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FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 1 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” R E T O A L S A B E R No. T R E S C I R C U L A C I Ó N E N O R G A N I S M O S V I V O S G R A D O S É P T I M O Por medio de este fundamento teórico abordaremos un eje temático llamado “Circulación en organismos vivos”, el cual estará dividido en tres grandes partes: 1. Circulación en microorganismos y hongos. 2. Circulación en plantas. 3. Circulación en animales. ➢ Complemento: Ciclo del Agua. La última vez hablamos de una ciudad súper desarrollada, vuelve a imaginártela porque la vamos a necesitar. Imagina que esta ciudad tiene un sistema de transporte súper eficiente, cuya misión es transportar recursos a todas sus partes. En esta ciudad se distribuyen de manera equitativa los recursos a todos los que los necesitan. ¿Cómo te imaginaste esa ciudad? ¿Crees que es muy futurista? Todos los organismos vivos están compuestos por células, haz de cuenta que cada célula es una ciudad como esta. El proceso mediante el cual se transportan y distribuyen a todas las células y partes de un organismo vivo los nutrientes y el oxígeno es llamado circulación. Este proceso les permite a las células obtener la energía que necesitan y eliminar las sustancias de desecho que allí se producen. Ahora… aquí te va una pregunta: Qué crees ¿En todos los organismos vivos la circulación es igual? En esta sección aprenderás cómo se realiza el proceso de circulación en los animales, plantas y microorganismos. ¡Vamos a ello! FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 2 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” CIRCULACIÓN EN MICROORGANISMOS Y HONGOS ¿Cómo circulan las sustancias en microorganismos y hongos? CIRCULACIÓN EN LOS PROCARIOTAS ¿Cuál es el ser vivo más pequeño que has visto? Tal vez sea una mosca, o una hormiga. Sin embargo, debes saber que hay organismos más pequeños que estos. ¿Cómo es posible? ¿Están vivos? Sí, y muy vivos. Se llaman microorganismos y solo se pueden ver con un microscopio. Se clasifican en virus, bacterias y hongos, o bien, protistas, procariotas y hongos. ¿Cómo llevan a cabo la circulación? Los procariotas son unicelulares y están presentes en el Reino Mónera, y las conocemos normalmente como bacterias. Su principal característica es que tienen su ADN libre en el citoplasma, en una zona llamada nucleoide. La circulación en los procariotas se realiza mediante difusión facilitada y transporte activo. Para ilustrarlo considera esta situación. Para transportar un gran número de productos desde un camión y viceversa a una bodega se usan dos métodos: el primero es usando una máquina transportadora y el segundo una cadena humana. ¿En cuál de estos dos procesos crees que se gasta más energía? De seguro que en la cadena humana. De la misma manera sucede en las bacterias, usan proteínas integrales de la membrana; que actúan como transportadores de las sustancias a través de la membrana celular. Recuerda que como la difusión facilitada es un tipo transporte pasivo, la célula o bacteria no gasta energía. Y al llevar a cabo el transporte pasivo, sí gasta energía (ATP) para transportar esas moléculas que necesita para vivir, como en la cadena humana. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 3 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” CIRCULACIÓN EN LOS PROTISTAS 1. MOVIMIENTO CITOPLASMATICO Un ejemplo de estas proteínas integrales son las proteínas de canal, las cuales forman estructuras en forma de poros que atraviesan la membrana celular y permiten el paso de moléculas como la glucosa y los aminoácidos. Otros ejemplos son las proteínas transportadoras que cambian su forma y la adecuan a la que tiene la molécula que ingresa. Los protistas son eucariotas, lo que significa que sus células tienen un núcleo y otros orgánulos unidos a la membrana siendo la mayoría de ellos unicelulares. Los protistas no pertenecen a ningún otro reino. Por lo tanto, los protistas pueden parecer muy diferentes entre sí. Los científicos creen que están entre lo vivo y lo no vivo ¿qué crees tú? ¿Cómo llevan a cabo la circulación estos seres? En los protistas los nutrientes ingresan a la célula a través de la membrana celular, por medio de mecanismos de transporte pasivo y activo ya descritos. Cuando las sustancias ya están dentro, son transportados al lugar donde se necesitan, gracias a tres tipos de movimiento: movimiento citoplasmático, motores moleculares y vesícula de transporte. Son corrientes o movimientos originados en el citoplasma por acción de entrada y salida de sustancias como el agua. La consistencia líquida del citoplasma facilita este tipo de movimientos. El paramecio, por ejemplo, transporta su alimento en las vacuolas que son impulsadas por movimientos citoplasmático alrededor del cuerpo para distribuir sus nutrientes. Luego, la parte que no se asimiló sale al exterior por un orificio de salida, denominado citoprocto. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 4 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” 2. MOTORES CELULARES 3. VESÍCULA DE TRANSPORTE CIRCULACIÓN EN LOS HONGOS Aquí va otra pregunta para ti: ¿Cómo es posible que cuando la sustancia está dentro de la célula no se desvíe y vaya a parar a otro lado? Esto es gracias a una parte esencial de la célula llamada citoesqueleto ¿Cómo así? ¿Las células tienen esqueleto? Bueno, en realidad el citoesqueleto es un sistema compuesto por proteínas que se halla en las células y que posibilita el desplazamiento celular. Son microscópicas esferas que se forman a partir de un compartimiento membranoso y se mueven por las vías del citoesqueleto. Al llegar al lugar indicado, se fusionan con la membrana del compartimiento correspondiente y allí entregan sustancias que han transportado. Los hongos son organismos heterótrofos y, debido a que no pueden fagocitar (adquirir partículas del medio y digerirlas) su alimento porque la pared de sus células es rígida, se alimentan gracias a un proceso denominado digestión extracelular. En este proceso, las células secretan una serie de enzimas sobre el alimento para fragmentarlo y convertirlo en sustancias más simples que puedan ser fácilmente absorbidas, mediante mecanismos de difusión. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 5 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” CIRCULACIÓN EN PLANTAS ¿Cómo circulan los nutrientes en las plantas? Los hongos multicelulares, como los champiñones poseen estructuras denominadas hifas, cuyas paredes celulares tienen unos poros que permiten que el protoplasma fluya entre ellas por difusión. En los hongos unicelulares se realiza el transporte de sustancias hacia el interior de la célula utilizandolos mecanismos de los protistas; una vez las sustancias se encuentran en el citoplasma, circulan en la célula gracias a corrientes citoplasmáticas y motores moleculares. ¿En las plantas también hay circulación? Sí, recuerda que este proceso está presente en todos los organismos vivos. En el caso de las plantas, la circulación se realiza en varias etapas. En esta sección recordarás lo que significan cuatro conceptos importantes: savia bruta, savia elaborada, xilema y floema. Lo primero que ocurre en las plantas se llama absorción y empieza por las raíces. A través de ella ingresan una mezcla de sales minerales y agua gracias a los pelos radicales, también llamados pelos absorbentes. Esta mezcla se llama savia bruta y es transportada hasta las hojas por unos vasos conductores gracias a la capilaridad. La capilaridad de los líquidos es un fenómeno físico que permite a un líquido ascender por vasos muy finos hasta una cierta altura. Como si fuera un ascensor de líquidos. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 6 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” Estos vasos conductores forman el xilema, el cual está formado por un tejido leñoso, con células especializadas que forman vasos conductores, unidos entre sí. Estas células son muy largas y reciben el nombre de traqueadas, las cuales se unen con otras células por los extremos para formar vasos de xilema de hasta tres metros de largo. Por ellos circula el agua y las sustancias disueltas absorbidas en la raíz, estos vasos leñosos son tubos de celulosa por los que circula la savia bruta. Cuando la savia bruta llega a las hojas, entra a los cloroplastos de las células y éstos utilizan el CO2 del aire (que entra a través de los estomas) y la energía lumínica (que proviene del sol) para transformarla, a través del proceso de fotosíntesis, en savia elaborada (glucosa). Esta savia elaborada (glucosa) se distribuirá por el resto de la planta a través del floema. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 7 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” CIRCULACIÓN EN ANIMALES ¿Cómo circulan los nutrientes en los animales? } El floema está formado por células vivas unidas entre sí por orificios. Estos tejidos están ubicados de distinta manera en los diversos órganos de la planta. Los vasos cribosos (floema) distribuyen las sustancias elaboradas en las hojas a todas las partes de la planta, es decir, conducen la savia elaborada desde las hojas hasta todas las partes de la planta para su nutrición. ¡EXTRA! Sabías que para que las raíces de la planta puedan tomar la savia bruta del suelo se usan procesos de difusión y transporte activo. ¡Sí! Y se intercalan. Primero, como los pelos están tocando el suelo, usan transporte activo para concentrar los minerales en sus células. Luego existe algo llamado plasmodesmos, presentes en las células vivas más cercanas y estos llevan los minerales desde las células epidérmicas hasta a otras partes de la planta. Luego vuelve a ocurrir el transporte activo, que permite que las células porten activamente los minerales desde su propio citoplasma hasta el espacio extracelular. Y, por último, mediante la difusión los minerales llegan al xilema diluyéndose a través de las paredes ¡atraviesan paredes! Los nutrientes incorporados por el animal se distribuyen a todas las células del cuerpo. En este proceso influye el aparato circulatorio el cual lleva a cabo la circulación de nutrientes mediante un sistema de transporte formado por un líquido interno circulante. Los animales son seres heterótrofos, lo que quiere decir que necesitan alimentarse de materia orgánica ya elaborada producida por los seres autótrofos y "hacerlas suyas", es decir incorporarlas a su organismo. En los animales, el proceso de circulación también se realiza en varios pasos: Primero el aparato digestivo transforma la materia orgánica en moléculas asimilables por las células del organismo. Luego, para la utilización de los nutrientes por las células para obtener energía, se necesita oxígeno procedente del exterior que debe incorporarse a través del aparato respiratorio. Este también retira los productos de desecho que se expulsarán al exterior, que deben ser eliminadas por un aparato excretor. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 8 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” El Sistema Circulatorio El sistema circulatorio en animales más sencillos Ese líquido circulante, que es la sangre, debe moverse y para ello los animales han desarrollado un conjunto de estructuras que forman el denominado aparato circulatorio. Su función principal es la de transportar nutrientes, hormonas, células y gases necesarios a las diferentes partes del cuerpo a la vez que recoge desechos metabólicos. El sistema circulatorio recorre todo el cuerpo del animal, y conecta todos los aparatos y órganos de este. Observa la imagen, y fíjate que, de manera general, el sistema circulatorio está presente en todo el cuerpo. ¿Lo sabías? Ahora bien, en el sistema circulatorio animal, como en todo lo que te puedas imaginar, hay excepciones. Una de ellas es que los animales grandes necesitan un sistema circulatorio con un líquido circulante (transportador), vasos conductores (para llevar el líquido) y un sistema de bombeo (para acelerar el proceso). Otra excepción es que a los animales más lentos, pequeños y simples (poríferos, cnidarios y platelmintos) les basta su movimiento para mezclar los líquidos internos. Es por eso que en ellos no encontramos ningún tipo de sistema circulatorio. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 9 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” Las circulaciones abiertas y cerradas En el caso de los sistemas abiertos, el líquido bombeado por el corazón circula por vasos abiertos en un extremo que desembocan en los espacios del cuerpo, bañando así las células. Encontramos este modelo en moluscos y artrópodos. En este grupo la hemolinfa bombeada por el corazón es vertida en los espacios que hay entre los tejidos del cuerpo. Después vuelve al corazón a través de unos orificios que éste posee, el mecanismo de entrada es como el de una bomba de succión. En el caso de los sistemas cerrados, el fluido circula por el interior de un circuito cerrado. Lo encontramos en el grupo de los vertebrados. Consta de un corazón tabicado que actúa como una bomba que impulsa la sangre por los vasos. Estos vasos forman un circuito cerrado y pueden ser de tres tipos: arterias, capilares y venas. La sangre sale impulsada por el corazón a través de arterias que se van ramificando en otras de menor tamaño hasta que terminan en los capilares. Estos se reúnen formando las venas que llevan de nuevo la sangre al corazón. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 10 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” Animales con circulación cerradaSistema Circulatorio en los Vertebrados Este sistema es propio de anélidos, cefalópodos y vertebrados los llamados vertebrados superiores, como, por ejemplo, los calamares y pulpos Circulación cerrada doble Es la propia de los animales vertebrados que funcionan mediante pulmones. En los pulmones se produce un intercambio gaseoso, la sangre canjea el oxígeno por el dióxido de carbono. Los animales, principalmente, que disponen de este sistema son los anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Circulación cerrada simple La circulación simple es propia de los peces. En su caso el corazón tiene una forma curvada y está formado por una aurícula y un ventrículo, también tiene un seno venoso o cámara accesoria. ✓ PORÍFEROS: Las esponjas realizan directamente el intercambio de nutrientes, oxígeno y desechos con el medio acuático en el que viven. Las células intercambian sustancias entre sí o con el medio mediante difusión. ✓ CNIDARIOS: Pólipos y medusas intercambian sustancias con su medio acuático mediante difusión, bien directamente, a través de sus paredes, o desde la cavidad gastrovascular. ✓ PLATELMINTOS: La gran ramificación de la cavidad gastrovascular permite la difusión entre las células y dicha cavidad. Anélidos Tienen un sistema circulatorio cerrado. Hay un gran vaso dorsal y otro ventral, comunicados por vasos transversales. Todos se contraen rítmicamente Moluscos Salvo en cefalópodos, el sistema es abierto. El corazón, con 2 o 3 cavidades, impulsa la hemolinfa por arterias hasta espacios abiertos o senos. De aquí es recogida por venas, oxigenada en las branquias y devuelta al corazón. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 11 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” Artrópodos Tienen un sistema abierto, pero más eficaz que el de moluscos. El corazón, encerrado en una cavidad pericárdica, es tubular y presenta perforaciones llamadas ostiolos. La hemolinfa sale del corazón por arterias que vierten en lagunas y senos abiertos que bañan los tejidos. Luego es absorbida por la cavidad pericárdica y entra de nuevo al corazón por los ostiolos. Equinodermos Sistema circulatorio abierto y muy reducido. Tienen un sistema hemal con un corazón. Sin embargo, la mayoría de la circulación la realiza el sistema ambulacral o vascular hídrico, que parte del hemal. En crustáceos, la hemolinfa pasa por las branquias para oxigenarse antes de llegar al corazón. En insectos la hemolinfa sólo transporta nutrientes y desechos, pero no oxígeno, que se distribuye por tráqueas. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS EL CICLO DEL AGUA Para finalizar el fundamento teórico de este Reto al Saber, vamos a hablar un poco a cerca del primero de los ciclos biogeoquímicos, el ciclo del agua, también conocido como el ciclo hidrológico. Comenzaremos aclarando algunos conceptos importantes que te ayudarán en el estudio de este tema. Es probable que ya estés familiarizado con este ciclo ya que día a día, somos testigos de su presencia en la naturaleza: La lluvia, el vapor de agua que se genera en las cocinas cuando estamos preparando los FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 12 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” alimentos o el hielo que sacamos de nuestros congeladores son un claro ejemplo de la presencia del agua en nuestras vidas. Lo cierto es que cada una de esas presentaciones del agua tienen un nombre: Los estados de la materia. Estos estados son fundamentalmente tres: Líquido (Agua), Sólido (Hielo) y Gaseoso (Vapor de Agua). El ciclo del agua se define como el proceso por el cual las masas de agua cambian de estado y posición en el planeta. Tengamos claro algo: Un ciclo es una serie de fases por las que pasa un fenómeno (en este caso el agua) y que se suceden en el mismo orden hasta llegar a una fase o estado a partir del cual vuelven a repetirse en el mismo orden. En otras palabras, un ciclo, se puede asociar con un círculo, ya que es cerrado y repetitivo sin tener un fin o un comienzo demarcado. De esta forma, y teniendo en cuenta dichas definiciones, vamos a observar un gráfico que nos permitirá observar las relaciones entre los estados en que se presenta el agua en la naturaleza. Como lo dijimos anteriormente, un ciclo se compone de fases, en el caso del ciclo del agua hablaremos de cinco fases: Evaporación, transpiración, condensación, precipitación e infiltración. Te invito a que veamos en profundidad cada una de ellas: Evaporación. Esta etapa del ciclo del agua consiste en la conversión del agua líquida a vapor, de esta forma, el agua alcanza la atmósfera. El agua se evapora de los océanos, de las aguas continentales y de las plantas (transpiración). Solo en los océanos hay aproximadamente siete veces más evaporación que desde la superficie terrestre. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 13 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” Transpiración. Es otra vía por la cual el agua pasa a la atmósfera, a diferencia de la evaporación, la transpiración es realizada por las plantas y es el proceso por el que las plantas emiten agua por medio de sus estomas pequeños orificios en el anverso de las hojas que están conectados por el tejido vascular. Ocurre principalmente durante la fotosíntesis, cuando las estomas de las hojas están abiertas para la transferencia de dióxido de carbono y oxigeno Condensación. Una vez en la atmósfera, por los bajos niveles de temperatura, el agua se condensa, es decir, se vuelve líquida nuevamente, esas gotas van formando nubes, cuando una nube está lo suficientemente saturada, precipita Precipitación. Se refiere a cuando el agua, por gravedad, cae de nuevo hacia la superficie terrestre, ya sea en forma líquida (lluvia) o sólida (granizo). Infiltración. Es cuando el agua logra atravesar el suelo y ocupar algunos de los espacios vacíos que existen en el mismo. FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO Biología - Docente: Luz Nidia Caro López – Contacto: 323 247 5883 PÁG 14 “ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA” VIDEOS RECOMENDADOS ✓ “La circulación en los seres vivos”: https://youtu.be/vJ9kl7nPZgI ✓ “¿Qué es la fotosíntesis?”: https://youtu.be/uKUa3QOGfdc ✓ “Tipos de circulación animales”: https://youtu.be/LnoekZnfGVU ✓ “Canción del ciclo del agua”: https://youtu.be/rwMx5pBP6UA LECTURAS COMPLEMENTARIAS ¿Qué estructuras han desarrollado los seres vivos para transportar materiales a través de todo el cuerpo? https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_7/S/S M/SM_S_G07_U01_L04.pdf Circulación en plantas http://ayudasjomagoes.weebly.com/la-circulacioacuten-en- plantas.html Circulación en animales https://www.webcolegios.com/file/b36c4d.pdf Aclaraciones: 1. Las actividades que se proponen en algunos de los textos complementarios NO se deben hacer dado que estas no corresponden a actividades asignadas para la asignatura. 2. NO es obligatorio hacer la lectura de estos textos, cada estudiante decide si quiere hacerlo o no, sin embargo, son recomendables para una mejor compresión de la temática. RECURSOS DIGITALES ➢ Simulador ciclo del agua: http://platea.pntic.mec.es/~iali/CN/elciclo.htm# ➢ Ilustración general del ciclo del agua: https://www0.asturias.es/medioambiente/articulos/imagenes/El%20ciclo%20hidrol%C3%B3gico%20del%20agua.jpg https://youtu.be/vJ9kl7nPZgI https://youtu.be/uKUa3QOGfdc https://youtu.be/LnoekZnfGVU https://youtu.be/rwMx5pBP6UA https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_7/S/SM/SM_S_G07_U01_L04.pdf https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_7/S/SM/SM_S_G07_U01_L04.pdf http://ayudasjomagoes.weebly.com/la-circulacioacuten-en-plantas.html http://ayudasjomagoes.weebly.com/la-circulacioacuten-en-plantas.html https://www.webcolegios.com/file/b36c4d.pdf http://platea.pntic.mec.es/~iali/CN/elciclo.htm https://www0.asturias.es/medioambiente/articulos/imagenes/El%20ciclo%20hidrol%C3%B3gico%20del%20agua.jpg https://www0.asturias.es/medioambiente/articulos/imagenes/El%20ciclo%20hidrol%C3%B3gico%20del%20agua.jpg
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