo tienen este tipo de estructura como la “insulina”. b) Estructura secundaria. Es la disposición espacial de la cadena polipeptídica que se presenta en forma de alfa hélice (queratina), hoja plegada (fibroína). Esta organización se mantiene por medio de enlaces no covalen- tes, puentes de hidrógeno. c) Estructura terciaria. Es el superenrollamiento de la cadena proteica que es mantenido por los enlaces covalentes, como los puentes disulfuro, que se encuentran entre los restos de cisteína. Así como también a través de los enlaces o fuerzas no covalentes. Esto se observa en la mioglobina y en algunas enzimas. d) Estructura cuaternaria. Se presentan en pro- teínas con varias cadenas polipeptídicas que se enrollan entre sí formando subunidades o monómeros y estas se unen mediante puen- tes disulfuro, enlaces salinos o de hidrógeno. Ejemplo: el colesterol (precursor de otros esteroides como la vitamina D, los ácidos biliares, cortisona, aldosterona, las hormo- nas sexuales). Banco de ejercicios18 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com • ENZIMAS Las enzimas son catalizadores biológicos, que aceleran las reacciones químicas sin modificarse, lo que significa que pueden ser utilizados una y otra vez. El conjunto de las enzimas constituye el grupo de moléculas más extenso y especializado del organismo. Hasta el momento se han identificado más de mil enzimas diferentes y muchas de ellas se han obtenido en forma pura y cristalina. Esas moléculas responsables de la dirección de la compleja red de reacciones químicas celulares representan, por otra parte, los productos más importantes codificados por los genes contenidos en el ADN. Las enzimas (E) son proteínas que tienen uno o más lugares denominados sitios activos, a los cuales se une el sustrato (S), es decir, la sustan- cia sobre la que actúa la enzima. El sustrato es modificado químicamente y convertido en uno o más productos (P). Como esta reacción es generalmente reversible, puede ser expresada de la siguiente manera: E + S ↔ (ES) ↔ E + P Donde (ES) es un complejo enzima-sustrato in- termediario. Las enzimas aceleran las reacciones hasta que se alcanza un equilibrio, y pueden ser tan eficientes como para que la velocidad de la reacción sea de 108 a 1011 veces más rápida que en ausencia del catalizador. Una característica de la actividad enzimática es su especificidad, de manera que cada enzima particular actúa solo sobre un determinado sus- trato. Las enzimas suelen ser tan específicas que son incapaces de actuar sobre sustancias estrechamente relacionadas, por ejemplo sobre una estereoisómero de la misma molécula. Los sustratos reaccionan en forma muy precisa con el sitio activo de la enzima. Algunas enzimas tienen un encaje inducido, es decir que el sitio activo es complementario del sustrato solo después de que este se une a la enzima. Algunas enzimas llamadas Apoenzimas requieren la presencia de sustancias llamadas cofacto- res. El cofactor puede ser un metal o un grupo prostético; como en el caso de las proteínas conjugadas. Otras enzimas necesitan pequeñas moléculas denominadas coenzimas. Por ejemplo, las deshidrogenasas necesitan una molécula de nicotinamida adenina Dinucleótido (NAD) para poder funcionar, la reacción es la siguiente: E + NAD+ + S → E + NADH + H+ + S- OXIDADO Luego los dos electrones que gana la NADH son transferidos a una segunda molécula. El complejo enzimático: apoenzima + coenzima o cofactor enzimático se denomina holoenzima. Los zimógenos son formas inactivas de enzimas debido a que su centro activo está enmascarado y por medio de un inductor o activador enzimáti- co cambian su estructura convirtiéndose en una enzima activa. Por ejemplo las células (parietales) de la mucosa gástrica producen el pepsinógeno (forma inactiva), que es transformado en pepsina (forma activa) por medio del HCL. También participan fuerzas no covalentes. Como por ejemplo en la hemoglobina. estructura: d) ÁcidOs nucleicOs 1. Funciones biológicas de los ácidos nu- cleicos - Almacenan la información hereditaria para la formación de los rasgos biológicos que tiene un organismo. Sustrato + E + S Sustrato Complejo ES Enzima Enzima Sustrato + E + S Sustrato Complejo ES EnzimaEnzima Modelo de la llave y la cerradura Modelo del encaje inducido Secundaria hélice a Terciaria Cuaternaria 19Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 2. Los ácidos nucleicos - Definición Son moléculas formadas por la unión de ele- mentos como: C, H, O, N y P. Estos elementos forman unidades llamadas nucleótidos que se unen por enlaces fosfodiéster. nucleótido Es el momento de los ácidos nucleicos. Está constituido por una base nitrogenada, un azúcar pentosa y ácido fosfórico. A la unión del azúcar pentosa más la base nitrogenada se le denomina nucleósido. genes. El nitrógeno en la forma amino le da el carácter básico. Las bases nitrogenadas se clasifican en purinas y pirimidinas. – Purinas. Son las adenina (A) y la guanina (G). – Pirimidinas. Son las citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). • Pentosa Azúcar de cinco carbonos, que pueden ser la ribosa (para ARN) o desoxirribosa (para ADN). Es el esqueleto principal (central) de los ácidos nucleicos. • Ácido fosfórico Molécula con tres grupos oxidrilos (OH) donador de hidrogeniones (H+) para for- mar enlaces y para dale el carácter ácido (basofilia) a los ácidos nucleicos, de igual forma el carácter aniónico, y por lo tanto la propiedad de unirse a proteínas básicas (histonas), colorantes básicos o iones. b) Funciones de los nucleótidos • Estructural Forman los ácidos nucleicos: ribonucleó- tidos (para ARN), desoxirribonucleótido (para ADN). • Energética Presentan enlaces de alta energía: fosfato-fosfato. Ejemplo: El ATP (Adenosin trifosfato) con 7,3 Kcal por enlace entre fosfatos. enlace fosfodiéster Es el enlace característico de los ácidos nu- cleicos que permiten la unión de nucleótidos. Resulta de la relación entre el ácido fosfórico de un nucleótido con el grupo oxhidrilo de la pentosa de otro nucleótido. - Permiten transmitir caracteres generación tras generación. - Permiten la evolución biológica, pues, cuando se copia o se transmiten los ácidos nucleicos, pueden ocurrir errores, los que se manifesta- rán en las características de los organismos aumentando su variabilidad y con ello la diversidad. Ejemplo: Transmisión de ADN en ovejas. Descendencia con variabilidad genética. a) Componentes de un nucleótido • Bases nitrogenadas Son compuestos heterocíclicos que contienen Carbono y Nitrógeno en sus anillos. Constituyen el alfabeto de los Nucleótidos Dinucleótido Polinucleótido De esta forma resultan los dinucleótidos, y luego por sucesivas reacciones se formarán polinucleótidos. Pelo ondulado Pelo lacio CRUCE Pelo ondulado Espermatozoide Óvulo Cigote Progenitor Progenitor ADN ADN NUCLEÓTIDO O ácido fosfórico P Enlace fosfoéster 5 4 3 1 1 1 2 11 1 Nucleósido Pentosa Enlace -glucosídico� Base nitrogenada OH P O 3 I OH OH H O P O O 3 I OH 5 I 5 I 2 OH P O 3 I P O O 3 I OH 5 I 5 I O NucleóticosDinucleótico Enlace fosfodiéster Polinucleótico 5 I 3 I Banco de ejercicios20 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com 3. Clasificación de los ácidos nucleicos • Ácido desoxirribonucleico (adn o dna) Macromolécula constituida por 2 cadenas de desoxirribonucleótidos. En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice para el DNA, según la cual en la molécula del DNA, las cadenas de desoxirribonucleótidos, son antiparalelas enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario y son complementarias porque las cadenas se unen por medio de puentes de hidrógeno que se establecen entre las bases nitrogenadas. Entre la adenina y la timina se establecen 2 puentes de hidrógeno (A = T) y entre guanina y la citocina 3 puentes de hidrógeno (G ≡ C). Según Chargaf la proporción de adenina es equivalente a la de timina, y la proporción de citocina es igual a la de guanina (Ley de Chargaf) y se cumple A + G = T + C. En el hombre el ADN se encuentra en el núcleo, asociado a proteínas histonas, constituyendo la cromatina, contienen en su estructura la información de los caracteres hereditarios (genes) bajo la forma de una secuencia de bases nitrogenadas. 4. Replicación del adn • autoduplicación del adn Todos los seres vivos son temporales. Pueden vivir unos minutos, como las bacterias; varios siglos, como las tortugas marinas; o incluso más de un milenio, como los olivos; pero para que la especie no se extinga ha de haber siempre al menos un momento en que la información biológica se replique y las copias pasen a la descendencia. La célula para di- vidirse previamente duplica su ADN, de este modo las generaciones celulares mantienen una cantidad constante de ADN. • etapas a) El primer evento es el desenrollamiento del ADN a cargo de la enzima topoiso- merasa. b) Luego las cadenas complementarias son separadas por la enzima helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno entre bases complementarias. c) Una de las cadenas toma el nombre de cadena líder y sobre ella se realiza la síntesis continua. El proceso se inicia por la enzima aRn-primasa que constituye un segmento de ARN llamado cebador; a continuación la enzima adn- polimerasa va colocando nucleótidos complementarios en dirección (5’ → 3’) y • Ácido Ribonucleico (aRn o Rna) Molécula constituida por cadenas de ribo- nucleótidos, expresan los genes en la síntesis de proteínas, el que consta de dos procesos consecutivos: transcripción y traducción. a) Rna mensajero (Rnam) Molécula de conformación lineal constituida por ribonucleótidos, con una secuencia de bases nitrogenadas. Cada 3 bases nitroge- nadas recibe el nombre de codón y forman el código genético. El RNAm es copia de la información del ADN. Se forma en el proceso de transcripción con la enzima ARN polimerasa (en el núcleo). b) Rna ribosómico (Rnar) Molécula de conformación globular consti- tuido por un polinucleótido superenrollado, presente en los ribosomas. c) Rna transferencia (Rnat) Molécula de configuración en hoja de trébol. Acepta y transporta aminoácidos hacia los ribosomas en la síntesis protei- ca. Presenta el anticodón que lee al codón por complementación (A = U), (G ≡ C), en el proceso llamado traducción. H H 3 I 5 I Una vuelta completa (10 pares de bases) 3 I 3 I 5 I 5 I 3 I 5 I H H H H H Puentes de hidrógeno Guanina Citosina Adenina Timina RNAm(mensajero) 5’_______________3’ augcccguuaaaucacu Codón 5 I 3 I RNA (ribosomas)r 5 I 3 I RNA (transferencia) t U A C Anticodón 21Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com va construyendo la cadena complemen- taria de ADN. 4. La otra cadena toma el nombre de cadena retrasada, en ella la síntesis es discontinua. La enzima ARN-primasa construye varios cebadores, dejando espacios; a continuación la enzima ADN-polimerasa construye ADN en los espacios, estos fragmentos se llaman fragmentos de Okasaki. 5. Finalmente son retirados los cebadores y los espacios que ocupaban los ARN- cebadores son rellenados por la ADN polimerasa. 6. En resumen cada cadena de ADN con- serva la mitad de la molécula original; por esto se dice que la replicación del ADN es semiconservativa. caRacTeRes dna Pentosa Desoxirribosa Bases nitrogenadas Adenina Guanina Citocina Timina Número de 2 polinucleótidos Función Almacena la información biológica de los seres vivos. Ubicación Nucleolo Mitocondrias Cromatina Cloroplastos Cromosoma Estructura Doble hélice Rna Ribosa Adenina Guanina Citosina uracilo 1 Permite la expresión de la información biológica. Nucleolo Ribosomas Lineal, globular y trébol. “Camina con decisión si te impulsan tus sueños”. “Solo el esfuerzo constante te impulsará hacia tus metas”. “Solo tú eres capaz de cambiar tu historia”. “La sumatoria de los esfuerzos realizados da como resultado tu éxito”. ¡ReCueRde! Banco de ejercicios22 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com gENERaLIDaDES a) TeORÍa celulaR En 1838, Mathías Schleiden (botánico) publica estudios acerca de la estructura celular en plan- tas. Un año después, Schwann (zoólogo), divulgó también sus descubrimientos sobre la constitución celular en tejidos animales. Así se iban sentando las bases de la teoría celular. Además se contaba con el descubrimiento del núcleo celular (Brown, 1831) y del contenido celular o protoplasma (Pur- kinje, 1838), el cual se distingue en citoplasma (si rodea al núcleo y limita con la membrana celular) y carioplasma (contenido nuclear). En 1855, Rudolph Virchow (médico patólogo) am- plió la teoría celular al expresar su famoso aforismo: Omnis cellula e cellula, es decir, toda célula se origina de otras preexistentes. Luego se demostró que las células aseguran la continuidad entre una generación y otra por medio del mecanismo de la mitosis (Flemming, 1880) y la exacta división de los cromosomas (Waldeyer, 1890). Luego se descubrió el ADN y con él a los genes. Postulados modernos 1. Las células son unidades morfológicas y fisiológicas de todos los organismos. 2. Las propiedades de un ser vivo dependen de sus células individuales. 3. Las células se originan solo en otras células y su continuidad se mantiene a través del ADN. 4. La unidad más pequeña de la vida es la célula. B) célula La célula es la mínima porción de materia viva capaz de realizar metabolismo, crecer y repro- ducirse, por tanto, es la unidad morfológica, fisiológica y genética de todos los seres vivos. Todos los seres vivos están formados por células. Existen organismos unicelulares y pluricelulares. Entonces, el ancestro común de todos los seres vivos, fue una célula. Las células más primitivas que existen en la actualidad son las arqueobacte- rias. Las células se clasifican según su grado evolu- tivo en: célula procariótica y célula eucariótica, destacando la presencia o no de núcleo. • Célula procariótica (pro = antes, cario = nú- cleo) Son células sin núcleo. El material genético (ADN) es el cromosoma circular y se localiza en una región denominada “nucleoide” (parecido a un ESTRuCTuRa DE uNa CéLuLa EuCaRIóTICa En una célula eucariótica típica podemos encontrar cuatro partes principales: 1. Envoltura celular. 2. Membrana citoplasmática. 3. Citoplasma. 4. Núcleo. 1. envoltura celular Es la parte más extensa de la célula. En los vegetales toma el nombre de pared celular, mientras que en los animales se le conoce como glucocálix. a) Pared celular La pared celular de ordinario está formada por una o dos capas. La delgada pared externa se llama CITOLOgía núcleo), posee mesosoma con enzimas respira- torias para obtener energía (ATP) y ribosomas 70S para elaborar proteínas. ejemplo: bacterias y cianobacterias del Reino Monera. • Célula Eucariótica (eu=verdadero, cario= núcleo) Son células con núcleo. El ADN se asocia a proteínas histonas,constituyendo la cromatina, delimitada por la carioteca (envoltura nuclear). Posee mitocondrias con enzimas respiratorias, sistema de membranas, ribosomas 80S. ejem- plo: protozoarios y algas del Reino Protista, las células de los hongos del Reino Fungi, células de plantas y animales. Célula Eucariótica Ribosoma 70S Nucleoide Célula procariótica Organelo Núcleo celular Ribosoma 80S 23Biología Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com B) Glucocálix Envoltura compuesta principalmente por cadenas cortas de azúcares impregnados a la membrana celular. Funciones atribuidas al glucocálix: 1. Proporciona protección mecánica a las célu- las. 2. Permite la adhesión celular entre células, o entre células con un sustrato orgánico. 3. Participa en el reconocimiento celular. 2. Membrana citoplasmática (Plasmalema) Estructura que envuelve a la sustancia intrace- lular. a) composición química (lipoproteica) Está constituida fundamentalmente por proteínas y lípidos (fosfolípidos y colesterol). B) estructura El modelo del “Mosaico Fluido” (propuesto por Singer y Nicholson) propone que la membrana está constituida por una doble capa de fosfolí- pidos con ácidos grasos hidrofóbicos, en la cual hay proteínas asociadas; las que se encuentran sumergidas se llaman integrales o intrínsecas, mientras que las asociadas solo a la superficie se llaman periféricas o extrínsecas. c) estado físico El estado físico de la membrana es semilíquida y permite el movimiento lateral de las proteínas; por eso se dice que la membrana es fluida. La cara externa presenta glúcidos asociados, a diferencia de la cara interna; por eso se dice que es asimétrica. d) Funciones de la membrana • Compartamentalización. Delimita al medio intracelular del medio extracelular y de otras células. • Transporte. Permite el intercambio de mate- riales con su medio externo (permeabilidad selectiva o semipermeabilidad). pared primaria. Está constituida por celulosa y hemicelulosa. La capa interna más gruesa, se denomina pared secundaria. Está constituida por celulosa y lignina. Además se observa una capa delgada llamada laminilla media, la cual está compuesta en su ma- yor parte por pectinas. A medida que las células maduran, gran parte de la pectina origina pectato de calcio y pectato de magnesio, formando un compuesto mucho más duro que mantiene fir- memente unidas a las células. Cuando se produce la lignina, se impregna de modo sucesivo a la laminilla media, a la pared primaria y, en forma especial a la pared secunda- ria; entonces la lignificación aumenta la firmeza, dureza y resistencia de la pared, provocando la muerte celular por acumulación, muchas veces a esta nueva acumulación se le conoce como pared terciaria. La mayor parte de las células vegetales están conectadas entre sí por medio de canales abiertos conocidos como plasmodesmos, los cuales consisten en bandas delgadas cilíndricas de citoplasma, que conectan células adyacentes, a través de perforaciones en las paredes celulares. 3. citoplasma Es la región intracelular de mayor actividad biológica, comprendida entre el núcleo y la mem- brana citoplasmática. Está constituida por: matriz citoplasmática, sistema de endomembranas, organoides y organelas. Pared celular Lámina media Pared celular Pared secun- daria (con celulosa) Pared primaria (con hemicelulosa) Micro- fibrilla Macro- fibrilla Celulosa Vegetal Plasmodesmo Bicapa lipídica Loro Membrana Citoplasma Núcleo Célula Colesterol Fosfolípido Proteínas CÉLULA CENTRÍOLOS Formación del huso acromático PEROXISOMA Destrucción de peróxidos MITOCONDRIA Respiración celular Síntesis de ATP Síntesis de ácidos gra- sos de cadena corta RIBOSOMA Síntesis de proteínas Síntesis de enzimas LISOSOMA Digestión celular Autólisis Autofagia RETÍCULO RUGOSO RETÍCULO LISO Detoxificación celular Glucogenólisis Lipogénesis DICTIOSOMA Secreción celular Glucosilación Banco de ejercicios24 Editorial Librería: Av. Garcilaso de la Vega 978, Lima Telf.: 424-6563 www.editorialsanmarcos.com a) MaTRiZ ciTOPlasMÁTica Componente fluido que contiene microtúbulos y microfilamentos, los cuales constituyen el esque- leto celular o citoesqueleto; este interviene en el mantenimiento de la forma celular y también en la motilidad celular, y en los cambios coloidales que puede experimentar el citoplasma. - Los microtúbulos están formados por proteí- nas tubulinas (α, β). Participan en la forma- ción de centríolos, cilios y flagelos. - Los microfilamentos están formados por proteínas actinas. Participan en la fagocitosis, exocitosis y citocinesis. La matriz citoplasmática por ser de naturaleza co- loidal, posee una propiedad llamada tixotropía, el cual es propio de los coloides; gracias a esta propiedad su estado físico cambia de sol a gel y viceversa. Ejemplo: movimiento de leucocitos y amebas. B) sisTeMa de endOMeMBRanas (sistema vacuolar citoplasmático) El sistema de endomembranas está formado por conductos y cisternas delimitadas por membra- nas, e interconectadas. Este sistema tiene como componentes al retículo endoplasmático, Aparato de Golgi y carioteca. 1. cOMPOnenTes • Carioteca Constituye la envoltura nuclear, está formada por sacos aplanados formados por doble membrana que rodean el contenido nuclear. La carioteca presenta los poros nucleares que permiten la transferencia de moléculas entre el núcleo y la matriz citoplasmática. En la membrana externa existen ribosomas adheridos a su superficie, de ahí que posee la capacidad de sintetizar proteínas. • Retículo endoplásmico Este componente del sistema de endomem- branas se presenta como una red complicada de túbulos y vesículas aplanadas y redondea- das, comunicadas entre sí y con la carioteca. Su función general es la compartimen- talización, es decir, delimita espacios donde pueden almacenarse y distribuirse sustan- cias dentro de la célula; sirve como soporte mecánico del citoplasma e interviene en la reconstrucción de la membrana nuclear. Comprende dos partes diferenciadas por la presencia o ausencia de ribosomas sobre su superficie externa: - Retículo endoplásmico rugoso (RER) o granular: Presenta ribosomas adheridos a la parte externa de sus membranas, debido a esto, tiene por función la síntesis de proteínas. Se localiza mayormente en células especializadas en la secreción de proteínas, como las células del páncreas. La presencia de ribosomas sobre el retí- culo se debe a proteínas de membrana llamada riboforinas, - Retículo endoplásmico liso (REL) o agranular: No tiene ribosomas adheri- dos a su superficie; está en conexión con el retículo endoplásmico rugoso; interviene en: la síntesis de esteroides, detoxificación de drogas y venenos, y en la glucogenólisis. En las fibras musculares recibe el nombre de retí- culo sarcoplásmico y acumula calcio que se libera para iniciar la contracción muscular. • APARATO DE GOLGI Formado por un conjunto de dictiosomas. Se denomina dictiosoma de 5 a 8 sacos de cisternas, aunque en algunos organismos inferiores pueden haber más de treinta. El Aparato de Golgi puede tener uno o más dictiosomas. Los sacos aplanados son suministrados per- manentemente por el retículo endo-plásmico a la parte interna o próxima del Aparato de Golgi, puesto que las cisternas desprenden vesículas. El Aparato de Golgi es abundante en células secretoras de enzimas de algunas hormonas, y de anticuerpos (en células plasmáticas). Tiene las siguientes funciones: - Secreción: las proteínas se forman en el retí- culo endoplásmico rugoso, pasan al Aparato de Golgi, en donde se asocian a carbohidra- tos y luego son secretados al exterior. - Glucosidación: La unión de glúcidos a proteí- nas y lípidos, da como resultado glucoproteí- nas y glucolípidos. - Biogénesis de lisosomas: ciertas vesículas que se desprenden del Aparato de Golgi que- dan en el medio intracelular, constituyendo los lisosomas. - Síntesis de polisacáridos como la
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